Главную подгруппу четвертой группы периодической системы образуют пять элементов — углерод, кремний, германий, олово и свинец.
При переходе от углерода к свинцу размеры атомов возрастают. Поэтому следует ожидать, что способность к присоединению электронов, а следовательно, и неметаллические свойства будут при этом ослабевать, легкость же отдачи электронов — возрастать. Действительно, уже у германия проявляются металлические свойства, а у олова и свинца они преобладают над неметаллическими. Таким образом, только первые два члена описываемой группы являются неметаллами, германий причисляют и к металлам, и к неметаллам, олово и свинец — металлы.
Для элементов рассматриваемой группы характерны степени окисленности +2 и +4. Соединения углерода и кремния, в которых степень окисленности этих элементов равна +2, немногочисленны и сравнительно мало стойки.
Таблица 28. Некоторые свойства углерода и его аналогов
| Углерод * | Кремний | Германий | Олово | Свинец | |
|---|---|---|---|---|---|
| Строение внешнего электронного слоя атома | 2s22p2 | 3s23p2 | 4s24p2 | 5s25p2 | 6s26p2 |
| Энергия ионизации атома Э → Э+, эВ | 11,26 | 8,15 | 7,90 | 7,34 | 7,42 |
| Относительная электроотрицательность | 2,5 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,9 |
| Радиус атома, нм | 0,077 | 0,134 | 0,139 | 0,155 | 0,175 |
| Стандартная энтальпия атомизации при 25 °C, кДж на 1 моль атомов | 715,0 | 451,9 | 379,1 | 302,1 | 195,0 |
| Температура плавления, °C | 3750 ** | 1420 3* | 936 | 231,9 | 327,4 |
| Температура кипения, °C | … | 3300 | 2850 | 2620 | 1745 |
| Плотность, г/см3 | Алмаз 3,52 Графит 2,26 | 2,33 3* | 5,32 | Белое 7,29 Серое 5,85 | 11,34 |
* В стандартном состоянии углерод находится в виде графита.
** При давлении 12 МПа.
3* Кристаллический кремний.
Некоторые свойства элементов главной подгруппы четвертой группы и образуемых ими простых веществ охарактеризованы в табл. 28.