Системы, образованные кремнием с элементами IA группы

Главную подгруппу четвертой группы периодической системы образуют пять элементов — углерод, кремний, германий, олово и свинец. [c.404]

Главную подгруппу IV группы периодической системы элементов образуют пять элементов — углерод, кремний, германий, олово и свинец. Из них первые два относят к неметаллам, гер-маний причисляют и к металлам, и к неметаллам, а олово и свинец — к металлам. [c.45]

Главную подгруппу IV группы периодической системы элементов составляют углерод, кремний, германий, олово и свинец, На внещнем электронном слое этих элементов содержится 4 электрона, электронная формула внешнего слоя пз пр . В основном состоянии атома не спарены 2 электрона. Один 5-электрон может возбуждаться, переходя на внешнюю р-орбиталь, в результате чего у атома становится 4 неспаренных электрона. Таким образом, для элементов главной подг группы IV группы характерна валентность 2 и 4. [c.239]

Углерод и кремний характеризуются многочисленностью и многообразием соединений. Германий, олово и свинец им значительно в этом отношении уступают, хотя и образуют довольно большое количество соединений, как простых, так и комплексных. Во всех своих соединениях, за крайне немногими исключениями, углерод четырехвалентен. У кремния, германия, олова и свинца, кроме соединений, в которых степень их окисления +4, что соответствует их положению в 1УА-группе периодической системы, известны соединения, в которых степень окисления этих элементов +2. Однако устойчивость этих соединений кремния крайне невелика и возрастает в ряду Ое—8п—РЬ. Соединения же кремния (IV) вполне устойчивы, а далее устойчивость соответствующих соединений в ряду Ое—8п—РЬ убывает. По химическому характеру элементы 1УА-группы разнообразны — от неметаллического элемента (углерода) до металлического (свинца). Кремнию, [c.190]

Углерод и кремний — элементы IVA группы периодической системы Д. И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится четыре электрона из которых только 2/)-электрона непарные. При поглощении незначительного количества энергии атомы этих элементов переходят в возбужденное состояние, причем один из s-электронов перемещается на подуровень р и электронная конфигурация наружного энергетического уровня становится sp . В этом состоянии все электроны внешнего уровня непарные. Поэтому углерод и кремний образуют соединения, в которых им свойственны степени окисления как +4, так и —4. Размеры атомов углерода и кремния соответственно меньше, чем атомов бора и алюминия. В результате этого энергия ионизации атомов этих элементов высока. Сродство к электрону у них — величина небольшая. Поэтому у этих элементов слабо выражены как способность к потере, так и к присоединению электронов. Многочисленные соединения углерода и кремния образованы при помощи ковалентных связей. Таким образом, углерод и кремний являются неметаллами. [c.203]

Наиболее благоприятные условия для образования твердых растворов замещения — близкие атомные радиусы обоего рода атомов и одинаковые кристаллические решетки (изоморфность компонентов) у обоих компонентов. Важно, чтобы элементы были близко расположены друг к другу в периодической системе, лучше в одной группе с одинаковым числом валентных электронов, с малым различием потенциалов ионизации и электроотрицательности. Мы знаем уже, что такие твердые неограниченные растворы образуют серебро и золото (г = = 1,44 А у обоих металлов), кремний и германий (rsi = 1,17 А, гое = = 1,22 А). Ограниченные твердые растворы образуются при различии радиусов до 15% (по Юм-Розери). Например, цинк (г = 1,37 А) в меди г = 1,28 А) растворяется до 38,4 ат. %, а кадмий —только до 1,7 ат.% (г = 1,54 А). [c.141]

До сих пор мы рассматривали органические соединения, содержащие в своем составе, кроме углерода, лишь водород, галогены, кислород и азот. Соединения, в которых углерод связан с другими элементами — металлами, бором, кремнием, фосфором — были названы элементорганическими. В металлорганических соединениях имеется связь углерод — металл. Если металлы А-групп периодической системы образуют металлорганические соединения с ст-связью между углеродом и металлом, то металлы В-групп (гл. И, стр. 85) образуют металлорганические соединения, в которых связь между углеродом и металлом осуществляется путем заполнения d-орбиталей металла электронами органической молекулы. [c.345]

