Презентация «Главная подгруппа IV группы»
Смотреть слайды в полном размере 
Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 111 слайдов и доступен в формате ppt. Размер файла: 12.26 MB
Pic.1
Pic.2
Содержание ЭДМ
Pic.3
Введение
Pic.4
Требования ГОС к уровню подготовки специалистов в области химии для специальности «Фармация» После изучения темы «Главная подгруппа IV группы» студент должен знать: характеристика элементов IV группы …
Pic.5
Цели занятия Учебная: добиться прочного усвоения системы знаний, сформировать умение объяснять факты на основе причинно-следственных связей, закономерностей. Развивающая: формирование навыков …
Pic.6
Общая характеристика элементов Главную подгруппу IV группы образуют элементы углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), и свинец (Рb).
Pic.7
Общая характеристика элементов Электронная конфигурация внешнего электронного слоя атомов элементов этой подгруппы — ns2np2. В основном (невозбужденном) состоянии на р-подуровне находятся два …
Pic.8
Общая характеристика элементов При переходе атомов в возбужденное состояние число неспаренных электронов увеличивается до четырех, поэтому еще одна характерная валентность равна IV. np np ns ns ns2 …
Pic.9
Общая характеристика элементов Все элементы главной подгруппы IV группы относятся к семейству р-элементов, но только два из них являются неметаллами — углерод и кремний, а остальные проявляют …
Pic.10
Общая характеристика элементов В главной подгруппе IV группы особенно резко проявляется общая закономерность усиления металлических свойств по мере роста атомного радиуса. При переходе от углерода к …
Pic.11
Общая характеристика элементов Элементы главной подгруппы IV группы образуют высшие оксиды типа RO2 RO: СО SiО GeО SnО PbО несолеобразующие амфотерные оксиды оксиды с преобладанием основных свойств и …
Pic.12
Углерод Свободный углерод — одно из первых простых веществ, с которыми познакомился человек. В виде угля и алмазов он известен человечеству с незапамятных времен, но термин «углерод» появился только …
Pic.13
Углерод в организме
Pic.14
Строение атома углерода Электронная формула атома углерода — Is22s22p2. Электронно-графическая формула внешнего слоя:
Pic.15
Строение атома углерода Возможные валентности: II, IV. Возможные степени окисления: -4, 0, +2, +4.
Pic.16
Строение и физические свойства аллотропов углерода В свободном виде углерод встречается в нескольких аллотропных модификациях – алмаз, графит, карбин, крайне редко фуллерены. В лабораториях также …
Pic.17
Строение и физические свойства аллотропов углерода Отличительной особенностью углерода является способность его атомов соединяться друг с другом с образованием углерод-углеродных цепей: линейных, …
Pic.18
Строение и физические свойства аллотропов углерода Алмаз — очень твердое прозрачное кристаллическое вещество. Уникальные ювелирные свойства алмаза во многом определяются высоким показателем …
Pic.19
Строение кристаллической решетки алмаза Твердость алмаза объясняется строением его кристаллической решетки. В кристалле алмаза каждый атом углерода окружен четырьмя такими же атомами и связан с ними …
Pic.20
Свойства алмаза Непрерывная трехмерная сетка ковалентных связей, которая характеризуется большой прочностью, определяет многие свойства алмаза, так то плохая тепло- и электропроводимость, а также …
Pic.21
Графит
Pic.22
Строение кристаллической решетки графита В плоскости одного слоя атомы углерода связаны между собой прочными ковалентными связями и образуют шестичленные кольца.
Pic.23
Строение кристаллической решетки графита Отдельные слои графита, составленные из бесконечного множества колец, связаны друг с другом сравнительно слабо. Расстояние между слоями в кристалле графита …
Pic.24
Свойства графита
Pic.25
Аморфный углерод К аллотропным модификациям углерода можно отнести и так называемый аморфный углерод, важнейшими представителями которого являются сажа, кокс и древесный уголь. Из древесного угля …
Pic.26
Искусственные модификации углерода Карбин Искусственно получают еще одну аллотропную модификацию углерода — карбин. Это порошок черного цвета с вкраплениями более крупных частиц. В карбине атомы …
Pic.27
Искусственные модификации углерода В последние годы небольшие количества карбина обнаружены в природе.
