انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

الكيمياء اللاعضوية ك2 ف2 (2)

الكلية كلية العلوم للبنات     القسم قسم الكيمياء     المرحلة 2
أستاذ المادة محمد حامد سعيد الدهيمي       11/03/2019 17:57:32
الكيمياء اللاعضوية
المرحلة الثانية / الفصل الثاني
المحاضرة الثانية 2018 / 2019 د. محمد حامد سعيد
عناصر المجموعة الرابعة مجموعة الكاربون ) bVI )
تحتوي هذه المجموعة على ست عناصر الخمسة الموضحة في الجدول ادناه والعنصر والسادس هو
ununquadium وتسمى هذه المجموعة باسم مجموعة الكاربون , تحتوي هذه المجموعة على اربع
الكترونات في غلافها الخارجي من نوع S و P . تمتلك عناصر هذه المجموعة العديد من نقاط التشابة في
الخواص الفيزيائية والكيميائية وهناك تدرج في الخواص مع زيادة العدد الذري. يحتوي الغلاف قبل الاخير
المشبع في الكاربون على 4 الكترونات بينما في السيليكون 8 الكترونات وباقي العناصر على 18 الكترون وربما
يكون هذا الغلاف هو السبب وراء التغير الطفيف في الخواص بين عناصر المجموعة علما ان هناك تشابة ملفت
للنظر في خواص هذه المجموعة.
ت العنصر
Element رمز العنصر
Symbol الترتيب الالكتروني
Electron configuration
السالبية الكهربائية
Electrone-gativity نصف القطر الذري
Atomic radius (ppm)
1
الكاربون
carbon
6 C
[He]2s22P2
2.5
77 2
السيليكون
Silicon
14Si
[Ne]3s23P2
1.8
118 3
الجرمانيوم
Germanium
32Ge
[Ar]3d104s24P2
1.8
122 4
القصدير
Tin
50Sn
[Kr]4d105s25P2
1.8
140 5
الرصاص
Lead
82 Pb
[Xe]3f14 5d10 6s26P2
1.9
146
تمتلك عناصر هذه المجموعة حالتي اكسدة واضحة هما )+ 2 + , 4( حيث يتناقص التكافؤ )حالة الاكسدة ( لعناصر
المجموعة من الأعلى الى الأسفل حتى يصل الى )+ 2 .)
التواجد ) الوفرة ( Occurrence of the Elements
يتواجد عنصر الكاربون في الطبيعة على هيئة كاربونات الكالسيوم اما السيليكون فيوجد على هيئة ثنائي أوكسيد
السيليكون )السليكا SiO2 ( اما الجرمانيوم فيوجد في خاماته على شكل كبريتات الجرمانيوم الفضية ) Ag2GeS )
ويوجد القصدير بشكل أوكسيد القصدير اما الرصاص فيوجد على شكل اكاسيد الرصاص .
لعناصر هذه المجموعة ميل لتكوين مركبات سلاسلية وهذا الميل يتناقص ابتداء من الكاربون وحتى الرصاص وحسب
الترتيب التالي
C»Si? Ge ? Sn » Pb
تعود قابلية هذه العناصر لتكوين مركبات سلسلية الى قوة الاصرة الذاتية للعناصر حيث تقل قوة الاواصر حسب
الترتيب التالي
C-C?Si-SI?Ge-Ge?Sn-Sn?Pb-Pb
للكاربون نظيران مستقران هما ) 13C , 12C ( وللسيليكون ثلاثة نظائر مستقرة ) 30Si , 29Si , 28Si ( ويمتلك
الجرمانيوم خمس نظائر مستقرة ) 76Ge , 74Ge , 73Ge , 72Ge , 70Ge ) اما القصدير فله عشر نظائر مستقرة
منها ) 118Sn , 116Sn 119Sn , 120Sn , ( اما الرصاص فله أربعة نظائر مستقرة ) 208Pb , 2087Pb , 206Pb , 204Pb ) .
