4a grupės metalai alavas ir švinas
5 (100%) 1 vote

4a grupės metalai alavas ir švinas

4A grupės metalai: alavas ir švinas

4A grupės elementų savybės didėjant atominiam numeriui keičiasi labai stipriai. Du paskutinieji grupės nariai – alavas ir švinas – yra metalai. Germanį kartais vadina pusmetaliu. Pirmieji grupės nariai – anglis ir silicis – yra nemetalai. Germanis ir silicis yra puslaidininkiai.

Panagrinėję duomenis lentelėje 15-1 pastebėsite, kad alavas ir švinas yra labai panašūs vienas į kitą. Abu yra minkšti, kalūs, lengvai išplojami metalai, besilydantys žemoje temperatūroje. Abiejų jonizacijos energijos ir elektrodų

potencialai yra apytiksliai vienodi, todėl abu maždaug vienodai linkę būti oksiduojami iki oksidacijos būvio +2.

Tai, kad alavas ir švinas gali sudaryti junginius, kuriuose jų oksidacijos laipsniai gali būti +2 ir +4, yra stabilios elektronų poros efekto pasireiškimo rezultatas (žr. ankstesnįjį paragrafą). Oksidacijos būvyje +2 ns2 elektronai nedalyvauja ryšių sudaryme, o būvyje +4 – dalyvauja. Alavas labiau už šviną linkęs oksiduotis iki būvio +4, kas atitinka jau 3A grupėje pastebėtą tendenciją didėjant atominiam numeriui įgyti mažesnį oksidacijos laipsnį.

Metalinis alavas, skirtingai nuo švino, gali egzistuoti dviejų kristalinių struktūrų pavidale ([alfa ir beta] alavas). Pilkasis arba [alfa] alavas, dar kartais vadinamas nemetališkuoju alavu, yra stabilus žemesnėje nei 13 °C temperatūroje. Baltasis arba [beta] alavas, dar vadinamas metališkuoju alavu, yra stabilus aukštesnėje nei 13 °C temperatūroje. Atšaldžius baltąjį {[beta]} alavą žemiau 13 °C, jis ne iš karto virsta pilkuoju alavu. Perėjimas iš [beta] į [alfa] formą paprastai prasideda tik po ilgo laikymo žemoje temperatūroje. Bet kai toks perėjimas prasideda, jis įvyksta gana greitai, o tokio perėjimo rezultatas yra labai dramatiškas. Kadangi [alfa](pilkojo) alavo tankis yra mažesnis už [beta] (baltojo) alavo tankį, perėjimo metu didėja alavo tūris ir jis subyra į miltelius. Gaminiai, padaryti iš alavo, tokio perėjimo metu subyra. Kai kurie vargonų vamzdžiai yra gaminami iš alavo, todėl šaltesniuose kraštuose esančiose bažnyčiose gali kilti problemų dėl šių alavo virsmų. Alavo virtimas iš baltojo į pilkajį vadinamas alavo maru. Maskvos apgulties metu alavo maras sudarė papildomų sunkumų Napaleono armijai, nes kareivių sagos buvo iš alavo. Dėl šaltos žiemos sagos subyrėjo į miltelius.

Lentelė 15-1

Kai kurios alavo ir švino savybės

Sn Pb

atominis numeris 50 82

atomo (metališkasis) spindulys, pm 140 175

jono (M+) spindulys, pm 102 120

pirmoji jonizacijos energija, kJ/mol 709 716

elektrodo potencialas Eo, V [M2+(aq) + 2 e- Pir.gif (841 bytes) M(k)] -0,137 -0,125

[M4+(aq) + 2 e-Pir.gif (841 bytes) M2+(aq)] +0,154 +1,5

lydymosi temperatūra, °C 232 327

virimo temperatūra, °C 2623 1751

tankis, g/cm3 (20°C) 5,77 (alfa, pilkasis)

7,29 (beta, baltasis) 11,34

kietumas 1 1,6 1,5

elektrinis laidumas 1 14,4 7,68

1Žr. pastabas po lentele 11-1

Svarbiausiasis alavo mineralas – kasiteritas, SnO2. Po pradinio gryninimo alavo(IV) oksidą redukuoja koksu (anglimi) iki laisvo metalo.

t

SnO2(k) + C(k) Pir.gif (841 bytes) Sn(s) +CO2(d) (15.1)

Svarbiausiasis švino mineralas – galenitas, PbS. Stipriai kaitinant ore švino sulfidas pirmiausiai perdirbamas į švino oksidą, kuris vėliau redukuojamas koksu.

t

2 PbS(k) + 3 O2(d) Pir.gif (841 bytes) 2 PbO + 2 SO2 (15.2)

t

2 PbO(k) + C(k) Pir.gif (841 bytes) 2 Pb(s) + CO2(d) (15.3)

Beveik pusė viso pagaminamo alavo sunaudojama alavavimui (dengimui alavo sluoksneliu). Alavu dengiamos geležinės skardinės maisto konservavimui. Apie 25% alavo sunaudojama gaminti lydmetaliams – žemoje temperatūroje besilydantiems lydiniams, skirtiems laidų ir kitokių metalinių dalykų sujungimui. Alavo lydiniai su variu vadinami bronzomis, kurių sudėtyje yra 80-90% vario ir 10-20% alavo. Indų ir stalo įrankių gamybai naudojama lydinys, susidedantis iš Sn (85%), Cu(7%), Bi(6%), Sb(2%). Iš alavo ir švino lydinių gaminami vargonų vamzdžiai.

Šiuo metu Jūs matote 54% šio straipsnio.
Matomi 587 žodžiai iš 1095 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.