 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Загальна характеристика р-елементів ІV групи
До ІV групи головної підгрупи періодичної системи входять р-елементи: Карбон С, Силіцій Si, Германій Gе, Станум Sn, Плюмбум Рb. В підгрупі зі збільшенням зарядів ядер атомів С → Si → Gе → Sn → Рb радіуси атомів збільшуються, тому здатність до приєднання електронів і неметалеві властивості послаблюються, здатність же віддавати електрони і металеві властивості посилюються. На відміну від Карбону та Силіцію у Германія проявляються вже металеві властивості, а у Стануму та Плюмбуму вони перебільшують неметалеві властивості. Останні два хімічних елементи утворюють прості речовини метали – олово та свинець. Валентними електронами атомів р-елементів ІV групи є чотири електрони зовнішнього енергетичного рівня s2p2 як в стаціонарному, так і в збудженому стані. Складіть електронну та електронно-графічну формули Стануму або Плюмбуму в стаціонарному та в збудженому стані. Позначте валентні електрони атомів. З причини наявності чотирьох валентних електронів атоми Карбону та Силіцію в сполуках проявляють ступені окиснення +4 та –4. Для Германія найбільш характерні сполуки зі ступенем окиснення +4, а для Плюмбуму +2. Станум займає проміжне положення: в сполуках атоми Стануму мають ступені окиснення +2, +4. Від’ємний ступінь окиснення –4 Плюмбум та Станум проявляють з менш електронегативними елементами. Фізичні та хімічні властивості олова Олово Sn є одним з металів, найбільш відомих людині з давніх давен. В літосфері його вміст складає 2,5∙10-3 %. Це сріблясто-білий метал, дуже м’який. Може знаходитись у двох алотропних модифікаціях: біле та сіре олово. Біле олово плавиться при 231,850С і кипить при 22700С. Сіре олово стійке при температурах, нижчих за 13,20С, а біле – при температурах, вищих за 13,20С. При низьких температурах змінюється кристалічна структура олова. При перекристалізації на морозі (–390С) біле олово змінюється в об’ємі, відбувається щось подібне до мікровибуху, речовина поступово перетворюється в сірий порошок – відбувається перехід білого олова в сіре, біле олово руйнується. За наявності контакту білого олова з сірим процес переходу однієї модифікації в іншу прискорюється, тобто біле олово начебто «заряджається» сірим. Це явище отримало назву «олов’яна чума». Характерні хімічні властивості олова проявляються у його взаємодії: 1) з окисниками-неметалами. За нормальних умов олово не окислюється киснем повітря – його захищає оксидна плівка. За високих температур олово взаємодіє з киснем, галогенами, сіркою. Sn + О2 = SnО2 (станум (ІV) оксид); Sn + 2Cl2 = SnCl4 (станум (ІV) хлорид); Sn + 2S = SnS2 (станум (ІV) сульфід). 2) з відновниками-неметалами. Олово взаємодіє з активними металами, утворюючи солі станіди: 2Са + Sn = Са2Sn (кальцій станід). З воднем олово безпосередньо не реагує, але непрямим шляхом можна утворити речовину станан – нестійкий, дуже отруйний газ SnН4: Са2Sn + 4НСl = 2СаСl2 + SnН4↑.
3) з кислотами В кислотах олово розчиняється дуже повільно: Sn + 2НCl = SnCl2 + Н2↑. Значно енергійніше протікає процес, якщо через розчин продувати повітря або кисень: Sn + 4НCl + О2 = SnCl4 + 2Н2О. При взаємодії олова з концентрованою нітратною кислотою, воно виступає в ролі неметалу, утворюючи метастанатну кислоту Н2SnО3: Sn + 4НNO3 = Н2SnО3 + 4NO2 + Н2О, але з розбавленою нітратною кислотою олово реагує як метал: 3Sn + 8НNO3 = 3Sn(NО3)2 + 2NO + 4Н2О. 4) з розчинами луг олово реагує при нагріванні: Sn + 2NaOH + 2H2О = Na2[Sn(OH)4] + H2↑. Властивості сполук олова Оксиди олова: станум (ІІ) оксид SnО та станум (ІV) оксид SnО2 – тверді речовини відповідно чорного і білого кольору, які проявляють амфотерні властивості. Гідроксиди олова станум (ІІ) гідроксид Sn(ОН)2 та станум (ІV) гідроксид Sn(ОН)4 – аморфні осади білого кольору, які утворюються дією розчинів луг на відповідні розчини солей: SnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Sn(OH)2↓; SnCl4 + 4NaOH = 4NaCl + Sn(OH)4↓. Як амфотерні сполуки гідроксиди олова взаємодіють з кислотами та лугами: Sn(OH)2 + 2НCl = SnCl2 + 2Н2О; Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Sn(OH)4]; Sn(OH)4 + 2H2SO4 = Sn(SO4)2 + 4Н2О; Sn(OH)4 + 2NaOH = Na2[Sn(OH)6]. В станум (ІІ) гідроксиді переважають основні властивості, а в станум (ІV) гідроксиді – кислотні. Для олова більш характерним є ступінь окиснення +4. Тому сполуки, в яких олово має ступінь окиснення +2, в окисно-відновних процесах виступають відновниками, окислюючись до сполук, в яких олово має ступінь окиснення +4: 2Sn(OH)2 + О2 + 2Н2О = 2Sn(OH)4; SnCl2 + 2FeCl3 = SnCl4 + 2FeCl2. Але проходять і протилежні процесі, і в присутності відновника олово з ступенем окиснення +4 може переходити в олово з ступенем окиснення +2: SnCl4 + Sn = 2SnCl2 SnCl4 + Fe = SnCl2 + FeCl2. Станум (ІV) сульфід називають сусальним золотом і застосовують для виготовлення фарб. Він нерозчинний у воді, і у кислотах, але розчинний у лугах: SnS2 + 6КОН = К2[Sn(OH)6] + 2К2S. Застосування олова Олово застосовують для покриття заліза з метою його захисту від корозії. Так утворюють білу жерсть, яка дуже широко використовується для виготовлення різноманітної тари. Процес покриття заліза оловом називається лудінням. Також олово використовують при виробництві багатьох сплавів: бронзи, бабітів, припоїв, типографського сплаву. Станум (ІV) оксид входить до складу емалей. |
