化学 教学课件 作者 王利明陈红梅李双石 主编 10碳族主要元素性质的测定.pptVIP

尚辅网 尚辅网 学习情境十 碳族主要元素性质的测定 北京电子科技职业学院 生物技术系 碳族主要元素性质的测定 一、碳族元素的概述 （一）碳族元素的组成和价电子构成 一、碳族元素的概述 3. 存在形式 4. 碳单质的同素异形体 2、二氧化碳 (CO2) 3. 碳酸 碳酸热稳定性 三、碳酸盐的有关性质 2. 碳酸盐的溶解度 3. 可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型 四、硅 四、硅 （2）性质 2. 硅酸及硅酸盐 四、硅 4. 硅的卤化物 SiX4 四、硅 尚辅网 尚辅网 1 碳的化合物 2 硅的化合物 3 碳族元素的概述 尚辅网 硅单质的存在的形式 碳单质的同素异形体 存在形式 碳族元素的价电子构型 尚辅网 碳族元素的组成 碳族元素 价电子 构成 一、碳族元素的概述 尚辅网 2. 价电子构型：ns2np2 氧化值 最大 配位数 单质可形成原子晶体 金属晶体 1. 碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb 尚辅网 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气 碳酸盐； CO2 硅：SiO2和各种硅酸盐 锗：硫银锗矿 4Ag2S?GeS2 硫铅锗矿2PbS?GeS2 锡：锡石 SnO2 铅：方铅矿 PbS，白铅矿 PbCO3 一、碳族元素的概述 尚辅网 金刚石：原子晶体,硬度最大,熔点最高。 石墨：层状晶体 ，质软，有金属光泽。 足球烯或富勒烯： C60， C70 等。 C60985年用激光轰击石墨作碳的气化实验时发现的。 C60 是由12个五边形和20个六边形组成的32面体。 一、碳族元素的概述 尚辅网 5. 硅单质的存在形式 铅单质：质软，能阻挡X射线。可作电缆的包皮，核反应堆的防护屏。 13.2℃ 161℃ 灰锡(α锡) 　　　白锡(β锡) 　　脆锡 硅有无定形体和晶体两种，其晶体类似金刚石。 锗单质是灰白色金属，硬而脆，结构类似于金刚石。 锡单质有三种同素异形体： 一、碳族元素的概述 尚辅网 1 2 CO2 3 H2CO3 二、碳的氧化物 CO 尚辅网 （1）结构 CO(6+8=14e-)与N2（2×7=14e-）是等电子 体, 结构相似。 一个σ键 两个π键 :C O: 1. 一氧化碳(CO) :C O: 二、碳的氧化物 尚辅网 ①作配位体，形成羰基配合物Fe(CO)5、Ni(CO)4、Co2(CO)8，其中C是配位原子。 ②还原剂 ③剧毒 （2）性质 二、碳的氧化物 尚辅网 ：O C O ： 经典的分子结构：O=C=O O C=O双键键长124pm (在CH3--C--CH3中) C O叁键键长113pm CO2中，碳、氧之间键长116pm C：sp杂化 固体二氧化碳：干冰 二、碳的氧化物 尚辅网 CO2溶于水，大部分CO2?H2O，极小部分H2CO3 CO32-的结构： CO32-(6+3×8+2=32e-)与BF3(5+3×9=32e-) 为等电子体。 C：sp2杂化 2- -7 1 - 3 3 2 10 4.4 HCO H CO H × = + + K 11 - 2 - 2 3 - 3 10 4.7 CO H HCO × = + + K 二、碳的氧化物 尚辅网 （1）H2CO3MHCO3M2CO3 （2）同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 分解T/℃ 100 540 900 1290 1360 二、碳的氧化物 尚辅网 1 过渡金属碳酸盐的热稳定性 2 碳酸盐的溶解度 3 可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型 尚辅网 1. 过渡金属碳酸盐稳定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T /℃ 900 315 350 282 价电子构型 8e_ (18+2)e_ 18e_ (9-16)e_ 离子极化观点： [ ] 2- M 2+ MCO3 MO + CO2 r(M2+) 愈小，M2+ 极化力愈大，MCO3 愈不稳定；