十二碳族元素.pptVIP

§ 12.2 碳族元素 12.2.1 碳族元素概述 存在形式： 13.3.2 碳族元素的单质 碳单质的同素异形体： 13.3.3 碳的化合物 2.二氧化碳 (CO2) 3.碳酸及其盐 碳酸及其盐的热稳定性： 碳酸盐的溶解度： 13.3.4 硅的化合物 性质： 2.硅酸及硅酸盐 4.硅的卤化物 SiX4 * 12.2.5 锡、铅的化合物 12.2.4 硅的化合物 12.2.3 碳的化合物 12.2.2 碳族元素的单质 12.2.1 碳族元素概述 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 碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb 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 。 锡石SnO2 方铅矿 PbS 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。 C60 是1985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。 碳纤维 石墨(sp2杂化) 金刚石(sp3杂化) 足球烯，富勒烯，C60 (sp2杂化) 硅单质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： 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 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.碳的氧化物 一氧化碳(CO) :C O: 性质： 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 ：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 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 ①H2CO3MHCO3M2CO3 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 ③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_ (9-17)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； M2+ 为18e_，(18+2)e_ ，(9-17)e_ 构型相对于 8e_构型的极化力大， 其 MCO3 相对不稳定。 易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3 100℃溶解度 45 16 156 60 (g/100g H2O)　　　 2- - - - 其它金属(含Li)碳酸盐难溶于水，且酸式盐溶解度大于正盐。 氢键存在，形成 二聚物或多聚物 ① 氢氧化物碱性较强的金属离子与之反应生成碳酸盐沉淀。