一: 物理性质 锗为银白色的脆性金属。锡有三种同素异性体-灰锡、白锡和脆锡。铅为暗灰色,重而软的金属。这三种金属的熔点、沸点、硬度和密度见下表。
二:化学性质
在通常条件下,空气中的氧对锗和锡无影响,只在铅表面生成一层氧化铝或碱式碳酸铅。这三种金属在高温下都能与氧反应而生成氧化物。
锗分族金属能同卤素和硫生成卤化物和硫化物。
锗不与水反应,锡也不与水反应,铅的情况比较复杂,它在有空气存在的条件下,能与水缓慢反应生成Pb(OH)2。 Ge不与非氧化性酸作用;Sn与非氧化性酸反应生成Sn(II)化合物;Ge和Sn与氧化性酸反应生成Ge(IV)、Sn(IV)化合物;Pb与酸反应得到Pb(II)化合物。 现把Ge、Sn、Pb与酸反应的情况归纳在下表中。
铅在有氧存在的条件下还可溶于醋酸,生成易溶的醋酸铅。 锗同硅相似,与强碱反应放出H2气。锡和铅也能与强碱缓慢地反应得到亚锡酸盐和亚铅酸盐,同时放出H2,但铅反应极慢。
锗、锡、铅有MO2和MO两类氧化物。MO2都是共价型、两性偏酸性的化合物。MO也是两性的,但碱性略强。MO化合物的离子性也略强,但还不是典型的离子化合物。所有这些氧化物都是不溶于水的固体。它们的酸碱性和氧化还原性的变化规律如下图:
由于锗、锡、铅的氧化物难溶于水,它们的氢氧化物是用盐溶液加碱制得的。这些氢氧化物实际上是一些组成不定的氧化物的水合物:xMO2·yH2O和xMO·yH2O,通常也将它们的化学式写作M(0H)4和M(OH)2。它们都是两性的,在水溶液中可进行两种方式电离。
在这些氢氧化物中,酸性最强的Ge(OH)4仍然是一个弱酸(K1=8×10-10),碱性最强的Pb(OH)2也还是两性的。由此可知,锗分族元素的金属性很弱,但从Ge到Pb逐渐增强。
锗分族元素不同氧化态的化合物的稳定性是不同的。从Ge到Pb,低氧化态趋于稳定,为惰性电子对效应的表现。因此
在形成卤化物方面,锗分族元素与碳、硅有所不同,它们能形成MX4和MX2两类卤化物,而C和Si只有MX4。锗分族的卤化物的性质见下表。
锗分族元素的卤化物都水解,在过量的氢卤酸或含有卤离子的溶液中容易形成卤配阴离子。
锗分族元素的硫化物都不溶于水。GeS2和SnS2能溶解在碱金属硫化物的水溶液中,而GeS和SnS不能。这说明锗分族元素的硫化物和它们的氧化物相似,高氧化态的显酸性,低氧化态的显碱性。锗分族元素硫化物的性质见下表。
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