1单质的同素异形体.ppt

第五章IVA（14）族:碳（Carbon）、硅（Silicon），IIIA（13）族:硼（Boron）,5-1碳（Carbon）一、单质1.单质的同素异形体1）石墨（Graphite）sp2杂化C-C键长142pm层间距335pm,2）金刚石（Diamond）sp3杂化等电子体：金刚硼（BN）n；金刚砂（SiC）n,(3)球烯（Fullerene,C60）F+V=E+2F:多面体的面数；V:顶点数；E:棱数,分子结构：60个顶点；12个五元环；20个六元环;90条棱：30个双键，60个单键。,三种碳单质的比较,合成：,（1）激光蒸发石墨1985年在质谱图中确认。（2）电阻加热或电弧蒸发法。（3）苯火焰燃烧碳与Ar气和氧的混合物。（4）萃取或升华法从碳烟中提取。,2.单质的性质,（1）球烯的固体化合物：K3C60；常温下的晶体结构：分子间力，立方面心晶胞。,金属包合物：笼中包IA元素,球烯的有机衍生物(C2H5)3P2Pt6C60FullerenesCn:n=28,32,44，50,60,70.,（2）石墨插入化合物C8K,离子型：还可以插入：氧化物：SO3,CrO3,MoO3硫化物：V2S3,Cr2S3含氧酸：C24+HSO4-2H2SO4,共价型：与F2,O2反应，(CF)x,(3)碳化物：离子型碳化物（CaC2）(4)共价型碳化物（SiC）(5)间充型碳化物（WC,Fe2C）,（6）碳的还原性,在炽热状态下生成水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)金属冶炼吸附性，脱色剂。,二、碳的氧化物，含氧酸及其盐,CO的分子结构与化学性质,1.CO（1）还原性冶炼气用于高温冶炼用于鉴定反应：PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl（2）络合性CuCl+CO=CuClCOCu(NH3)2CH2COO+CO+NH3=Cu(NH3)3COCH2COOFe+5COFe(CO)5五羰基合铁（0）,（3）弱酸性甲酸酐，在473K,加压条件下：NaOH+CO=HCOONa,2.CO2（1）氧化性CO2+2Mg=2MgO+C3CO2+4Na2Na2CO3+C(金刚石)（2）碳酸酐CO2溶于水仅部分水合成碳酸CO2+H2OH2CO3,3.碳酸盐：MHCO3M2(OH)2CO3M2CO3,（1）溶解性：所有酸式盐易溶。IA族碳酸盐，NH4+盐易溶。除锂以外的碱金属和铵的酸式盐比正盐溶解度小。其他金属碳酸盐难溶于水，尤其是Ca2+,Sr2+,Ba2+,Pb2+碳酸盐最难溶。难溶盐中，酸式盐溶解度大于正盐。例如CaCO3,Ca(HCO3)2的溶解度。,（2）水解性,（a）CO32-,HCO3-阴离子水解CO32-+H2O=HCO3-+OH-Kh1=Kw/Ka2=1.7810-4HCO3-+H2O=H2CO3+OH-Kh2=Kw/Ka1=2.3310-8水解趋势小但溶液为碱性：0.1molL-1CO32-,pH=11.60.1molL-1HCO3-,pH=8.3,(b)(NH4)2CO3水解（双水解）,NH4+CO32-+H2O=HCO3-+NH3H2OKh=Kh1(CO32-/HCO3-)Kb-1(NH3H2O)=1.7810-4/1.7810-5=10水解趋势较大，但溶液的碱性比碱金属碳酸盐小。,（c）阴、阳离子双水解，阳离子水解趋势大，且产物难溶。,2M3+3CO32-+3H2O=2M(OH)3(s)+3CO2(g)M3+=Al3+,Cr3+,Fe3+.(d)阴，阳离子有一定程度双水解，氢氧化物与碳酸盐的溶解度相近，生成碱式碳酸盐2Cu2+2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3(s)+CO2(g),(3)碳酸盐的热稳定性,分解温度H2CO3M(HCO3)2M2CO3Na2CO3K2CO3Rb2CO3Cs2CO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3PbCO3MgCO3KspCuCO3=1.410-10(molL-1)所以Cu2+盐溶液中加入等浓度等体积的Na2CO3溶液，将得到的产物是CuCO3Cu(OH)2即Cu2(OH)2CO3.,解（只考虑一级水解)CO32-+H2O=HCO3-+OH-平衡浓度（0.1-x）xxKh=Kw/Ka2=1.010-14/5.610-11=1.7910-4因为C/Kh400所以OH-=CKh=0.11.7910-4=4.210-3(molL-1)CO32-=0.0958(molL-1),例如：在0.2molL-1的Ca2+盐溶液中加入等浓度等体积的Na2CO3溶液，将得到什么产物？若以0.2molL-1的Cu2+盐溶液代Ca2+盐溶液，产物是什么？从溶度积计算说明。已知：KspCa