Общая характеристика элементов. Углерод и кремний входят в состав главной подгруппы IV группы периодической системы. Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном слое 2з- и 2/7-электрона, способные к образованию химических связей (табл. 20). В зависимости от условий и природы партнера в образовании связей участвуют р-электроны или 5- и р-электроны одновременно. Углерод и кремний не образуют отрицательно заряженных ионов вследствие малого сродства их атомов к электрону. Они не склонны также и к образованию положительных ионов из-за большой энергии ионизации. Характерной особенностью углерода и кремния является их способность взаимодействовать с многими элементами, образуя соединения с ковалентными связями. [c.318]

Примесные полупроводниковые кристаллы. Германий и кремний, элементы IV основной группы Периодической системы, обладают в чистом виде низкой проводимостью. Однако они приобретают свойства полупроводников, если к ним добавить элементы III и V основных групп с приблизительно одинаковым атомным радиусом, так как в этом случае примесный центр становится электрически активным. Благодаря внедрению элементов этих групп, к примеру Р, Аз, 5Ь (V группа), в германии образуются дефекты, вызывающие появление избытка электронов. При таком замещении получаются дефекты донорного типа, так как избыточный пятый валентный электрон сурьмы связан только слегка и вблизи примесного центра образует протяженное облако отрицательного заряда, которое охватывает область приблизительно в 1000 атомов германия (рис. 10.6). Так как свободные электроны являются носителями зарядов, то речь идет о полупроводнике типа п. [c.214]

Рассматривая табл. 4, можно убедиться, что восемь первых топлив (ртуть рассматривается как инертный растворитель) содержат следующие элементы водород, лит й, бериллий, бор, углерод, магний, алюминий, кремний, лантан и гафний. За исключением лантана и гафния, эти элементы образуют довольно компактную группу в периодической системе (см. табл 6). Хотя это дает определенные указания на место, занимаемое в периодической таблице элементами, являющимися лучшими горючими, все же такой вывод не представляется вполне убедительным, так как многие элементы, из-за отсутствия достаточных данных для произведения расчетов, вообще не приведены в табл. 4. [c.94]

Система элементов, предложенная де Шанкуртуа (1863 г.),. основывалась на выдвинутой им гипотезе, что каждому целочисленному значению атомного веса отвечает особый элемент каждые 16 элементов составляют группу, при этом атомные веса замыкающих элементов групп кратны 16 и соответственно равны 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112 и 128. Система элементов де Шанкуртуа изображена на цилиндре (табл. 2), развернутом в плоскость.. Параллельно основанию цилиндра проведены линии, отвечающие значениям атомных весов от О до 128, а параллельно оси цилиндра идут образующие линии, обозначенные от О до 16. На поверхности цилиндра под углом в 45° проведена спиральная линия, точки на которой отвечают определенным элементам. Сходные по свойствам элементы, например, кислород, сера, селен и теллур, располагаются на одной образующей линии или рядом с ней. Однако находящиеся на этой же линии титан и медь к данной группе никакого отношения не имеют. Вместе с углеродом и кремнием в одну группу неудачно помещены кобальт, церий= и серебро, а в одну группу со щелочными металлами — марганец и т. д. [c.18]

Титан находится в четвертой группе Периодической системы Д. И. Менделеева он образует подгруппу элементов, которые отличаются от кремния и углерода отсутствием тенденции к дополнению своего внешнего слоя до октета. Но вместе с тем можно было ож1[дать, что в производных своей высшей положительной валентности титан будет проявлять большое сходство с кремнием и, подобно ему, образовывать металлорганические соединения. [c.586]

При переходе от одного элемента к другому в подгруппе или периоде Периодической системы Д. И. Менделеева наблюдается плавное изменение металлических и неметаллических свойств. Эта закономерность была показана выше на примере сравнения свойств простых вешеств элементов главной подгруппы V группы Ы, Р, Аз, 5Ь, В1. Закономерное изменение степени металлич-ности можно наблюдать и в пределах периода. Например, в третьем периоде (Ка, M.g, А1, 51, Р, 5, С1, Аг) натрий — типичный металл, магний и алюминий — металлы, кремний—неметалл, однако по внешнему виду и некоторым свойствам он напоминает металлы, а фосфор, сера, хлор и аргон — типичные неметаллы. Таким образом, в периоде слева направо происходит усиление неметаллических свойств элементов и ослабление металлических свойств. [c.166]