Pic.28
Искусственные модификации углерода
Pic.29
Искусственные модификации углерода
Pic.30
Химические свойства углерода При обычной температуре углерод проявляют малую химическую активность. При нагревании реакционная способность увеличивается, особенно у графита и аморфного углерода. Имея …
Pic.31
Химические свойства углерода Атомы углерода могут принимать недостающие до октета 4 электрона, проявляя при этом окислительные свойства: С0 + 4 ē→ С+4. Так как у углерода невысокая …
Pic.32
Химические свойства углерода 1. Углерод как восстановитель При взаимодействии с простыми веществами, образованными более электроотрицательными неметаллами, углерод проявляет восстановительные …
Pic.33
Химические свойства углерода При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II), или угарный газ СО: 2С + О2 →2СО
Pic.34
Химические свойства углерода б) Раскаленный углерод взаимодействует с серой и ее парами, образуя дисульфид серы CS2 (сероуглерод): С + 2S = CS2 - Q (это эндотермическая реакция) Сероуглерод …
Pic.35
Химические свойства углерода в) Из галогенов углерод наиболее легко взаимодействует с фтором: С + 2F2 = CF4 тетрафторуглерод г) С азотом углерод непосредственно не взаимодействует.
Pic.36
Химические свойства углерода Углерод выступает в роли восстановителя по отношению к сложным веществам: а) при пропускании водяного пара через раскаленный уголь образуется смесь углерода (II) с …
Pic.37
Химические свойства углерода б) при высокой температуре углерод восстанавливает металлы из их оксидов: +2 +2 С0 + СuО = Сu0 + СО 2С + РbО2 = Pb + 2CO
Pic.38
Химические свойства углерода в) углерод взаимодействует со своим высшим оксидом СО2, переводя его в низший оксид СО: +4 +2 С0 + СО2 = 2СО г) концентрированные серная и азотная кислоты окисляют …
Pic.39
Химические свойства углерода 2. Углерод как окислитель Окислительные свойства углерод проявляет по отношению к металлам и водороду. а) Непосредственное взаимодействие простых веществ С и Н2 протекает …
Pic.40
Химические свойства углерода б) Легче углерод взаимодействует с металлами, образуя карбиды металлов: -4 4Аl + ЗС0 = Аl4С3 карбид алюминия -1 Са + 2С0 = СаС2 карбид кальция
Pic.41
Химические свойства углерода Карбиды металлов активно взаимодействуют с водой и кислотами: Аl4С3 + 12Н2О = 2СН4↑ + 4Al(OH)3↓; Аl 4С3 + 12НСl = ЗСН4↑ + 4АlСl 3
Pic.42
Кислородные соединения углерода 1. Монооксид углерода (угарный газ) Монооксид углерода, или оксид углерода (II) СО, при обычных условиях представляет собой газ без цвета и запаха, немного легче …
Pic.43
Кислородные соединения углерода
Pic.44
Кислородные соединения углерода Молекула СО очень прочная. На разрыв связи между атомами углерода и кислорода энергии требуется больше, чем на разрыв любой другой двухатомной молекулы. Молекула СО …
Pic.45
Кислородные соединения углерода Монооксид углерода образуется в процессе горения угля при высокой температуре в условиях недостатка кислорода: 2С + О2 = 2СО
Pic.46
Кислородные соединения углерода Химические свойства СО. Монооксид углерода - несолеобразующий оксид: он не взаимодействует в обычных условиях с водой, кислотами и щелочами, т. е. не вступает ни в …
Pic.47
Кислородные соединения углерода Химические свойства СО. 1. Монооксид углерода реагирует с хлором на солнечном свету или в присутствии активированного угля (катализатор), образуя очень ядовитый газ — …
Pic.48
Кислородные соединения углерода Химические свойства СО. 2. СО горит на воздухе голубоватым пламенем с выделением большого количества теплоты, превращаясь в высший оксид СО2: 2СО +О2 = 2СО2 +Q 3. …
Pic.49
Кислородные соединения углерода Диоксид углерода Диоксид углерода (оксид углерода (IV), углекислый газ, угольный ангидрид) СО2 представляет собой при обычных условиях газ без цвета и запаха, тяжелее …
Pic.50
Кислородные соединения углерода Диоксид углерода При быстром испарении жидкого СО2 поглощается так много теплоты, что он превращается в твердую белую снегообразную массу («сухой лед»). «Сухой лед» …
Pic.51
Кислородные соединения углерода Углекислый газ не поддерживает горения и дыхания, и в его атмосфере животные погибают не от отравления, а от отсутствия кислорода.
