ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

9. Неметалічні елементи та їхні сполуки. Неметали

9.5. Елементи IV групи

9.5.1. Загальна характеристика

До складу головної підгрупи IV групи (14 групи) входять Карбон (С), Силіцій (Si), Германій (Ge), Станум (Sn) і Плюмбум (Рb). Будова зовнішнього електронного шару елементів — ns²nр². Це p-елементи: на р-підрівні вони мають два неспарені електрони і вільну р-орбіталь, на яку в процесі збудження атома може переходити один з s-електронів:

Валентність елементів становить II (основний стан) і IV (збуджений стан), а ступінь окиснення має значення -4, 0, +2 та +4. Ступінь окиснення Карбону в органічних сполуках (це окрема тема, яка розглядається у розділі III. Органічна хімія) може змінюватися від -4 до +4.

У підгрупі в ряду від Карбону до Плюмбуму зростає радіус атома, відповідно послаблюється зв’язок валентних електронів з ядром, а тому зменшується електронегативність, неметалічні властивості елементів і зростають металічні. Отже, Карбон є типовим неметалічним елементом, у Силіцію та Германію з’являються певні металічні ознаки, а Станум і Плюмбум утворюють прості речовини метали.

Загальні формули оксидів елементів IVA групи — ЕО і ЕО₂. Нижчі оксиди є несолетворними. Вищі оксиди Карбону і Силіцію складу ЕО₂ мають кислотний характер, тому їм відповідають кислоти складу Н₂ЕО₃.

Леткі сполуки Карбону і Силіцію з Гідрогеном — метан СН₄ і силам SiH₄. Метан є стійкою органічною речовиною, а силан, на відміну від метану, речовина нестійка, самозаймається на повітрі. Обидві сполуки не виявляють ані кислотних, ані основних властивостей. Це пояснюється низькою полярністю зв’язків C-Н, Si-H, оскільки Карбон, Силіцій та Гідроген мають дуже близькі значення електронегативності.