Изучение, таблицы периодической системы элементов показывает, что группы элементов, находящиеся в левой стороне ее, более легко образуют основания, чем элементы,. помещенные в правых группах. Тенденция к 0 бразованию основания в какой-либо группе возрастает с атомным весом элемента. Тенденция образованию кислоты у отдельных элементов увеличивается с повышением их валентности. Так, например, фосфорная кислота сильнее кремневой и слабее серной кислот. Кремний, фосфор и сера находятся ря,дом в одном и том же горизонтальном ряду таблицы. Фосфорная кислота, в которой фосфор пятивалентен, сильнее фосфористой кислоты с трехвалентным фосфором. Сурьма, находящаяся подобно фосфору V группе, образует более слабые кислоты, чем соответствующие кислоты фосфора. Висмут, металл той же группы, почти не обладает тенденцией к образованию кислот. [c.73]

Одно из самых наглядных достоинств периодической системы заключается в возможности предсказания с ее помощью наиболее вероятной валентности элемента. Элементы групп I — III, как правило, характеризуются степенью окисления 1, 2 и 3 соответственно. Степень окисления почти всех остальных элементов соответствует номеру их группы, однако возможны отклонения, особенно для элементов центральной части периодической таблицы. Например, элементы Ti, V, Сг, Мп, относящиеся к группам IVE, VB, VIE и VIIE, обнаруживают соответствующие этим группам степени окисления, хотя это не всегда наиболее типичные или устойчивые состояния для указанных металлов. Далее, все лантаноиды (редкоземельные металлы) относятся к III группе, и несмотря на то, что они характеризуются различными степенями окисления, для всех них наиболее типична степень окисления -t-3. У неметаллов, например галогенов, относящихся к VII группе, проявляются степени окисления 7 и — 1, у элементов VI группы, таких, как кислород, сера, селен и теллур, наиболее распространена степень окисления —2. Вместе с тем элементы IV группы — углерод, кремний и германий—почти всегда четырехвалентны. Таким образом, имеется возможность довольно надежно предсказывать наиболее вероятную степень окисления элемента по его положению в периодической таблице тем не менее следует пользоваться периодической таблицей лишь как полезным ориентиром, не считая ее непогрешимым источником сведений о степенях окисления элементов. [c.105]

В связи с принятым делением простых веществ на металлы и неметаллы можно, отметить, что в периодах слева направо усиливаются неметаллические свойства. В группах заметно увеличение неметаллических свойств снизу вверх (наиболее ярко это проявляется в VI, V ll VIII группах). Таким образом, первые группы периодической системы элементов не содержат неметаллов (если не считать Is-элементов, т. е. водород и гелий). Bill группе к неметаллам относится один бор, в IV группе — углерод и кремний, в V группе — азот, фосфор, мышьяк, в VI группе — кислород, сера, селен, теллур, в VII — фтор, хлор, бром, иод, астат. Простые вещества элементов VIII группы при обычных условиях газообразны, а в конденсированном состоянии образуют ковалентные кристаллы, которые уже при незначительном нагревании легко плавятся, а затем из жидкого состояния переходят в газообразное. [c.118]

Если мы проанализируем таким же образом возможные элементы П, П1 и IV групп периодической системы, то убедимся, что условию задачи отвечает гидрид кремния (силан) 81Н4, а также гидразин МзН (соединение, как правило, неизвестное учащимся средней школы). [c.161]

Г идрогенизационные катализаторы (главным образом медь или цинк) с двумя или большим числом окислов, преимущественно элементов III и IV групп периодической системы (церий, кремний, алюминий, торий, цирконий) [c.142]

Легированные стали. Как разнообразны применения стали, так разнообразны и предъявляемые к ней в каждом случае требования. От строительной или конструкционной стали (арматура зданий, мосты, суда) требуется высокая прочность и хорошая свариваемость, от инструментальной (режущий, мерительный и штамовый инструмент) — высокая твердость и износоустойчивость, от стали других назначений — упругость, жаростойкость, жароупорность, кислотоупорность, высокие магнитные свойства (сердечники электромагнитов) или, наоборот, немагнитность. Придание стали заданных механических, физических или химических свойств достигается введением в нее добавочных, легирующих элементов, по одному, по два и более. В качестве легирующих элементов в металлургии используются главным образом металлы старших групп периодической системы ванадий, хром, марганец, вольфрам, молибден, никель, а из металлоидов кремний и бор. Легирующие элементы либо образуют в массе сплава химические соединения с его другими составными частями, чаще всего карбиды, либо же при затвердевании сплава кристаллизуются в виде твердого раствора в а-, а иногда в у-железе. Так, при затвердевании высоколегированных никелевых и марганцевых сталей превращения у-железа в а-железо не происходит, и затвердевшая сталь представляет твердый раствор никеля или марганца в у-железе. Большинство легированных сталей и прочих промышленных сплавов, как дюралюминий, электрон, латунь, бронза, имеют структуру твердых растворов. [c.699]