Pic.52
Кислородные соединения углерода Растворимость СО2 в воде невелика: 1 объем воды при 20 °С растворяет 0,88 объема СО2. При понижении температуры растворимость СО2 (как и всех других газов) значительно …
Pic.53
Кислородные соединения углерода Химические свойства диоксида углерода. По химическим свойствам диоксид углерода - типичный кислотный оксид и проявляет свойства данного класса соединений. 1. …
Pic.54
Кислородные соединения углерода Взаимодействие с основными оксидами: СО2 + Na2O = Na2CO3 карбонат натрия СО2 + СаО = СаСО3 карбонат кальция. 3. Взаимодействие со щелочами с образованием как кислых, …
Pic.55
Кислородные соединения углерода В отличие от монооксида углерода, обладающего восстановительной способностью, СО2 в реакциях с очень активными восстановителями выступает в роли окислителя: +4 +2 СО2 …
Pic.56
Кислородные соединения углерода На глубине водоемов особая группа метанообразующих бактерий переводит СО2 и Н2 в метан СН4: +4 -4 СО2 +4Н2=СН4+ 2Н2О ферменты бактерий
Pic.57
Кислородные соединения углерода Важнейшая биохимическая реакция с участием СО2 - процесс фотосинтеза: hv, хлорофилл 6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + 6О2
Pic.58
Кислородные соединения углерода Процессы окисления органических веществ (в частности, многочисленные реакции горения, дыхания, брожения) в совокупности с процессом фотосинтеза обеспечивают круговорот …
Pic.59
Кислородные соединения углерода Диоксид углерода можно осуществить различными способами: 1. Горение углерода и всех углеродсодержащих органических веществ (например, метана): С + О2 = СО2 + Q CH4 + …
Pic.60
Кислородные соединения углерода 3. Разложение гидрокарбонатов щелочных металлов, например: 2NaHCO3 = Na2CO3 + СО2↑ + Н2О 4. Действие кислот на карбонаты металлов, например: СаСО3 + 2НСl = СО2↑ + Н2О …
Pic.61
Кислородные соединения углерода Угольная кислота Н2СО3 существует только в водных растворах, где ее концентрация исчезающе мала, так как она распадается на Н2О и СО2. В этом нетрудно убедиться, …
Pic.62
Кислородные соединения углерода Молекулы Н2СО3 подвергаются 2-х ступенчатой диссоциации и представляет собой очень слабый электролит: Н2СО3 Н+ + НСО3- К1 = 4,3 ∙ 10-7 НСО3- Н++ СО32- К2 = 5,6 ∙ 10-11 …
Pic.63
Кислородные соединения углерода
Pic.64
Химические свойства карбонатов Важным свойством является отношение солей угольной кислоты к нагреванию. Карбонаты металлов, кроме щелочных, разлагаются с выделением СО2: а) карбонаты СаСО3 = СаО + …
Pic.65
Химические свойства карбонатов б) гидрокарбонаты Са(НСО3)2 = СаО + 2СО2↑ + Н2О↑ NaHCO3 = Na2CO3 + Н2О↑ + СО2↑ в) гидроксокарбонаты (CuOH)2CO3 = 2CuO+СО2 ↑ + Н2О
Pic.66
Химические свойства карбонатов 2. Карбонаты взаимодействуют со всеми более сильными кислотами с выделением углекислого газа, например: СаСО3 + 2НСl=CaCl2 + H2О + CO2↑ 2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O …
Pic.67
Химические свойства карбонатов 3. Растворимые карбонаты взаимодействуют с растворимыми солями, если одна из вновь образовавшихся солей нерастворима в воде, например: Na2CO3 + Ca(NO3)2 =2NaNO3 + …
Pic.68
Химические свойства карбонатов 4. Растворимые в воде карбонаты, как соли слабой кислоты, подвергаются гидролизу (в основном по первой ступени): CO32- +Н2О HCO- + OH- Na2CO3 + Н2О NaHCO3 + NaOH
Pic.69
Химические свойства карбонатов Вследствие гидролиза водные растворы карбонатов имеют щелочную реакцию. Это важное обстоятельство используется на практике. Для нейтрализации промышленных кислых …
