Характерная для подгруппы IIIA особенность постепенного перехода от легкого неметаллического элемента к тяжелому – типичному металлу наблюдается и в этой подгруппе. Но если в подгруппе IIIA имеется один неметалл, то в данной уже два – углерод и кремний, а остальные элементы – металлы (германий, олово, свинец). Общие свойства элементов этой подгруппы приведены в табл. 5.

Таблица 5. УГЛЕРОД, КРЕМНИЙ, ГЕРМАНИЙ, ОЛОВО, СВИНЕЦ

Углерод, первый элемент подгруппы IVA периодической таблицы. В виде древесного угля и сажи углерод был известен еще доисторическому человеку. В древнем Египте древесный уголь получали тем же способом, что и теперь, – прокаливанием дерева без доступа воздуха. Углерод встречается в природе в виде двух кристаллических модификаций – алмаза и графита, а также виде многих некристаллических форм – древесный уголь, копоть, костяная сажа. В составе сложных соединений углерод находится в угле, нефти, он составляет основу всех органических соединений, встречается в известняке, магнезите и входит в состав многих неорганических соединений. В соединениях с водородом углерод образует углеводороды (например, метан CH₄, этан C₂H₆, бензол C₆H₆); в соединениях с кислородом, азотом и водородом образует различные классы веществ – кислоты, спирты, амины, кетоны и др.; в сочетании со фтором углерод образует фторуглероды, сходные с углеводородами. Растения и живые организмы содержат бесчисленное количество соединений углерода.

Углерод соединяется со многими металлами, образуя карбиды (например, карбид кремния SiC, карбид кальция CaC₂), а с кислородом образует оксиды (оксид углерода(II) СО, оксид углерода(IV) CO₂ и субоксид углерода C₃O₂). Оксид углерода(II) СО (монооксид углерода) – хорошо известный загрязнитель воздуха, так как образуется при неполном сгорании большинства топлив; он также входит в состав светильного газа и является сильным ядом для живых существ. Оксид углерода(IV) СО₂ (диоксид углерода, углекислый газ) непосредственно связан с жизненными процессами, у животных в процессе нормального дыхания происходит связывание углерода и кислорода в CO₂, а растения превращают CO₂ снова в углерод и кислород в процессе фотосинтеза. Питьевая сода NaHCO₃ при нагревании выделяет CO₂. При реакции с серой углерод образует дисульфид углерода CS₂ – прекрасный растворитель для воска, жиров и масел, а также пестицид, применяемый против крыс, сусликов и др. грызунов. Тетрахлорид углерода CCl₄ используется как пятновыводитель и в огнетушителях (как негорючее вещество). Такие огнетушители не являются широко распространенными, так как тетрахлорид при высоких температурах может образовывать токсичное газообразное соединение фосген COCl₂ (см. также УГЛЕРОД).

назад   дальше