Таким образом, в этой форме периодической системы элементов титан, цирконий и гафний, рассмотренные нами ранее в качестве примера, оказываются в IVB-rpynne, расположенной достаточно далеко от IVA-группы, в которой находятся углерод, кремний, германий, олово и свинец. Высшие степени окисления тех и других (Ф4) совпадают, и их соединения в этих степенях окисления имеют сходные свойства, так как общее число электронов на внешнем уровне [c.24]

Таким образом, способность элемента к образованию молекул различных веществ, характер возникающих связей, вид и строение изолированной молекулы — все это находится в тесной связи со строением атома и, главным образом, с конфигурацией внешней электронной оболочки его, т. е. с положением элемента в периодической системе элементов. Можно установить определенные аналогии в этих характеристиках элементов одной группы. Однако на практике приходится иметь дело не с отдельной изолированной молекулой, а с большим числом их, с веществом в целом. Естественно возникает вопрос о взаимодействии молекул и относительной силе этого взаимодействия. Силы, обусловливающие взаимодействие молекул, называются межмолеку-лярными. Они определяются не только строением молекул, но и агрегатным состоянием вещества, так как при изменении последнего изменяется и расстояние между молекулами, а следовательно, и силы взаимодействия между ними в газообразном состоянии в веществе действуют наименьшие межмолекулярные силы, а в твердом — наибольшие. При этом аналогии, характерные для молекул, могут и не проявляться у данных веществ, что можно проследить на примере двух соединений СО2 и SIO2. Углерод и кремний элементы—аналоги IVA-группы, расположенные соответственно во 2-м и 3-м периодах. В возбужденном состоянии атомы этих элементов характеризуются электронными конфигурациями 2s p и т. е. имеют по четыре непарных [c.127]

Аналогичная модель применима и для акцепторных примесей. Такие примеси образуются растворением в германии или кремнии элементов III группы Периодической системы, образуюгцих трехвалентные ионы В, А1, Ga, In. Естественно, что эффективная масса дырок в этом случае будет отличаться от электронной. Реальные значения энергии ионизации донорных и акцепторных примесей в полупроводниках приводятся в табл. 10.1. [c.255]

Хотя кларки океана и литосферы различаются (в океане на втором месте — водород, в литосфере — кремний, в океане на третьем месте — хлор, в литосфере — алюминий), все же нель.зя не заметить н общие закономерности резкую контрастность распространенности атомов, преобладание в обеих системах кислорода и небольшой группы элементов. Элементы, наименее распространенные в литосфере, редки и в океане (ртуть, золото, радий и др.). Это объясняется тем, что первоисточником элементов и для океана, и для земной коры была залегающая на глубине десятков километров антия Земли. Как полагают большинство геохимиков, литосфера образовалась миллиарды лет назад в результате выплавления из мантии базальтов и других изверженных горных пород, а гидросфера — в результате дегазации из мантии летучих элементов и их конденсации (в первую очередь водяных паров, частично серы, хлора, фтора, брома, йода, селена и других элементов, образующих анионы). И в настоящую эпоху вулкаинческие газы играют определенную роль в формировании состава океанов (вулканы связаны как с мантией, так и с магматическими очагами в земной коре). [c.11]

