Задача 1069. 
Назвать оксиды германия, олова и свинца. Как изменяются кислотно-основные свойства гидроксидов в рядах Gе(ОН)2 — Рb(OH)2 и Gе(ОН)4 — Рb(OН)4?
Решение:
Все три элемента образуют оксиды ЭО и диоксиды ЭО2.

GeО — оксид германия(II);

SnО — оксид олова(II);

PbО — оксид свинца(II);

GeО2 — оксид германия(IV);

SnО2 — оксид олова(IV);

PbО2 — оксид свинца(IV).

Основные свойства гидроксидов увеличиваются, а кислотные уменьшаются в ряду Gе(ОН)2 — Рb(OH)2 — все они являются амфотерными гидроксидами. Gе(ОН)2 больше кислота, чем основание, а у Sn(OH)2 и Рb(OH)2, наоборот, преобладают основные свойства.  

Подобная закономерность обусловлена увеличением в группе радиусов ионов при постоянном их заряде за счёт прибавления электронных слоев следует увеличение радиуса атома и иона. Gе(ОН)2 - амфотерный гидроксид с преобладанием кислотных свойств, Sn(OH)2 и Рb(OH)2 - слабые амфотерные основания.

Это можно объяснить с использованием схем Косселя. Схема Косселя описывает кислотно-основные свойства соединений, содержащих связи
Э — Н и Э — О — Н, в зависимости от заряда ядра и радиуса образующего их элемента. Рассмотрим схему Косселя для Ge(ОН)2, Sn(ОН)2 и Pb(ОН)2:

 

оловянная кислота


Рис. 1. Схема Косселя для Ge(ОН)2, Sn(ОН)2  и Pb(ОН)2

 

Как видно из представленной схемы, радиус иона Ge2+ меньше радиуса иона Sn2+, Pb2+ и ОН – группа связана прочнее с катионом германия, чем с катионами олова и свинца. В результате Ge(ОН)2 будет легче диссоциировать в растворе как кислота и основные свойства гидроксида свинца будут выражены сильнее, чем гидроксида олова.

Точно также как в ряду Gе(ОН)2 — Рb(OH)2 в ряду Gе(ОН)4 — Рb(OН)4 происходит уменьшение кислотных и увеличение основных свойств. Объясняется это также увеличением радиусов ионов Ge4+ (0,053нм), Sn4+ (0.069нм) и Pb4+ (0.069нм).

Gе(ОН)4амфотерное соединение с преобладанием кислотных свойств. Sn(ОН)4 — амфотерное соединение известное как – и –  оловянные кислоты состава H2SnO3. Рb(OН)4 — амфотерное соединение неизвестное в свободном состоянии, существуют  соли кислоты состава H2PbO3.