الخواص الفلزية واللافلزية: - metallic and metallic character -Non
التغير في الصفات الفلزية لعناصر المجموعة مع زيادة العدد الذري , فالكاربون العنصر الاول هو عنصر غير فلزي
اما السليكون العنصر الثاني فهو ايضا لافلز لكنة يأخذ بعض الصفات الشبيهة بأشباه الفلزات مثل الخواص الكهربائية
وبعض الصفات الفيزيائية اما العنصر الثالث وهو الجرمانيوم فهو شبة فلز ) metalloid ( اما العنصران الاخيران
فهما فلزان .يرجع التغير في الصفات الفلزية لهذه المجموعة )من اللافلزاية الى الفلزية مع زيادة العدد الذري ( الى
ضعف تأثير النواة على الالكترونات الخارجية وزيادة عدد الاغلفة الداخلية مع زيادة العدد الذري .
القطر الذري والحجم الذري Atomic radii and atomic volume
يزداد القطر الذري والحجم الذري بزيادة العدد الذري عند الانتقال من اعلى الى اسفل المجموعة , يلاحظ ان هناك
زيادة كبيرة في الحجم الذري عند الانتقال من الكاربون الى السيليكون لكن هذه الزيادة تبدا بالنقصان عند الانتقال من
السيليكون الى باقي العناصر ويرجع ذلك الى تأثير الحجب لالكترونات اوربتالات s2p6 في الاوربتالات الداخلية
الاوربتالات قبل اوربتالات التكافؤ يكون هذا التاثير كبير في السيليكون ويقل في Ge و Sn لوجود اوربتالات d10
ويقل اكثر في Pb لدخول اوربتالات f14 d10 .
علما ان قطر عناصر هذه المجموع )المجموعة 14 ( اقل من نصف قطر العناصر المقابلة لنفس الدورات
) للمجموعة 13 ( مجموعة البورون وهذا بسبب زيادة الشحنة المؤثرة للنواة عند الانتقال في الدورة الواحدة من
المجموعة 13 الى المجموعة 14 وهذا يسبب الانكماش في الحجم .
C < B , Si< Al , Ge< Ga
جهد التأين: - Ionization Potential
ينخفض جهد التأين من الكاربون الى الرصاص بشكل تنازلي لكن ليس بشكل تدريجي منتظم كما في المجموعة
الاولى والثانية . تكون قيمة الرصاص اعلى بقليل من القيمة المتوقعة بسبب الانكماش اللانثاني
نلاحظ وجود انخفاض كبير في قيمة انثاليبي التاين بين الكاربون والسيليكون مع زيادة الحجم الذري . ثم ينخفض جهد
التاين من السيليكون فصاعدا نسبيا نظرا لتاثير التباعد بين الالكترونات لاوربتال d10 في Ge و Sn وكذلك
اوربتالات f14 d10 في Pb , الارتفاع البسيط في قيمة جهد التاين بين Sn و Pb بسبب الانكماش اللانثاني وكذلك
زيادة الشحنة النووية بمقدار 32 بينهما حيث تصبح الكترونات التكافؤ اكثر تقيدا من قبل الشحنة النووية في
الرصاص . كما ان طاقة التاين الاولى لعناصر هذه المجموعة اكبر من طاقة تاين الاولى لمجموعة 13 في نفس
الدورة
نقطة الانصهار ونقطة الغليان: - Melting and boiling point
يمتلك الكاربون نقطة انصهار عالية جدا ) 4100 0C ( ويمتلك السيليكون قيمة اقل بكثير من الكاربون لكن قيمة
السيليكون والجرمانيوم ما تزال مرتفعة ) Si = 1420 0C , Ge= 945 0C ( وهما يمتلكان بنية مستقرة جدا كما
في الذرات الاصغر حجما . القصدير والرصاص فلزان ودرجة انصهارهما ) Sn= 232 0C ,Pb=327 0C )
وذلك لان الاصرة M-M تكون ضعيفة فهي لا تستخدم كل الالكترونات الخارجية الاربعة في الاصرة الفلزية .
درجة الغليان للكاربون تكون عالية وتنخفض في لسيليكون ثم يزداد بعد ذلك في الجرمانيوم ومع ذلك فان درجة الغليان
تنخفض من الجرمانيوم الى الرصاص .
