第14章碳族元素大学一年级 无机化学课件.pptVIP

第14章 碳族元素 §14.1 基本性质 ⅣA 价电子构型 主要氧化态 原子半径 第一电离能 电负性 C 2s22p2 +4, +2 0.77? 1091 2.50 Si 3s23p2 +4,(+2) 1.17? 790 1.74 Ge 4s24p2 +4,+2 1.22? 769 2.02 Sn 5s25p2 +4, +2 1.40? 715 1.72 Pb 6s26p2 (+4), +2 1.46? 719 1.55 a. 从非金属→金属，没有半金属 　　　　　＞　　　 多电子原子 b.价电子数＝价电子轨道数　　 等电子原子 　　　　　＜　　　　　　　　缺电子原子 c. Ｐb　６s２４f１４５d１０６p２　 (+4), +2 ＰbＯ２＋２e →Ｐb２＋ 石 墨 C 富勒烯 C60 碳族的第二个元素，地壳中丰度26.3％，仅次于氧。 碳元素靠C-C键化合物形成了动植物的有机界。 硅元素靠Si-O-Si键化合物形成了矿物界的主要骨架。 成键: 绝大多数硅化合物中Si原子SP3杂化。 硅氧四面体是一切硅氧化合物的结构基础。 14.3 Ge，Sn，Pb [C2+] [C4+] [Si2+] [C4+] SiO32- Ge 2+ 　 Ge4+ Sn2+ 　 Sn4+ Pb2+ 　 Pb4+ 不稳定有强氧化性 稳定性增加 稳定性降低 一. 单质硅 结晶硅呈灰黑色，高硬度，高m.p. ； 晶体结构类似于金刚石，很坚硬，能刻划玻璃； 是重要的半导体电子工业材料； 自然界没发现单质硅的存在。 蒸馏得纯 SiCl4 ，用 H2 还原纯 SiCl4 得纯硅 SiCl4 + 2 H2 ——— Si (纯) + 4 HCl 电炉 催化 1. 制 备 粗硅的取得 SiO2 + 2 C ——— Si (粗) + 2 CO 1800℃ 400－600 ℃ 粗硅提纯 ： Si + 2 Cl2 ———— SiCl4 ( l ) 2. 化学反应 ② 在高温下可以和 O2、Cl2、N2等非金属反应： ① Si 在常温下不活泼，只能与F2直接化合。 高温化学! Si + O2 SiO2 Si + Cl2 SiCl4 Si + N2 Si3N4 Si + C SiC ∴ 非金属活泼性： Si＜C ⑤ Si在常温下可以和强碱溶液作用放出氢气： Si + 2 NaOH + H2O ——— Na2SiO3 + 2 H2↑ ④ 单一的酸不能和 Si 反应，但Si可溶于HF－HNO3混酸中 3Si + 18 HF + 4 HNO3 ——— 3 H2SiF6 + 4 NO↑+ 8 H2O ③ 高温下也可以和 Ca，Mg，Mn 等金属反应。 故硅烷的种类比烷烃少得多，只有： 二. 硅 烷