高一化学第七章第一节碳族元素备课资源包人教版碳族元素备课资源碳族元素2.pptVIP

第七章硅和硅酸盐工业 主讲人 唐磊 思考1 初中的时候 我们学过了碳及其化合物的一些性质 碳元素处于元素周期表的什么位置呢 与碳元素同族的硅元素是否具有和碳元素相似的化学性质吗 硅单质的照片 别看它灰溜溜的 它和它的化合物的作用却是大的很 大到高科技领域 小到我们的周围 到处都有硅及它的化合物的踪影 更是当今电子工业的飞速发展 更是与人们对它们的性质认识息息相关 在本章中我们学习硅及硅酸盐工业 同时了解几种新型的无机非金属材料 请大家写出碳和硅的原子结构示意图 并说明它们的异同 活动讨论 元素名称碳硅元素符号核电荷数原子结构示意图 碳和硅的原子结构示意图 元素名称碳硅元素符号csi核电荷数614原子结构示意图 碳和硅的原子结构示意图 元素名称碳硅元素符号csi核电荷数614原子结构示意图 碳和硅的原子结构示意图 碳与硅元素的原子结构相比有什么样的特点呢 可见 碳与硅的原子序数不同 电子层数也不同 但是它们的最外层电子数是相同的 我们再结合元素周期表来看一看 c元素和si元素在元素周期表中所处的位置 c元素位于第二周期的第iv族 si元素位于第三周期的第iv族 请同学们说出 c元素和si元素在元素周期表中所处的位置 c元素和si元素在元素周期表中的关系是不同周期 同主族 这说明了 思考 与碳 硅同主族的第四周期 第五周期 第六周期的元素的原子序数分别是多少呢 请同学们根据元素周期表中各周期 元素的种类数进行推断一下 与碳 硅同主族的第四周期 第五周期 第六周期的元素的原子序数分别是32 50 82 思考 我们再来看一看元素周期表 默写出它们的元素符号 并叫出它们的名称 练习 练习 练习 思考 想一想 我们把碳 硅 锗 锡 铅编制在同一个主族的依据是什么 它们的最外层电子数都是4 按照电子层数依次递增排列 因此 我们将位于周期表中第iva族的碳 硅 锗 锡 铅 统称为碳族元素 由于锗 锡 铅都位于周期表的第iva族 且它们都和碳一样 最外层有四个电子 第一节碳族元素 碳硅锗锡铅csigesnpb 本节我们先来认识一下碳族元素 然后在此基础学习硅及其化合物的知识 碳硅锗锡铅 非金属 金属 根据碳族元素的名字来判断一下它们那些是金属 那些是非金属 这是正确的吗 注意一下第iva族元素的颜色 再作出判断 硅和锗在元素周期表中位于金属和非金属分界附近 所以常用来做半导体材料 可见 在第iva族元素中 碳是典型的非金属 硅的外表虽然像金属 但在化学反应中多显示非金属性 通常被认为是非金属 锗的金属性比非金属性强 锡和铅都是金属 碳族元素的原子结构有什么异同 可见 原子序数和电子层数不同 最外层电子数相同 原子序数不同 电子层数不同 最外层电子数相同 1 碳族元素的结构特点 碳族元素结构上的这种异同 导致了它们在性质上怎么样的异同了 请同学们依据所学的元素周期律的知识 填写下表 请同学们依据所学的元素周期律的知识 填写下表 从上表可以看出 碳族元素随着原子序数的递增 其性质呈现出规律性的变化 那么 这种规律性的性质究竟是怎样的了 对比思考一下 我们学过的碱金属与卤族元素分别处于元素周期表的什么位置呢 碱金属与卤素的非金属性 金属性 得 失电子的能力 一般易形成共价化合物 还是离子化合物 在元素周期表中 碳族元素处于易失去电子的碱金属与易得到电子的卤素的中间位置 这就决定了碳族元素性质的递变规律即不同于易失去电子的碱金属 也不同于易得到电子的卤素 2 碳族元素性质的递变规律 它们在周期表中从上到下 随着元素原子的半径逐渐增大 失电子的能力逐渐增强 得电子的能力逐渐减弱 非金属性向金属性递变得趋势很明显 可见 由于碳族元素处于易失去电子的碱金属与易得到电子的卤素的中间位置 这就决定了它们得失电子的能力都较弱 一般易形成共价化合物 1 非金属性向金属性递变得趋势明显 易形成共价化合物 如 co2 sio2等 2 主要化合价 想一想 仅有 4吗 csigesnpb 其中 c si ge sn是以 4价化合物稳定 pb是以 2价化合物稳定的 因此 4价的铅 如pbo2 在参加化学反应时 就往往得到电子 而被还原成 2价的化合物 它本身就是强氧化剂 不 碳族元素除了 4价外 还有 2价 2 主要化合价 csigesnpb 4价稳定 2价稳定 练习1 1 如果发现114号元素 位于第七周期iav族 下列有关x可能具有的性质合理的是 a x是非金属元素 b x的 2价比 4价稳定 c xo2具有强氧化剂 d x有稳定的氢化物 b c 解析 根据碳族元素的递变规律 可推知114号元素的金属性比铅还强 一定是金属元素 它的稳定价态应与铅相同 即为 2价 所以xo比xo2稳定 4价的x易得电子变成 2价 所以xo2具有强氧化性 x是金属元素 不可能存在稳定得气态氢化物 练习2 c si ge sn是以 4价化合物稳定 pb是以 2价化合物稳定的 那么sn的 2价化合物应具有较强的 性 pb的 4价化合物应具有较强的 性 练习2 c si ge sn是以 4价化合物稳定 pb是以 2价化合物稳定的 那么sn的 2价化合物应具有较强的还原性 pb的 4价化合物应具有较强的氧化性 解析 sn的 4价是稳定的 因此 2价化合价不稳定 容易转变成 4价化合物 而显示出较强的还原性 同理 pb的 4价化合物应具有较强的氧化性 下面 我们可通过下表来认识一下碳族元素单质的物理性质 3 单质的物理性质 翻到教材 p184 表7 1碳族元素及其单质的一些重要性质 从上表可以看出 实验测出的碳族元素原子半径的递变规律与我们根据原子核外电子排布预测的是一致的 碳族元素的单质密度是从碳到铅逐渐增大 熔 沸点较特殊 这与其成键情况及空间结构有关系 得出的结论 问 在c元素所形成的单质 表中列出了金刚石与石墨二种 它们与碳元素的关系究竟是什么呢 它们都是c元素的同素异形体 不过 c的同素异形体远不只这二种 还有c60 c70等 4 c60简介 可见 c60分子的结构是足球状的 是由20个正六边形和12个正五边形一个接一个地排列成的球状分子 练习 1 下列气态氢化物中最不稳定的是 a ch4b nh4c sih4d h2s c 练习 2 下列说法中不正确的是 a 硅和锗都是重要的半导体材料 b 硅酸酸性比碳酸弱 c sih4的稳定性比ph4的差 d ch4的稳定性比nh3的强 d 练习 3 关于碳族元素叙述正确的是 a 单质是无色晶体 b 随着原子序数的递增 单质的熔点逐渐升高 c 从c到铅 iva族元素最高氧化物对应的水化物酸性逐渐增强 d 除铅以外其它碳族元素的 4价化合物是稳定的 d 4 c60说法正确的是 a 它是一种新型的化合物 b c60与石墨都是c元素的同素异形体 c c