السالبية الكهربائية : - Electronegativity
لاتتغير السالبية الكهربائية لعناصر هذه المجموعة بشكل منتظم بل يمتلك الكاربون اعلى قيمة سالبية كهربائية بينما
تمتلك باقي عناصر المجموعة قيمة سالبية متساوية تقريبا وذلك بسبب امتلاء اوربتال d و f
التكافؤ : - valiancy
كل عناصر هذه المجموعة تظهر عدد تكافؤ رباعي , يتم تفسير هذا التكافؤ على اساس تحول احد الكترونات
اوربتال s الى اوربتال p في نفس الغلاف ) الدورة (
حيث تمزج هذه المدارات الاربعة النصف مملؤة لاعطاء اربع اوربتالات جديدة من نوع sp3 متساوية الطاقة تعطي
شكل رباعي السطوح . عندما لا تنتقل الكترونات ns2 وتبقى بشكل زوج الكتروني خامل غير مشارك في التاصر
ويسمى هذا التاثير بتاثير المزدوج الالكتروني الخامل . العناصر الثلاثة الاخيرة في المجموعة تمتلك ميل لتكوين ايون
ثنائي موجب M+2 اضافة الى الايون الرباعي الموجب M+4 .وبذلك يزداد تاثير المزدوج الالكتروني الخامل ويقل
فرص الايون M+4 وتزداد فرص الايون M+2 وتكون استقرارية هذه الايونات حسب التسلسل التالي
Ge+2 > Sn+2 > Pb+2
Ge+4 < Sn+4 < Pb+4
الاواصر المتعددة Multiple Bonding
الكاربون العضو الاول في المجموعة يمتلك قدرة واضحة على تكوين اواصر متعددة ) p?-p? ( مستقرة
) اواصر ثنائية او ثلاثية ( مع نفسة او مع العناصر الاخرى )مثلا النتروجين او الاوكسجين او الكبريت ( وهي
مركبات شائعة, والكرافيت وهو شكل من اشكال الكاربون الشائعة هو مثال ايضا على التاصر المزدوج بين ذرتي
كاربون .
يظهر السليكون وباقي عناصر المجموعة عدم قابلية على تكوين اواصر متعددة وذلك بسبب احجامها الذرية الكبيرة
ومع ذلك فأنها تمتلك الاوربتالات d في غلافها الخارجي فهذه العناصر يمكن ان تكون اواصر ثنائية من نوع ) d?-p? ( مع النتروجين والاوكسجين . هذه الاصرة من خلال منح المزدوج الالكتروني واحد من اوربتال ) 2p ( مملؤ في
النتروجين والاوكسجين الى اوربتال) 3d ( في السيليكون او باقي العناصر ان وجود هذه الاصرة من نوع ) d?-p? )
يفسر وجود مركب (CH3)3N والمركب N(SiH3)3
الفعالية : - Reactivity
عناصر هذه المجموعة هي قليلة الفعالية لكن بشكل عام تزداد مع زيادة العدد الذري الى اسفل المجموعة . حيث غالبا
ما يبدو الرصاص اقل تفاعلية مما متوقع وهذا غالبا بسبب طبقة الاوكسيد التي تغطي سطح وكذلك جزئيا الى جهد
العالي الاختزال H الى H2 على سطح الرصاص .
