Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Влияние на живой организм. Применение.

Кислородсодержащие соединения углерода. Цианиды.

- Соединения, содержащие в молекуле связи углерод — водород и углерод — кислород. К кислородсодержащим относится большая часть органических соединений.

- Соли цианистоводородной (синильной) кислоты. (Неорг. соединения, содержащие группу CN).

кальцит СаСО3, доломит CaMg(CO3)2, магнезит MgCO3, сидерит FeCO3, витерит ВаСО3, баритокальцит BaCa(CO3)2 и др. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, малахит CuCO3·Cu(ОН)

Цианиды — соли цианистоводородной (синильной) кислоты. Метод получения цианида натрия — сплавление цианамида кальция с углем и хлоридом натрия либо содой: CaCN2 + C + 2 NaCl 2 NaCN + CaCl2 Многие цианиды очень ядовиты.

 

20. Кремний¸ строение атома. Важнейшие соединения, их свойства, применение.

-Si. элемент главной подгруппы 4 группы 3 периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 14. Для атомов кремния является характерным состояние sp3-гибридизации орбиталей. В соединениях кремний обычно также проявляет себя как четырёхвалентный элемент со степенью окисления +4 или −4. Встречаются двухвалентные соединения кремния, например, оксид кремния (II) SiO. Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12 % массы земной коры). Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния — это песок (речной и кварцевый),кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Вторую по распространённости в природе группу соединений кремния составляют силикаты и алюмосиликаты. Применение: для производства солнечных батарей, сырьё для металлургических производств, для некоторых организмов кремний является важным биогенным элементом.

- Диоксид Кремния Природный диоксид кремния встречается преимущественно в форме кварца, хотя существуют и другие минералы - кристобалит, тридимит, китит, коусит.

Кремнивые кислоты. Две оксокислоты кремния H4SiO4 (ортокремниевая) и H2SiO3 (метакремниевая, или кремниевая) существуют только в растворе и необратимо превращаются в SiO2, если выпарить воду. Другие кремниевые кислоты получаются за счет различного количества воды в их составе: H6Si2O7 (пирокремниевая кислота из двух молекул ортокремниевой кислоты), H2Si2O5 и H4Si3O8 (ди- и трикремниевая кислоты из двух и соответственно трех молекул метакремниевой кислоты). Все кислоты кремния слабые

Силикаты (соли кремниевых кислот). Природными силикатами считаются полевые шпаты, слюды, глины, асбест и др. Силикаты входят в состав горных пород: гранита, гнейса, базальта, различных сланцев и т.д. Многие драгоценные камни (изумруд, топаз, аквамарин и др.) - это прозрачные кристаллы силикатов. Силикаты в большинстве своем (кроме силикатов натрия и калия) нерастворимы в воде.

Гидриды. Подобно углероду кремний образует ковалентные связи Si-Si и Si-H. Соединения, в которых атомы кремния соединены одинарной связью, называются силанами, а если атомы кремния соединены двойной связью, -силенами. Все силаны могут самовозгораться, образуют взрывчатые смеси с воздухом и легко реагируют с водой.

- Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров. Соединения металлов с кремнием — силициды — являются широкоупотребляемыми в промышленности (например, электронной и атомной). Силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами. Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Получили широкое распространение силиконовые масла и силиконы — материалы на основе кремнийорганических соединений.

 

Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Влияние на живой организм. Применение.

- Главную подгруппу IV группы образуют пять элементов - углерод, кремний, германий, олово и свинец. В связи с тем, что от углерода к свинцу радиус атома увеличивается, размеры атомов возрастают, неметаллические свойства будут ослабевать, легкость же отдачи электронов - возрастать. Таким образом, углерод и кремний относят к неметаллам, германий причисляют как к металлам, так и к неметаллам, а олово и свинец - металлы.

- Кругооборот углерода в природе включает биологический цикл, выделение СО2(=> фотосинтез).

Соединения кремния относительно нетоксичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, попадая в лёгкие, кристаллизующихся в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз.

Малые количества германия не оказывают физиологического действия на растения, но токсичны в больших количествах. Германий нетоксичен для плесневых грибков.

Олово входит в состав желудочного фермента гастрина, оказывает влияние на активность флавиновых ферментов, способно усиливать процессы рос

Свинец и его соединения токсичны. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

- Графит используется в карандашной промышленности. Также его используют в качестве смазки. Углерод является неотъемлемой составляющей стали и чугуна. Углерод в виде ископаемого топлива — один из важнейших источников энергии для человечества.

Кремний используется для производства солнечных батарей. Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики. Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров. Соединения металлов с кремнием — силициды — являются широкоупотребляемыми в промышленности (например, электронной и атомной). Силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами. Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Получили широкое распространение силиконовые масла и силиконы — материалы на основе кремнийорганических соединений.

Германий широко применяется в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения. Германий используется в производстве полупроводниковых приборов: транзисторов и диодов. Благодаря прозрачности в инфракрасной области спектра металлический германий имеет значение в производстве линз, призм, оптических окон датчиков.

Свинец применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Арсенат Pb3(AsO4)2 и арсенит свинца Pb3(AsO3)2 применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых — вредителей сельского хозяйства. Широкого применения в медицине свинец не получил из-за своей высокой токсичности. Используется только Pb(CH3COO)2·3H2O, или свинцовая вода, для примочек от ссадин

Олово используется в смазках и сплавах, а также в качестве добавки к полимерам.

В настоящее время олово в медицине не используется. Применение и воздействие: Графит используется в карандашной промышленности. В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода. Углерод является основой всех органических веществ. Любой живой организм состоит в значительной степени из углерода. Для некоторых организмов кремний является важным биогенным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки. Сырьё для металлургических производств. Малые количества германия не оказывают физиологического действия на растения, но токсичны в больших количествах. Для животных германий малотоксичен. Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли. Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Широкого применения в медицине свинец не получил из-за своей высокой токсичности.