Химия р-элементов IIIА, IVА групп

I. Значение темы Бор и алюминий представлены в природе в виде различных соединений и минералов, входят в состав растительных и животных орагнизмов. Соединение бора (бура) используется в качестве исходного вещества для установления титра кислот, для приготовления буферных растворов. Соединения бора и алюминия применяются в медицине как фармпрепараты.

Элемент IVA группы — углерод — является биогенным элементом. Он участвует в большинстве химических процессов. Соединения кремния широко представлены в природе. Кремний-органические соединения (силиконы, силоксаны) применяются в медицине и фармации.

II. Вопросы для самоконтроля.

• 1. Напишите электронные формулы для атомов бора и алюминия. Как изменяются радиусы атомов, энергия ионизации, относительная электроотрицательность при переходе от бора к алюминию?
• 2. Изобразите электронную схему атома бора. Какое влияние на свойства элемента оказывает электронная дефицитность? Почему бор не образует катионов?
• 3. Напишите уравнения реакций, подтверждающих химические свойства бора и алюминия (отношение к кислороду, галогенам, металлам, окисляющим и неокисляющим кислотам и щелочам).
• 4. Галиды бора, их строение, вид гибридизации атома бора, химические свойства, реакции образования, гидролиза, кислотно-основный характер на примере хлорида и фторида бора.
• 5. Какая качественная реакция может быть использована для определения ортоборной кислоты? Напишите уравнения реакции.
• 6. Чем объясняется большая коррозийная стойкость алюминия? Как относится этот металл к кислотам и щелочам? Чем объясняется его пассивация в азотной кислоте и концентрированной серной кислоте на холоду?
• 7. Применение соединения бора и алюминия в медицине и фармации. На чем основано действие фармпрепаратов алюминия?
• 8. Дайте общую характеристику р-элементов IV группы периодической системы химических элементов на основе электронной структуры их атомов. Сравните свойства первого и последнего элемента и объясните причину различия.
• 9. Какого типа гибридизация орбиталей в атоме углерода сопровождается образованием: а) простых веществ, таких как алмаз, графит, карбин; б) углеводородов структуры: ?С-С?, >C=C<, -C?C- ?
• 10. Оксид углерода (II). Дайте его краткую характеристику. Чем объясняется высокая величина энергии связывания в молекуле СО? За счет чего эти молекулы образуют комплексные соединения с металлами? Как их называют и где они используются?
• 11. Общая характеристика тетрагалогенидов углерода (физические и химические свойства, применение).
• 12. Карбонаты, их термическая устойчивость, особенность гидролиза.
• 13. Синильная кислота, ее соли, реакции комплексообразования, использование в аналитической химии.
• 14. Что общего и чем отличаются кремневодороды от углеводородов?
• 15. Напишите реакцию получения силана и его гидролиза водным раствором щелочи. Расставьте коэффициенты.
• 16. Почему в обычных условиях СCl₄ инертен в воде, а SiCl₄ гидролизуется? Почему SiF₄ не полностью гидролизуется водой?
• 17. Силикагель, его свойства и получение.
• 18. Кремнийорганические соединения. Чем обусловлена высокая прочность силоксанов? Области их применения в медицине.
• 19. Какая из степеней окисления «+2» или «+4» более устойчива для германия, олова и свинца?
• 20. В чем проявляется усиление металлических свойство германия к свинцу?
• 21. Как изменяется кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов элементов при переходе от германия к свинцу и с увеличением степени окисления каждого элемента?
• 22. Можно ли металлический свинец отличить от германия и олова, пользуясь азотной кислотой? В какое соединение переходит свинец под действием азотной кислоты любых концентраций?

III. Тест-вопросы для самопроверки

• 1. Электронная формула 3s23p1 характерна для элемента:
  • а) In;
  • б) Ga;
  • в) Al.
• 2. Для Те наиболее характерна степень окисления:
  • а) +1;
  • б) +2;
  • в) +3.
• 3. В ряду гидроксидов основные свойства:
  • а) растут;
  • б) не меняются;
  • в) уменьшаются.
• 4. Устойчивость гидридов в ряду:
  • а) увеличивается;
  • б) уменьшается;
  • в) не меняется.
• 5. Восстановительные свойства гидридов в ряду:
  • а) увеличиваются;
  • б) уменьшаются;
  • в) не меняются.
• 6. Сумма коэффициентов в уравнении реакции:
  • §
  • а) 32; б) 40; в) 41; г) 39.
  • §
  • а) 8; б) 6; в) 10; г) 5.

Допишите эти уравнения.

• 7. Оксид углерода реагирует с
• а) O₂;
• б) H₂O;
• в) H₂SO₄;
• г) NaOH.
• 8. При обычных условиях аморфный кремний реагирует с:
  • а) кислородом;
  • б) фтором;
  • в) серой;
  • г) углеродом.

IV. Литература для самоподготовки.

• 1. Ю. А. Ершов, В. А. Попков и др. Общая химия. — М.: Высшая школа, 1993. — С. 309−325
• 2. Н. А. Глинка. Общая химия. — Л.: Химия, 1978. — Гл. XV: с. 431−446, гл. XX: с. 629−638
• 3. К. А. Селезнев. Аналитическая химия. — М., 1966. — С.
• 4. Н. С. Ахметов. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2002. — С. 421−455, 470−502
• 5. Конспект лекций