1 الفعالية تجاه الاوكسجين -
C + O2 CO2
Ge + O2 GeO2
2 الفعالية تجاه الماء -
C + H2O CO + H2
Sn + 2 H2O SnO2 +2 H2
3 الفعالية تجاه الحوامض -
Ge + 3HCl GeHCl3 + H2
Sn + 2HCl SnCl2 + H2
Sn + H2SO4(dil.) SnSO4 + H2
Sn + 4H2SO4(conc.) Sn(SO4)2 + 2 SO2 +4H2O
4Sn +10HNO3(dil.) 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Sn +4HNO3(conc.) H2SnO3 + 4NO2 + H2O
4 الفعالية تجاه القواعد -
Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2
Pb + 2NaOH + H2O Na2PbO3 + 2H2
الهايدريدات : - Hydrides
جميع عناصر هذه المجموعة تكون هيدريدات تساهمية بشكل مباشر او غير مباشر. تتناقص استقرارية وتكون
الهيدريدات لعناصر المجموعة عندما نتحرك من الكاربون الى الرصاص ومع ذلك فان جميع عناصر المجموعة تكون
هيدريدات من نوع MH4 . يكون الكاربون عدد كبير من الهيدريدات المشبعة وغير المشبعة , بينما يكون السيليكون
عدد محدد من الهيدريدات المشبعة , يعطي الجرمانيوم عدد قليل من الهيدريدات كما يعطي Sn ,Pb هيدريد واحد
فقط .
الهاليدات: - Halides
تكون عناصر هذه المجموعة هاليدات رباعية تاخذ الصيغة MX4 , هذه الهاليدات تساهمية وتاخذ تهجين من نوع
SP3 . الاستقرارية الحرارية لهاليدات هذه المجموعة تقل مع زيادة العدد الذري مع اختلاف نوع الهالوجينات
الكاربون :-
للكاربون صفات متنوعة وذلك بسبب الترتيب الالكتروني لذرة الكاربون , حيث يمتلك الكاربون مركبات عديدة اكثر
من مركبات أي عنصر عدا الهيدروجين وغالبية مركباته عضوية . لا يوجد الكاربون في حالة تأكسد )+ 4( بسبب قيم
جهود التأين العالية يكون الكاربون في الغالب مركبات تساهمية تتوقف فطبيتها من عدمه على قيم السالبية الكهربائية
للذرة الأخرى الموجودة مع الكاربون .وتتكون بعض الايونات الموجبة والسالبة او الجذور الحرة للكاربون اذا
ماتوفرت الظروف التي تساعد على استقرارها , ومن هذه الايونات ايون الكاربونيوم .
R2 ph
R1 C + ph C+
R3 ph
يسلك ايون الكاربونيوم في )ph( ثبات عالي وذلك بسبب انتشار الشحنة الموجبة على حلقات الفنيل ph3C+ ان الايون
ويكون املاح غير ذائبة مع الايونات السالبة )R4N+ , S+ , RuAs+( بعض الأحيان كايون احادي موجب مثل
GaCl الكبيرة مثل 4
1- , BF4
1-
C
+
ph
ph
HC
+
C
ph
ph
C
ph
CH ph
+
CH
+
C
ph
ph
وهو لا يوجد بصورة مستديمة الافي بعض الحالات )Carbanion للكاربون ايون سالب الشحنة يسمى ) الكاربانيون
حيث تنتشر الشحنة السالبة على جميع ذرات )ph3C التي تكون فيها الشحنة السالبة منتشرة بصورة جيدة مثلا )- 1
الكاربون الموجودة في حلقات الفنيل الثلاثة , يمكن توضيح انتشار الشحنة السالبة على حلقة السايكلو بنتاداين كما يلي.
C
-
H
CH
- HC
-
من خلال أواصر منفردة او مضاعفة Rings والحلقات Chains ان من اهم ميزات الكاربون هو تكوين السلاسل
هي اضعف بكثير من الاصرة بين السيليكون واي ذرة )Si-Si( بينما الاصرة بين )C-C( ويعود ذلك لقوة الاصرة
أخرى مثل الكلور او الاوكسجين . كما يكون الكاربون اصرة قوية مع الهيدروجين لذا نجد اعداد كبيرة من
الهيدروكربونات المشبعة والتي تتمتع بثبات كبير.
13C 12 وهو موجود بنسبة )% 98.89 ( والثاني C نظائر الكاربون :- للكاربون الموجود في الطبيعة نظيران الأول
14 فيستعمل بصورة واسعة كعنصر استشفائي ويحضر من الاشعاع C بنسبة )% 1.11 ( اما الكاربون المشع
النيوتروني الحراري لنتريد الليثيوم او الالمنيوم ويوجد على شكل ثنائي أوكسيد الكاربون او كاربونات او على شكل
مركبات عضوية غير ثابته ويتكون في طبقات الجو من تفاعل الكاربون مع النيوترونات .
وهو يمثل Graphite والكرافيت Dimond صور الكاربون:- يوجد الكاربون بصورتين متبلورتين هما الماس
المسحوق الأسود الناتج من احتراق المواد العضوية الماس عديم اللون تترتب كل ذرة كاربون فيه مستخدمة اوربتالات
sp3 المهجنة لتكوين اربع أواصر وبذا تصبح كل ذرة كاربون بشكل رباعي السطوح مع اربع ذرات كاربون أخرى
ترتبط هذه الذرات ) الكاربون (ارتباط تساهمي بواسطة ازواج الالكترونات التي تمثل الاوربتالات الجزيئة المتكونة
لذرات الكاربون ويعطي هذا التركيب ثلاثي الابعاد صلابة كبيرة للماس تتميز عن الكرافيت sp من تداخل هجائن 3
3600 ( اما الكرافيت فله تركيب على شكل صفائح 0C( ولهذا السبب أيضا فان الماس يمتلك درجة انصهار عالية
متبلمرة فيها ذرات الكاربون ذات بعدين وتعتبر كل صفيحة أشبه بنظام حلقات بنزينية مندمجة ويعود ثبات الكرافيت
الى تكوينه الاواصر المضاعفة وترتبط هذه الطبقات مع بعضها بتأثير قوى فاند رفال الضعيفة . الكرافيت هش
ويتكسر بسهوله بسبب ضعف الترابط بين الطبقات لذا تكون له خاصية الدهان المعاكسة لخاصية المواد الكاشفة
كالماس .
مركبات الكاربون ثنائية التكافؤ:- من اهم هذه المركبات هي
والتي تحضر بصورة عامة من التحلل الضوئي لثنائي ازو الكان بوجود )R2C:( الكاربينات :- تمتلك الصيغة العامة
مادة مثبتة للتفاعل مثال على ذلك الالكينات
R?CN N2 + R2C:
H2C CH2
R R
R
R
R
R
وتكون هذه الكاربينات فعالة ممكن ان تدخل تفاعلات غير متجانسة من بين كمركباتها هاليدات الكاربين التي تحضر
من تفاعل مركبات الزئبق العضوية مع يوديد الصوديوم بوجود الكين كعامل مساعد
phHgCF3 + NaI
H2C CH2 CF2
R R
R R
+ phHgI + NaF
الكاربيدات :- وهي مركبات تتكون نتيجة اتحاد عنصر الكاربون مع عناصر أخرى ذات سالبية كهربائية مساوية او
اقل مما للكاربون وتحضر بصورة عامة بالطرق التالية
-1 اتحاد العنصر مع الكربون بدرجات حرارية عالية اعلى من 2000 م 0
-2 تفاعل اكاسيد العناصر مع الكاربونايضا بدرجات حرارة عالية
-3 تفاعل الفلز مع الهيدروكاربون المناسب
-4 تفاعل الاستلين مع محلول مائي لملح الفلز
- تصنف الكاربيدات اعتمادا على نوع التاصر بين ذرات العناصر الى :-
-1 الكاربيدات الايونية
-2 الكاربيدات التساهمية
-3 الكاربيدات الخلالية
اكاسيد الكاربون :-
او ثنائي أوكسيد ثالث الكاربون ويحضر من التفكك الحراري لحامض المالونيك )C3O تحت أوكسيد الكاربون ) 2
كما ان دراسات أطياف تحت الحمراء )O=C=C=C=O( وقد افترض ان بنية هذا الاوكسيد مستقيمة )C3H4O4(
اثبتت تماثل الجزيئة اثبتت دراسات اطوال الاصرة لهذا المركب عدم تمركز الاصرة المزدوجة كما هو متوقع من
متسلسلة من الاواصر المزدوجة .