Pic.70
Химические свойства карбонатов При попадании кислоты на кожу или в глаза после промывания водой проводят мягкую нейтрализацию раствором питьевой соды (NaHCO3). Эту же соль применяют для нейтрализации …
Pic.71
Получение карбонатов 1. Взаимодействие щелочи с углекислым газом: 2NaОН+CO2 = Na2СО3 + Н2О Так как щелочь - дорогое исходное сырье, на практике в настоящее время применяют аммиачно - хлоридный …
Pic.72
Качественная реакция на карбонаты Качественной реакцией для определения анионов СО32- является взаимодействие карбонатов и гидрокарбонатов с растворами сильных кислот: Na2CO3 + 2НСl = 2NaCl+ Н2О + …
Pic.73
Качественная реакция на карбонаты Чтобы убедиться в том, что выделяющийся газ – СО2, его пропускают через известковую воду, которая мутнеет вследствие образования осадка СаСО3: СО2 + Са(ОН)2 = CaCO3↓ …
Pic.74
Качественная реакция на карбонаты При пропускании избытка СО2 выпавший осадок СаСО3 превращается в растворимый гидрокарбонат кальция. При нагревании происходит обратное превращение: СаСО3 + СО2 + Н2О …
Pic.75
Превращение карбонатов в природе Переход нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат приводит к вымыванию карбоната из земной коры, в результате чего образуются пустоты – пещеры.
Pic.76
Кремний и его соединения Кремний является аналогом углерода. Электронная конфигурация атома кремния: 1s32s22p63s23p2. Строение внешнего электронного слоя: 3p 3s
Pic.77
Кремний и его соединения Как и углерод, кремний является неметаллом и проявляет в своих соединениях и положительные, и отрицательные степени окисления, наиболее характерными являются следующие: -4 …
Pic.78
Нахождение в природе кремния Кремний - один из самых распространенных в земной коре элементов (более 25 % массы). Главная часть земной коры состоит из силикатных пород, представляющих собой …
Pic.79
Нахождение в природе кремния Природные силикаты - это довольно сложные вещества. Соединения, в состав которых входит оксид алюминия, называются алюмосиликатами. белая глина Аl2О3 • 2SiO2 • 2Н2О, …
Pic.80
Нахождение в природе кремния Многие природные силикаты в чистом виде являются драгоценными камнями, например, аквамарин, изумруд, топаз и другие.
Pic.81
Нахождение в природе кремния Значительная часть природного кремния представлена оксидом кремния (IV) SiO2. Свободного SiO2 в земной коре около 12 %, в виде горных пород 43 %. В общей сложности более …
Pic.82
Нахождение в природе кремния Очень чистый кристаллический SiO2 известен в виде минералов горного хрусталя и кварца. Кварц распространен в виде песка и твердого минерала кремня (гидратированного …
Pic.83
Нахождение в природе кремния Оксид кремния (IV), окрашенный различными примесями, образует драгоценные и полудрагоценные камни - агат, аметист, яшму. В свободном виде кремний в природе не встречается.
Pic.84
Получение кремния В промышленности для получения кремния используют чистый песок SiO2. В электрических печах при высокой температуре происходит восстановления кремния из его оксида коксом (углем): …
Pic.85
Получение кремния Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом или цинком: SiCl4 + 2Н2 = Si + 4HCl SiCl4 + 2Zn = Si + 2ZnCl2
Pic.86
Физические свойства кремния Полученный в промышленности аморфный кремний представляет собой бурый порошок с температурой плавления 1420 °С.
