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.ppt

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1、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1碳的化合物2硅的化合物3碳族元素的概述一、碳族元素的概述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（一）碳族元素的组成和价电子构成碳族元素的组成碳族元素价电子构成一、碳族元素的概述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一、碳族元素的概述3.存在形式碳：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4Ag2

2、S•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4.碳单质的同素异形体金刚石：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。

3、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12CO23H2CO3二、碳的氧化物CO（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:CO:1.一氧化碳(CO):CO:二、碳的氧化物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2、二氧化碳(CO2)：OCO：经典的分子结构：O=C=OOC=O双键键长124pm(在CH3--C--CH3中)CO

4、叁键键长113pmCO2中，碳、氧之间键长116pmC：sp杂化固体二氧化碳：干冰二、碳的氧化物3.碳酸CO2溶于水，大部分CO2•H2O，极小部分H2CO3CO32-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--71-332104.4HCOHCOH×=++K11-2-23-3104.7COHHCO×=++K二、碳的氧化物碳酸热稳定性（1）H2CO3

5、CO3分解T/℃10054090012901360二、碳的氧化物三、碳酸盐的有关性质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1.过渡金属碳酸盐稳定性差CaCO3PbCO3ZnCO3FeCO3分解T/℃900315350282价电子构型8e_(18+2)e_18e_(9-16)e_离子极化观点：[]2-M2+MCO3MO+CO2r(M2+)愈小，M2+极化力愈大，MCO3愈不稳定；M2+为18e_，(18+2)e_，(9-16)e_构型相对于8e_构型的极化力大，其MCO3相对不稳定

6、。三、碳酸盐的有关性质2.碳酸盐的溶解度易溶盐：Na2CO3NaHCO3K2CO3KHCO3100℃溶解度451615660(g/100gH2O)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三、碳酸盐的有关性质3.可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型水溶液中存在碳酸盐的水解：)(OHHCOOHCO--32-23强碱性++OHCOHOHHCO-322-3++)CO(H)CO(322W231KKK=-)CO(H)CO(321W232KKK=-三、碳酸盐的有关性质（1）氢氧化

7、物碱性较强的金属离子与之反应生成碳酸盐沉淀。例如：Ba2+、Sr2+、Ca2+和Ag+等。金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型：（2）氢氧化物碱性较弱的金属离子与之反应生成碳酸羟盐(碱式碳酸盐)沉淀。例如：Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+和Mg2+等。三、碳酸盐的有关性质（3）水解性强、两性的金属离子与之反应生成氢氧化物沉淀。例如：Al3+、Fe3+、Cr3+、Sn2+、Sn4+和Sb3+等。(g)3CO(s)Al(OH)2O3H3COAl2232-233++++(g)

8、CO(s)CO(OH)MgOH2CO2Mg23222-232++++(g)CO(s)CO(OH)CuOH2CO2Cu23222-232++++三、碳酸盐的有关性质四、硅硅的化合物硅的氧化物硅的卤化物硅酸硅酸盐无定型体：石英玻璃、硅藻土、燧石晶体：天然晶体为石英，属于原子晶体纯石英：水晶含有杂质的石英：玛瑙，紫晶1.硅