يتفاعل تحت أوكسيد الكاربون مع الاوكسجين مولدا ثاني أوكسيد الكاربون ويتفاعل مع الماء معطيا حامض الملونيك
CH2(COCl) ويتفاعل مع كلوريد الهيدروجين ليعطي 2 CH2(CONH2) ويتفاعل مع الامونيا معطيا اميد المالون 2
احادي أوكسيد الكاربون : -
يشابه احادي أوكسيد الكاربون الكترونيا النتروجين N2 وايون النتروز الموجب وايون السيانيد CN- ويحضر احادي
أوكسيد الكاربون عند حرق الكاربون في حيز محدد من الهواء او تسخين حامض الاوكزاليك في حامض الكبريتيك
ويحضر تجاريا من بخار الماء
C + H2O عامل مساعد CO +H2
ويحضر بهياة الغاز وذلك من امرار الهواء على فحم الكوك المتوهج
C + 1/2O2 CO
اما في المختبر فيحضر كما اسلفنا من تاثير حامض الكبريتيك على احد الحوامض العضوية مثلا حامض الفورميك
كما في المعادلة
HCOOH -H2O CO
يعتبر احادي أوكسيد الكاربون من قواعد لويس الضعيفة ومن اهم خصائصه في هذا المجال سلوكه كليكاند مع
العناصر الانتقالية حيث تتكون كاربونيلات الفلز
يعتبر ثنائي أوكسيد الكاربون انهايدريد لحامض الكاربونيك كما انه لا يذوب بالكامل في الماء يبقى القسم الأكبر منه
بصورة CO2(aq)
يتفاعل احادي أوكسيد الكاربون مع هيدروكسيدات القلويات فقط عند درجات حرارة عالية مكونة الفورمات ومع
أوكسيد المثيل مكونا الخلات
CO + NaOH NaCO2H
CO + NaOCH3 NaCO2CH3
ثنائي أوكسيد الكاربون : -
يوجد ثنائي أوكسيد الكاربون في الجو بتركيز 300 جزء لكل مليون جزء ان اهم مصدر لثاني أوكسيد الكاربون هو
الصخور الكاربونية وكاربونات الكالسيوم والمغنسيوم يوجد كذلك في زفير الانسان وفي الغازات الناتجة من المكامن
البترولية , يحضر ثاني أوكسيد الكاربون الصلب ) الثلج الجاف( من التمدد السريع للغاز تحت الضغط او التبريد
بصورة مفاجئة .
مركبات الكاربون مع الكبريت
من اهم هذه المركبات هي ثنائي كبريتيد الكاربون الذي يكون سائل عديم اللون وهو سام جدا درجة غليانه ) 460C )
يحضر عن طريق امرار مزيج من الميثان والكبريت خلال السليكا او الامونيا بشكل عامل مساعد عند 600 م 0
CH4 + S سيليكا او امونيا 600 م CS2 + 2H2S
او بمزج الكبريت مع الفحم الحجري في درجة 900 م 0
2S + C CS2
لكبريتيد الكاربون تفاعلات مع المركبات العضوية منها
-1 يتفاعل مع غاز الكلور لتحضير رباعي كلوريد الكاربون
CS2 + 3Cl2 CCl4 + S2Cl2
-2 يتفاعل مع الامونيا مكونا ثنائي ثايوكاربونات
NH3+CS2 H2N C
S
SH
NH3 N H2 C
S
S
-
NH4
+
-3 يتفاعل مع كاشف كرينيارد مكونا ثنائي كاربونات الالكيل
RMgX + CS2
R C
S
SMgX
H
+
R C
S
SH + MgX
Sn-( -4 ومن اهم تفاعلاته المعروفه مايسمى بتفاعلات الادخال حيث تدخل جزيئة كبريتيد الكاربون بين الاصرة
او أواصر أخرى ومثال التفاعل التالي )Co-Co( او )N
Ti(NR2)4 + 4CS2 Ti(S2CNR2)4
مركبات الكاربون مع النيتروجين :-
السيانوجين:-
2100 ( وهو سام جدا ورغم انه مركب ماص للحرارة الا انه ثابت بدرجة C( غاز عديم اللون له درجة غليان واطئة
حرارة الغرفة ويتبلمر بالتسخين كما يتحلل في المحاليل القاعدية مكونا السيانات والسيانيدات يكون مشابة للهلوجينات
عند تفاعلها مه القواعد
2CN- + 2OH- CN- + OCN- + H2O
سيانات سيانيد
يحضر السيانوجين من تفاعل سيانيد النحاسوز مع كلوريد الحديديك
Cu2(CN)2 + 2FeCl3 2CuCl + (CN)2 + 2FeCl2
يتحرر السيانوجين عند تسخين سيانيد الزئبقيك مع كلوريد الزئبقيك
Hg(CN)2 +HgCl2 Hg2Cl2 + (CN)2
كذلك يتكون باكسدة سيانيد الهيدروجين بغاز ثنائي أوكسيد النايتروجين
HCN +NO2 (CN)2 + NO + H2O
NO + 1/2O2 NO2
-: HCN سيانيد الهيدروجين
غاز عديم اللون غير ثابت بدرجات الحرارة الاعتيادية ويمكن ان يتبلمر بتاثير الاشعة فوق البنفسجية ويحضر صناعيا
من تاكسد مزيج من الميثان والامونيا كما في التفاعل
2NH3 + CH4 + 3O2 2HCN + 6 H2O
0اما سيانيدات العناصر الأخرى غير الهيدروجين مثل سيانيد الصوديوم فتحضر بطريقتين
-1 صهر مزيج من الكاربون وكاربونات الصوديوم وسيانيد الكالسيوم
CaCN2 + C + Na2CO3 2NaCN + CaCO3
-2 تسخين اميد الصوديوم مع الكاربون كما في المعادلة
NaNH2 + C NaCN + H2
السيليكون :-
يعتبر ) Si ( اكثر العناصر انتشار في الطبيعة بعد الاوكسجين حيث تبلغ نسبته ) 28% ( من القشرة الأرضية ويدخل في
تركيب مختلف السليكات على شكل الكوارتز والرمل SiO2 وتتشابه بنية السيليكون مع بنية الماس الا انه يختلف عنة
في درجة التهشم ) التكسر ( وطبيعة الشوائب الموجودة فيه كما انه خامل تجاه جميع الحوامض ويذوب في المحاليل
المائية للقواعد كما في تفاعله مع المحلول المائي لهيدروكسيد الصوديوم
Si + 2NaOH + H2O SiO3Na + 2H2
السليكون فعال تجاه الهالوجينات ومركباتها العضوية
3C6H5Br + Si C6H5SiBr3 + (C6H5)2
يحضر السيليكون ) Si ( من تسخين فحم الكوك والرمل في فرن كهربائي
SiO2(S) + 2C(S) Si(s)+ 2CO(g)
هذا النوع من السيليكون غير نقي اما السيليكون النقي الذي يستعمل في صناعة الترانزسترات فيصنع من تسخين
رباعي كلوريد السيليكون مع الزنك في جو خامل او اختزال ثلاثي كلوريد السيلان مع الهيدروجين في درجات حرارة
عالية .
SiCl4 + 2Zn Si + ZnCl2
SiHCl3 +H2 Si +3HCl
مركبات السيليكون : -
-1 هيدريدات السيليكون تكون على أنواع ) Si4H10 , Si3H8, Si2H6, SiH4 ) حيث تكون لها صيغة عامة
( SinH2n+2 ( وتحضر من التفاعل التالي
Mg2Si4 + 4HCl SiH4 + 2MgCl2
وهذه الهيدريدات لها القابلية على التاكسد في الماء والكحولات محررة الهيدروجين
SiH4 + 4 H2O -OH Si(OH)4 + H2O
وتعتبر هذه المركبات عوامل مختزلة قوية تختزل محاليل ايون النحاسيك Cu+2 محولة إياها الى هيدريدات النحاس .
-2 ثنائي أوكسيد السيليكون او السيليكا , تتميز هذه المركبات بامتلاكها اشكال بلورية متعددة يحاط فيها السليكون
بذرات اوكسجين بشكل رباعي السطوح مكونة أواصر ذات صفة ايونية وتكون السيليكا غير فعالة وتقاوم الهجوم
بواسطة الكلور او البروم ومعظم الحوامض عند درجات الحرارة الواطئة الا انها يمكن ان تتفاعل مع الفلور
وحامض الهيدروكلوريك وبعض القواعد .