Кристаллическая структура элементов В -подгруппы подчиняется правилу Юм-Розери, согласно которому координационное число фиксированного атома п = 8 — Ы, гд,е N — номер группы периодической системы, в которой находится данный элемент. Например, в кристаллическом иоде и броме (7-я группа) каждый атом имеет по одному ближайшему соседу, что соответствует молекулам Ь и Вгг. Эти молекулы связаны со своими соседями ван-дер-ваальсовыми силами, образуя молекулярные кристаллы. Селен и теллур (6-я группа) образуют кристаллическую структуру в виде спиральных цепочек с координационным числом 2. Атомы элементов пятой группы (Аз, 5Ь, В1) упаковываются в решетке с координационным числом 3 + 3. Углерод, кремний и германий (4-я группа) образуют типично ковалентные кристаллы с координационным числом 4. [c.168]

С рядом весьма сложных диаграмм состояния приходится встречаться не только в случае сплавов металлов, но и при изучении силикатов, т. е. соединений, в состав которых входят группы (ионы) 51тО . Окись кремния в сочетании с окислами различных других элементов образует ряд весьма разнообразных систем, которые служат материалом для изготовления цемента, огнеупоров, керамики, стекол, катализаторов или подкладок для катализаторов. Изучению структур силикатов посвящено очень много работ, в которых используются разнообразные методы, в том числе и методы физико-химического анализа. Диаграммы состояния силикатных систем бывают очень сложны вследствие образования ряда промежуточных соединений из основных компонентов системы и вследствие способности многих соединений, а также и исходных компонентов переходить по мере охлаждения от одной кристаллической модификации к другой. Кроме того, в силикатных системах нередко образуются твердые растворы. [c.418]

Хотя бор расположен в третьей группе периодической системы, он по своим свойствам наиболее сходен не с другими элементами этой группы, а с элементом четвертой группы — кремнием. В этом проявляется диагональное сходство , уже отмечавшееся при рассмотрении бериллия. Так, бор, подобно кремнию, образует слабые кислоты, не проявляющие амфотерных свойств, тогда как А1(0Н)з — амфотериое основание. Соединения бора и кремния с водородом, в отличие от твердого гидрида алюминия, — летучие вещества, самопроизвольно воспламеняющиеся на воздухе. Как и кремнии, бор образует соединения с металлами, многие из которых отличаются большой твердостью и высокими температурами плавления. [c.630]

Азот и фосфор являются элементами УА группы периодической системы Д. И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится пять электронов из них три р-электрона. Поэтому в нормальном состоянии они проявляют валентность, равную трем. Наибольшее изменение в химических свойствах элементов УА группы наблюдается при переходе от азота к фосфору. В атомах азота внешним энергетическим уровнем является второй, содержащий только 5- и р-поду ровни, а подуровень с1 отсутствует. Атомы азота при переходе в возбужденное состояние могут увеличить число непарныхэлектронов максимум до четырех и при этомза счет потери одного электрона. В этом случае образуется электронная конфигурация а азот становится четырехвалентным, как в ионе [ЫН4] . Поэтому азот не проявляет валентности, равной пяти. В атомах фосфора наружным энергетическим уровнем является третий, состоящий из трех подуровней з, р и й. При возбуждении атомов фосфора увеличение числа непарных электронов происходит за счет использования -подуровня с образованием электронной конфигурации поэтому фосфор в отличие от азота может проявлять валентность, равную пяти. Размеры атомов азота и фосфора меньше, а энергия ионизации этих элементов соответственно больше, чем углерода и кремния. В связи с этим азот и фосфор при химических реакциях не теряют электронов и не превращаются в элементарные катионы. Сродство к электрону этих элементов незначительно и поэтому они, как правило, не превращаются и в элементарные анионы. Азот и фосфор образуют соединения как с кислородом, так и с водородом, только с ковалентными связями. Таким образом, азот и фосфор являются неметаллами. Причем свойства неметаллов у них выражены сильнее, чем у углерода и кремния. [c.213]

Вор входит в главную подгруппу III группы периодической системы элементов и имеет электронную конфигурацию ls 2s 2p под ним расположен алюминий. Во втором периоде при переходе от бора к углероду радиусы ромов уменьшаются, а в IV группе при переходе от углерода к кремнию — увеличиваются. Поэтому радиусы атомов бора и кремния близки. Бор существенно отличается от алюминия и обнаруживает большое сходство с кремнием. Бор образует три ковалентные связи с атомами других элементов. В зависимости от природы последних атом бора может образовать еще одну до-норноакцепторную связь, предоставляя р-орбиталь для электронной пары другого атома. Таким образом, бор в соединениях проявляет валентность, равную трем, или ковалентность, равную четырем. [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология