《碳族元素》PPT课件

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1、碳族元素第十八章第十八章碳族元素勘误：P433：第12行世界每年炭黑的产量是36亿t。应改为：世界每年炭黑的产量是近1000万t。P441倒数第9行由于有气体反应物生成改为由于有气体产物生成P442倒数第8行(18-8)删除倒数第9行(18-7)删除自学内容：元素符号CSiGeSnPb主要氧化数-4,0,2,40,40,2,40,2,40,2,4第一电离能/(kJ·mol–1)1086.4786.5762.2708.6715.5电子亲和能/(kJ·mol–1)－122－120－116－121－100电负性(Pauling)2.551.902.011.962.33最高配位数46

2、666元素非金属非金属半金属金属金属晶体原子原子原子金属金属18.1碳族元素概述性质变化也很突出：非金属性减弱，金属性增强ns2np218.2碳族元素的单质1.存在形式：单质：石墨，金刚石，C60，C70无机化合物：CO2，白云石MgCa(CO3)2，石灰石、大理石、方解石CaCO3。有机化合物：动植物体，煤(s)，石油(l)，天然气一、碳金刚石方解石(CaCO3)2.单质结构与性质石墨，sp2金刚石，sp3硬度最大，熔点最高的单质。m.p.3823K一、碳层状晶体，质软，有金属光泽。过渡型晶体2.单质结构与性质(1)石墨与金刚石的转化着眼于平衡着眼于途径激光诱导沉积苯

3、热法制备金刚石晶体——钱逸泰？一、碳(2)石墨的层状结构335pm嵌入化合物固体润滑剂润滑性不完全归于碳层间较弱的作用力，还与层间吸附的H2O、O2等气体分子有关，其作用类似于金属表明的油膜。石墨在真空环境中会失去润滑性。2.单质结构与性质一、碳正二十面体共二十个正三角形面，面角都是五面角，共十二个顶点。将每个顶角都截掉，截口处产生十二个正五边形，原来的每个正三角形都变成了正六边形。即截角正二十面体——20个正六边形，12个正五边形从正二十面体出发，去理解C60的几何形状(3)碳簇：包括C60、C70、C82等，以C60(足球烯，富勒烯)为最常见。C60，sp?2.282.单

4、质结构与性质一、碳(3)碳簇：2.单质结构与性质一、碳分子晶体：升华，溶于苯、环己烷等有机溶剂溶液呈多种颜色主客体化学：空腔360pm——Rb3C60：低温超导(4)碳纳米管：1991年。单壁与多壁二、硅1、制备超纯硅：区域熔融法。10-9~10-10(mol%)，其产量是衡量一个国家微电子产业水平的标准之一多晶硅2、性质：二、硅无定形硅晶态硅晶态硅结构同金刚石，故常温不活泼，高温可以和O2、Cl2、N2反应，也可以和Ca、Mg、Mn等金属反应2、性质：二、硅对酸稳定：不与单一酸作用，仅溶于HNO3+HF混合酸3Si+18HF+4HNO3==3H2SiF6+4NO↑+8H2O

5、与碱作用：Si+2OH－+H2O==SiO32-+2H2偏硅酸根，常称为硅酸根3、硅的成键特点：3d轨道参与成键参与杂化：SiF62-：sp3d2杂化参与形成离域键：SiO44-：原硅酸根，等电子体：SO42-，sp3杂化，2碳、硅某些二元化合物的键能、键长对比—H—F—Cl—Br—I—O键能/kJ·mol-1C—Si—411318485565327381285310213234358452键长/pmC—Si—109148135157177202194216214244143166键长差/pm392225223023二、硅3、硅的成键特点：三、锗、锡、铅1.制备锗：稀有分散

6、元素。硫银锗矿Ag2S•GeS2，硫铅锗矿2PbS•GeS2，煤灰(含锗高达4~7.5%)锡：锡石SnO2。铅：方铅矿PbS，白铅矿PbCO3锡石SnO2方铅矿PbS锗：与Si同。Sn、Pb：与As、Sb类似2、性质：GeSn三、锗、锡、铅1、制备锡包括三种同素异形体：锡疫(自催化反应)—锡制品的毁坏氧化物保护膜—马口铁中等活泼金属：2Pb+O2+CO2+H2O==Pb2(OH)2CO3与HCl反应：只有Ge不反应；Sn+2HCl(浓)==SnCl2+H2Sn与稀盐酸反应慢Pb+2HCl==PbCl2↓+H22Pb+6HCl(浓)——2HPbCl3+2H2↑三、锗、锡、铅2、

7、性质与氧化性酸反应：Ge+4HNO3(浓)==GeO2H2O↓+4NO2+H2OSn+4HNO3(浓)==H2SnO3↓+4NO2+H2OPb+4HNO3(浓)==Pb(NO3)2+2NO2+2H2O3Pb+8HNO3(稀)==3Pb(NO3)2+2NO+4H2O硝酸不能将Pb氧化到+4价态。与碱反应：Pb+2OH－==PbO22－+H2↑Sn+2OH－+2H2O==Sn(OH)42－+H2↑Ge+2OH－+H2O==GeO32－+2H2↑Ge(II)不稳定，生成Ge(IV)三、锗、锡、铅2、性质Pb