الجرمانيوم :-
يوجد الجرمانيوم بصورة واسعة وبكميات قليلة حيث يحصل علية من الفحم وخامات الزنك, حيث يعتبر من اقل
العناصر وجودا في الطبيعة وهو يستعمل كشبه موصل ويحضر من اختزال أوكسيد الجرمانيوم GeO2 مع الكاربون
والهيدروجين بدرجة حرارة اقل من 540 م 0 يستخدم الهيدروجين لتعجيل من سرعة التفاعل .يمتلك غاز الجرمانيةم
قابلية للتفاعل مع هاليدات المثيل او هاليدات الاريل وتكوين هاليدات الجرمانيوم العضوية كما يتفاعل مسحوق
الجرمانيوم مع غاز الكلور والبروم عند درجات حرارة واطئة مكوننا رابع هاليدات الجرمانيوم ) GeX4 ( كما يمكن
تحضير رابع هاليدات الجرمانيوم من تفاعل مسحوق الجرمانيوم مع حامض الهيدروكلوريك عند درجات حرارة عالية
Ge + 4HCl GeCl4 + 2H2
Ge + 3HCl GeHCl3 + H2
يمكن للجرمانيوم ان يكون هاليدات متطايرة تأخذ الصيغة ) GenH2n +2 ( والتي تتاكسد بواسطة الاوكسجين او الماء
مكونة ثاني أوكسيد الجرمانيوم ويختلف هذا العنصر عن السليكون بان حالة الاكسدة + 2 تكون متواجدة في العديد من
مركباتة كما في كلوريد الجرمانيوم الثنائي GeCl2 الذي يمكن تحضيرة من التفاعل التالي
Ge + GeCl4 2GeCl2 + Cl2
القصدير والرصاص :-
ما باقي العناصر ) Sn , Pb ( فهية تعتبر نادرة حيث تكون نسبة هذه العناصر ) 0.001 ( يوجد القصدير على شكل
أوكسيد القصدير يعرف بالكاستيرايت cassiterite في الرمل والطين اما الرصاص فيوجد في الغالب على شكل
كبريتيد الرصاص ) PbS ( ويعرف بالغالينا Galena
. يستخلص Sn من الكاسترايت او صخر القصدير SnO2 حيث يطحن الخام ويغسل ويحرق لإزالة الشوائب ) مثل
الكبريت ( بعد ذلك يختزال الاوكسيد ) أوكسيد القصدير ( بالتسخين مع الانتراسيت ويصفى القصدير ثم يمرر تيار من
الهواء فوق منصهر حيث يكون القصدير طبقة الى الأعلى تقشط من المنصهر. ويوجد القصدير بصورتان هما )الافا
والبيتا ( .
اما الرصاص فيستخلص من خاماته واهمها ) الغالينا ( بعد إزالة الشوائب كما في المعادلات
2PbS + 3O2 PbO + 2SO2
PbS + Fe Pb + FeS
ينقى الرصاص وكذالك القصدير بالتحليل الكهربائي في وسط حامضي . تمتلك اكاسيد الخارصين والرصاص خواص
امفوتيرية عكس خواص اكاسيد بقي عناصر الزمرة التي تكون حامضية .
يذوب ثاني أوكسيد القصدير SnO2 في المحلول القاعدي مكون ايونات هيدروكسيد القصدير Sn(OH)6-2 وفي
الحوامض الهالوجينية تكون ايونات كلوريد القصدير SnCl6-2 سداسي كلوريد القصدير.
يعتبر ثاني أوكسيد الرصاص عامل مساعد قوي يمكن تحضيره كهربائيا من تحضير الرصاص الثنائي مع ايون
الهبوكلورات .
Pb(OH)3-1 + ClO-1 Cl-1 + PbO2 + OH-1 + H2O
للمزيد افتح الملف المرفق

المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .