План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Соединения со степенью окисления германия, олова и свинца -4. Усиление в ряду простых веществ Ge—Sn—РЬ металлических свойств проявляется также в их отношении к металлам. Подобно крем­нию, германий и его аналоги с магнием образуют соединения состава Mg₂Э. Называются они соответственно германид, станнид и плюмбид. В ряду Mg₂Si — Mg₂Ge — Mg₂Sn — Mg₂Pb в соответствии с повышением доли металлической связи уменьшаются температура плавления, энтальпия образования и ширина запрещенной зоны.
Таким образом, в этом ряду усиливается склонность к образованию металлических соединений. Наиболее типичны металлические соеди­нения олова и свинца с s-элементами, например Na₂Sn, NaSn, NaSn₂.
Соединения германия (IV), олова (IV) и свинца (IV). В ряду Ge(IV) — Sn(IV) — Pb(lV) устойчивость бинарных соединений в це­лом уменьшается
Для всех трех элементов известны оксиды ЭО₂, фториды ЭF₄ и хлориды ЭС1₄ (РbС1₄ крайне неустойчив). Бромиды ЭВr₄ и иодиды ЭI₄,сульфиды ЭS₂ и нитриды Э₃N₄ известны лишь для Ge(IV) и Sn(IV).
Диоксиды GeO₂ и SnO₂ (оба белого цвета), подобно SiO₂, тугоплавки (1100…2000°С). Черно-коричневый РbО₂, при нагрева­нии разлагается. Подобно SiO₂, диоксид германия легко переходит в стеклообразное состояние. При добавке диоксида германия в квар­цевое стекло получаются очень прозрачные, сильно преломляющие свет стекла, что определяет важное значение GeO₂ в производстве оп­тического стекла. Диоксид олова применяется в керамической про­мышленности для изготовления эмалей и глазурей.
Диоксиды химически малоактивны, в воде не растворяются. В ряду GeO₂ — SnO₂ — РbО₂ несколько усиливаются основные свойства: GeO₂ (подобно SiO₂) — кислотное соединение, растворяется в горячих щелочах; SnO₂ — амфотерен, при продолжительном нагревании с кон­центрированной H₂SO₄ дает Sn(SO₄)₂. Диоксиды олова и свинца при сплавлении взаимодействуют со щелочами. При сплавлении ЭО₂ со щелочами или соответствующими оксидами образуются соединения состава М₂ЭО₃ и MЭО₃, М₄ЭО₄ и М₂ЭО₄:
2СаО + РbО₂ = Ca₂PbO₄
2Рb0 + РbО₂ = Pb₂PbO₄ (Рb₃0₄).
Дисульфиды GeS₂ (белый) и SnS₂ (желтый) в воде и разбав­ленных кислотах не растворяются. Они образуются действием H₂S на подкисленные растворы производных Э (IV), например:
SnCl₄ + 2H₂S = SnS₂ + 4НС1
Будучи кислотными, ЭS₂ взаимодействуют со щелочами и основными сульфидами:
ЭS₂ + (NH₄)₂S = (NH₄)₂ЭS₃ю
Дисульфид олова SnS₂ в ви­де желтых чешуек применяется для мозаичных работ, «позоло­ты» дерева и др.
Молекулы тетрагалидов ЭНа1₄ имеют форму тет­раэдра с атомом Э в центре. По мере увеличения размеров орбиталей в ряду GeHal₄—SnHal₄ — PbHal₄ устойчивость молекул заметно падает. Тетрабромид и тетраиодид свинца не известны. В твердом состоянии тетрагалиды, за исключением SnF₄ и PbF₄, имеют молекулярную решетку. Поэтому они легко­плавки и летучи. В обычных условиях GeF₄ — газ, а ЭНа1₄—жид­кости.
Вследствие координационной ненасыщенности молекул, тетрагалиды молекулярной структуры химически активны. Подобно другим ковалентным соединениям этого типа, их гидролиз проте­кает последовательно через стадии присоединения воды и отщепления молекул галидоводородов, вплоть до образования гидроксидов:
SnCl₄ + 4Н₂О = Sn(OH)₄ + 4HC1,
которые за счет полимеризации переходят в гидратированные оксиды, например SnO₂ *nН₂О.
Тетрагалиды взаимодействуют также с основными галидами:
2KF + ЭF₄ = K₂[ЭF₆].
В ряду SiH₄ (силан) — GeH₄ (герман) — SnH₄ (станнан) — РbН₄ (плюмбан) устойчивость понижа­ется. Последний настолько неустойчив, что о его существовании можно заключить лишь по косвенным признакам. При пропускании через нагретую докрасна стеклянную трубку герман и станнан разлагаются, осаждаясь в виде металлического зеркала.
Гидриды Э (IV) выделяются при действии разбавленных кислот на некоторые германиды и станниды:
Mg₂Э + 4HC1 = 2MgCl₂ + ЭН₄ (в воде).