非金属及其化合物 碳族元素复习 ppt课件

非金属及其化合物复习 碳族元素,逐 渐 增 大,非金属性减弱、金属性增强,酸性减弱、碱性增强,稳 定 性 减 弱,一、碳同素异形体,金刚石： 色_ _晶体, 键角_，硬度 ， 导电 石墨： 色不透明, 金属光泽,滑腻, 导电 无定形碳：包括炭黑、木炭、活性炭、焦炭 C60:“足球烯”，属_晶体,无,原子晶体,109028,高,不,黑,有,能,分子晶体,10928,金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每 个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以 共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空 间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（3550） 和沸点（4827）都很高,硬度很大。,金刚石,120,共价键,范德华力,石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高比金刚石的还要高） ,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。,石墨,C60,二、单质碳的性质,2、还原性,1、可燃性：,（1）物理性质,（2）化学性质,（3）毒性,三、一氧化碳的性质,四、二氧化碳的性质,1、氧化性,2、酸性氧化物,CO2+NaOH,CO2+Ca(OH)2,Na2CO3(饱和) + CO2 + H2O = 2NaHCO3,3 二氧化碳的制法:, 实验室制法 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2,3.一氧化碳与二氧化碳的比较,五、碳酸和碳酸盐,1、碳酸,常见的不稳定酸有： H2CO3、H2SO3、HClO、HNO3、H2SiO3等，其中: a.H2CO3极不稳定; b.光照能加快HClO、HNO3的分解; c.H2SiO3受热时才分解。 常见的酸性比碳酸弱的酸（或酚）有： H2S、HClO、H2SiO3、C6H6OH 、Al(OH)3等 常见的反应有： CO2+H2O+Ca(ClO)2 =CaCO3+2HClO CO2+ H2O + Na2SiO3=Na2CO3+H2 SiO3 CO2+ H2O + C6H5ONa C6H6OH + NaHCO3 CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3 + NaHCO3,2 、碳酸盐 (1)碳酸正盐与酸式盐的比较:,(2)碳酸盐的热稳定性规律,Na2CO3、K2CO3的热稳定性极强，在高温熔化下也难分解。 CaCO3、BaCO3 、MgCO3、CuCO3等热稳定性较强，但在高温下能分解，生成金属氧化物和二氧化碳。 NaHCO3、KHCO3的热稳定性较差，在固态时加热易分解： 2NaHCO3=Na2CO3+ CO2+ H2O 2KHCO3=K2CO3+ CO2+ H2O NH4HCO3、(NH4)2CO3不稳定，在常温、常压下就开始分解，加热后分解更快： NH4 HCO3=NH3+ CO2+ H2O (NH4)2CO3 =2NH3+ CO2+ H2O Ca(HCO3)2 、 Mg(HCO3)2的热稳定性也很差，在水溶液中受热易分解： Ca(HCO3)2 =CaCO3+ CO2+ H2O Mg(HCO3)2 =MgCO3+ CO2+ H2O（MgCO3微溶于水）,六、硅,1、只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。,2、两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。,灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。,3、化学性质：,不活泼,(1)常温下：,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2,Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2,注意：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。,硅晶体的结构：正四面体（类似于金刚石）原子晶体,(2)加热时：与某些非金属反应,Si+O2=SiO2,Si+2Cl2=SiCl4,4、工业制法,七、二氧化硅,石英坩埚,光导纤维,纯净的二氧化硅是六方柱状的透明晶体,原子晶体,玛瑙,水晶,坚硬、难溶固体,七、二氧化硅,1、物理性质：坚硬难熔的固体 （原子晶体）,有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。,2、化学性质：,十分稳定,(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。,(2)常温只与氢氟酸、强碱反应,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,所以：不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、NaSiO3等溶液。),(3)高温时：,SiO2+CaO=CaSiO3,高温,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2,高温,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,高温,干态下物质间的反应规律: 高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（CO2）,SiO2+2C=Si+2CO,高温,Na+KCl = NaCl+K,高温,注意：,例如：,八 硅酸： （1）硅酸的性质： 是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱；不能使紫色石蕊试液变红。 硅酸不稳定，受热易分解： _ 硅酸与碱可以发生中和反应 硅酸在水中的溶解度很小，易聚合成胶体。 浓度较小时_,浓度较大时_。Ba,无色透明液体,凝胶,（2）硅酸的制备可溶性硅酸盐与其他酸反应制得： a、 ； b、 ；,会有什么实验现象呢？,3、硅酸盐 ； 的总称，是构成地壳岩层的主要成分。一般都_，化学性质很 _。,是由硅、氧和金属组成的化合物,不溶于水,稳定,硅酸盐组成的表示：,1、硅酸盐化学式的氧化物表示方法:,书写规则：金属氧化物写在最前面，然后写二氧化硅，最后写水，而且氧化物之间用“.”隔开,硅酸钠：Na2SiO3可以写成,Na2O SiO2,高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,钠长石:NaAlSi3O8,正长石:KAlSi3O8,Al2O3 2SiO2 2H2O,Na2O Al2O3 6SiO2,K2O Al2O3 6SiO2,4、重要的硅酸盐- Na2SiO3,先变干，后燃烧,仅变干，不燃烧,Na2SiO3溶液可作木材、纸张的防火剂,Na2SiO3的水溶液俗称 ，呈 性，有黏稠性，可用作防火剂、黏胶剂。,水玻璃,碱,九、硅及其化合物的特殊性,1、硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅,2、非金属单质只有硅能与强碱溶液反应生成氢气,3、非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成,5、无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水,4、酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应,无机非金属材料,无机非金属材料,传统无机非金属材料:,新型无机非金属材料,玻璃、水泥、陶瓷,1.玻璃,（1）含有Na2SiO3,CaSiO3和 SiO2 ， 主要成分是SiO2，玻璃态物质，没有 固定熔点,（2）反应材料：,石灰石，纯碱，石英,（3）反应原理：,2.陶瓷,（1）主要原料：,黏土 Al2O32SiO22H2O,（2）釉料,金属及其化合物,使陶瓷表面光滑，不渗水，具有丰富的色彩。,（3）特性：抗氧化性，抗酸碱腐蚀，耐高温，易成形。,3.水泥,（1）原料：石灰石，黏土，石膏,（2）主要成分,（3）特性：水硬性，吸水性强,新型无机非金属材料的特征,（1）耐高温、强度高,（2）具有电学性质,（3）具有光学性质,（4）具有生物功能,(二)、几种典型的新型无机非金属材料,1、结构材料高温结构陶瓷,高温结构材料与金属材料的性能比较：,高温结构材料:耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。,金属材料： 易受腐蚀、不耐氧化、不适合