Pic.87
Физические свойства кремния Существует и другая аллотропная модификация кремния - кристаллический кремний. Это твердое вещество темно-серого цвета со слабым металлическим блеском, обладает тепло- и …
Pic.88
Химические свойства кремния По химическим свойствам кремний во многом схож с углеродом, что объясняется одинаковой структурой внешнего электронного слоя. При обычных условиях кремний довольно …
Pic.89
Химические свойства кремния При комнатной температуре он взаимодействует только с фтором. +4 -1 Si0 + 2F20 = SiF4 При температуре 400—600 оС кремний реагирует с хлором и бромом, а в кислороде …
Pic.90
Химические свойства кремния Галогениды кремния в воде легко гидролизуются с образованием кремниевой и галогенводородных кислот, например: SiCl4 + ЗН2О = H2SiO3 + 4HCl Восстановительные свойства …
Pic.91
Химические свойства кремния Кремний как восстановитель взаимодействует и с некоторыми сложными веществами, например, с фтороводородом: Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑ С другими галогеноводородами он в реакцию …
Pic.92
Химические свойства кремния Водные растворы щелочей растворяют кремний с образованием растворимых солей кремниевой кислоты - силикатов, при этом происходит выделение водорода: Si + 2NaOH + H2О = …
Pic.93
Химические свойства кремния При взаимодействии, с металлами кремний как неметалл играет роль окислителя. Si + 2Mg = Mg2Si При обработке силицида магния соляной кислотой или водой образуется …
Pic.94
Оксид кремния (IV) Оксид кремния (IV) SiO2 (диоксид кремния, кремнезем, ангидрид кремниевой кислоты) - твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1713 °С), нерастворимое в воде; из всех …
Pic.95
Оксид кремния (IV) Как кислотный оксид SiO2 при нагревании или сплавлении реагирует с основными оксидами, щелочами и некоторыми солями (например, карбонатами) с образованием солей кремниевой кислоты …
Pic.96
Силикаты Полученные искусственным путем силикаты натрия и калия — растворимое стекло — сильно гидролизованы. Их концентрированный раствор, называемый жидким стеклом, имеет сильнощелочную реакцию.
Pic.97
Силикаты Жидкое стекло применяется для изготовления несгораемых тканей, пропитки деревянных изделий, в качестве клея и т. д.
Pic.98
Кремниевая кислота и ее соли Кремниевая кислота H2SiО3 относится к очень слабым кислотам. В воде она практически нерастворима, но легко образует коллоидные растворы.
Pic.99
Кремниевая кислота и ее соли Кремниевую кислоту можно получить из растворов силикатов действием на них более сильных кислот. K2SiО3 + 2HCl = H2SiО3↓+ 2KCl Na2SiО3 + Н2О + CO2 = H2SiО3↓ + Na2CO3
Pic.100
Кремниевая кислота и ее соли Кремниевая кислота постепенно при обычных условиях или быстрее при нагревании разлагается на воду и ангидрид кремниевой кислоты SiO2: H2SiO3= H2O + SiO2
Pic.101
Медико-биологическое значение углерода Углерод является основой всех органических соединений, это органоген номер один. Входит в состав клеток и тканей, всех биологически активных соединений: белков, …
Pic.102
Медико-биологическое значение углерода В организме гидрокарбонаты натрия и калия с угольной кислотой образуют буферную систему, участвующую в поддержании КОС (кислотно-основного состояния организма).
Pic.103
Медико-биологическое значение углерода Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) применяется как антацидное средство. Активированный уголь как сорбирующее средство применяют при метеоризме, пищевых …
Pic.104
Медико-биологическое значение кремния Кремний входит в состав клеток эпителиальной и соединительной тканей, печени, надпочечника, хрусталика глаза.
Pic.105
Медико-биологическое значение кремния В медицинской практике применяют карбид кремния - карборунд SiC - для шлифовки пломб и пластмассовых протезов.
Pic.106
Медико-биологическое значение кремния Нарушение обмена кремния связывают с возникновением гипертонии, ревматизма, гепатита, язвы, малокровия.
Pic.107
Термины и определения Аллотропия - явление существования химического элемента в виде нескольких простых веществ, находящихся в одном физическом состоянии и отличающихся между собой строением и …
Pic.108
Термины и определения Гемоглобин - дыхательный пигмент, содержащийся в эритроцитах и обусловливающий цвет крови. Представляет собой сложный белок, образованный белком, глобином, связанным с гемом. …
Pic.109
Термины и определения Коллоидные растворы – высокодисперсные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Степень окисления (состояние окисления) - целочисленный условный заряд (положительный …
Pic.110
Термины и определения Фотосинтез - процесс, проходящий в 1 хлоропластах под действием солнечного света, в результате которого из углекислого газа и воды образуются углеводы и выделяется кислород. …
Pic.111
Литература 1. Л. М. Пустовалова, И. Е. Никанорова. Общая химия – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005г. 2. Пустовалова Л. М. Неорганическая химия: Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. -Стр. 184-191 3. Ершов, В. А. …
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!
