Условие задачи

Устойчивость водородных соединений в ряду CH4 ⟶ SiH4 ⟶ GeH4 ⟶ SnH4 ⟶ PbH41) возрастает2) не изменяется3) убывает4) сначала убывает, затем возрастает

Решение

Дисциплина: Неорганическая химия (с элементами периодической системы) и физическая химия.

Задача требует установить тенденцию изменения устойчивости (то есть прочности химических связей и склонности к разложению) тетрагалогенгидридов группы 14: CH₄, SiH₄, GeH₄, SnH₄, PbH₄.

Рассуждения решения:

1. По периодическому закону при движении вниз по группе атомы увеличиваются по размеру, что приводит к менее эффективному перекрытию атомных орбиталей при образовании химической связи. В результате энергия связи (например, энергия C–H, Si–H и т.д.) уменьшается.

2. В молекулах CH₄ связи C–H образуются за счёт эффективного перекрытия компактных 2s или 2p орбиталей, поэтому они очень прочные. При переходе к SiH₄ (где атом Si обладает более отдалёнными 3s, 3p орбиталями) перекрытие становится менее эффективным, и энергия связи Si–H оказывается существенно ниже, чем у C–H.

3. Такая тенденция сохраняется далее – у GeH₄, SnH₄, PbH₄ атомы металлов ещё крупнее, а энергетическая эффективность перекрытия ещё ниже, что приводит к ещё меньшей прочности M–H связей (где M = Ge, Sn, Pb).

4. Следовательно, с увеличением ядра атома (при движении вниз по группе) гидриды становятся менее устойчивыми, то есть их устойчивость убывает.

Таким образом, правильный ответ – 3) убывает.