第13章-p区元素1碳族元素

1、第第13章章 P区元素（一）区元素（一）硼族和碳族硼族和碳族13.3 碳族元素碳族元素（IVA族）族）C Si Ge Sn Pb 12-2-1 碳族元素概述碳族元素概述0AAAAA He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb 铅铅 Bi 铋铋 Po 钋钋 At 砹砹Rn 氡氡13-3-1 碳族元素概述碳族元素概述称为碳族元素称为碳

2、族元素A碳碳(C) 硅硅(Si) 锗锗(Ge) 锡锡(Sn) 铅铅(Pb)原子序数原子序数614325082价层电子构型价层电子构型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数主要氧化数0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半径原子半径/pm/pm77117122141175离离子子半半径径r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol-1)1402 1012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91.9 p主要以锡石主要以锡石(SnO2) 存在存在银白色金属银

3、白色金属、质软质软、延展性好延展性好、无毒无毒、耐腐蚀耐腐蚀同素异形体：灰锡同素异形体：灰锡 白锡白锡 脆锡脆锡 晶体类型晶体类型 金刚石金刚石 金属型金属型灰锡灰锡( -Sn) 白锡白锡( -Sn) 脆锡脆锡( -Sn) 白锡变为粉末状灰锡，此现象叫白锡变为粉末状灰锡，此现象叫“锡疫锡疫”。 13 161-48铅主要以铅主要以方铅矿方铅矿(PbS)(PbS)形式存在形式存在是很软的重金属，强度不高是很软的重金属，强度不高它能挡住它能挡住X X射线，可制造铅玻璃、射线，可制造铅玻璃、铅围裙等防护用品和防铅围裙等防护用品和防X X射线的屏蔽射线的屏蔽材料、电缆包皮及铅蓄电池等。材料、电缆包皮及铅

4、蓄电池等。常以硫化物伴生在常以硫化物伴生在其它金属硫化物矿中其它金属硫化物矿中是暗灰色、重而软的金属是暗灰色、重而软的金属晶态锗是重要的半导体材料晶态锗是重要的半导体材料。分布广分布广在地壳上的含量仅次于氧在地壳上的含量仅次于氧主要以硅酸盐矿和石英矿存在主要以硅酸盐矿和石英矿存在。含量不多，分布广，含量不多，分布广，是地球上化合物种类是地球上化合物种类最多的元素之一，最多的元素之一，是生物界的主要元素是生物界的主要元素。常温下锡表面上有一层保护膜，常温下锡表面上有一层保护膜，在空气和水中稳定，可防腐蚀。在空气和水中稳定，可防腐蚀。马口铁马口铁( (镀锡铁镀锡铁) )是食品罐头材料。是食品罐头材

5、料。制造焊锡、青铜等。制造焊锡、青铜等。A碳碳(C) 硅硅(Si) 锗锗(Ge) 锡锡(Sn) 铅铅(Pb)原子序数原子序数614325082价层电子构型价层电子构型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数主要氧化数0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半径原子半径/pm/pm77117122141175离离子子半半径径r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol-1)1402 1012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91.9 p主要化合物主要化合物

6、 +4 +2、+4 +2(4) 的氧化数的氧化数 高氧化数化合物稳定性减小高氧化数化合物稳定性减小 低氧化数化合物稳定性增大低氧化数化合物稳定性增大 即即A碳碳(C) 硅硅(Si) 锗锗(Ge) 锡锡(Sn) 铅铅(Pb)原子序数原子序数614325082价层电子构型价层电子构型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数主要氧化数0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半径原子半径/pm/pm77117122141175离离子子半半径径r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol

7、-1)1402 1012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91.9 p非金属性减弱，金属性增强非金属性减弱，金属性增强典型非金属典型非金属 准金属准金属 典型金属典型金属1.1.碳的同素异形体碳的同素异形体金刚石金刚石石墨石墨富勒烯碳原子簇富勒烯碳原子簇 （如（如C60） 13-3-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物碳的同素异形体碳的同素异形体熔点高、硬度大熔点高、硬度大室温下性质惰性室温下性质惰性工业上用作钻头工业上用作钻头、刀具刀具、精密轴承等精密轴承等。俗称钻石，可作俗称钻石，可作装饰品。装饰品。薄膜可制作手术刀、薄膜可制作手术刀、集成电路、散热芯集成电路、散热

8、芯片及各种敏感器件。片及各种敏感器件。金刚石金刚石其名称来源于希腊文其名称来源于希腊文“Adamas”，意为坚硬无敌。，意为坚硬无敌。碳的同素异形体碳的同素异形体有金属光泽有金属光泽质软、能导电质软、能导电通常情况下，石墨通常情况下，石墨比金刚石稳定。比金刚石稳定。可作电极、坩埚、可作电极、坩埚、润滑剂润滑剂、铅笔芯等。铅笔芯等。在工业上可采用静在工业上可采用静态加压法由石墨合态加压法由石墨合成金刚石。成金刚石。石墨石墨碳的同素异形体碳的同素异形体由由6060个碳原子个碳原子组成的组成的3232面体面体的空心球结构的空心球结构C60比较稳定比较稳定富勒烯碳原子簇可作富勒烯碳原子簇可作高温润滑剂

9、、耐热和高温润滑剂、耐热和防火材料。防火材料。富勒烯碳原子簇富勒烯碳原子簇将碱金属掺入将碱金属掺入C60晶体晶体中中,可制造超导材料。可制造超导材料。在酶抑制在酶抑制、抗病毒抗病毒、DNADNA切割切割、光动力医疗法等光动力医疗法等有广泛应用前景。有广泛应用前景。12-2-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物2.2.碳酸碳酸CO2溶于水即形成碳酸溶于水即形成碳酸仅存在于水溶液中，至今尚未制仅存在于水溶液中，至今尚未制得纯碳酸。得纯碳酸。二元弱酸二元弱酸CO2 + H2O H2CO3大部分大部分CO2以水合分子形式存在以水合分子形式存在H2CO3 HCO3- -+ +H+ + K K =4=4.

10、5 51010-7-7a(1)HCO3- - CO32-2-+ + H+ + K K =4=4.7 71010-11-11a(2)3.3.碳酸盐碳酸盐: : 正盐和酸式碳酸盐正盐和酸式碳酸盐碳酸盐碳酸盐除除NH4+ +、碱金属、碱金属(Li(Li除外除外) )盐，盐， 一般难溶。一般难溶。碳酸氢盐碳酸氢盐一般易溶。一般易溶。难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶如如 CaCO3(难溶）难溶） Ca(HCO3)2(易溶易溶)(1)(1)溶解性溶解性钟乳石、石笋的形成钟乳石、石笋的形成自然界石灰石等在自然界石灰石等在CO2、H2O作用下作用下 CaCO3+ CO2+H2O Ca(

11、HCO3)2 (难溶难溶) (易溶易溶)随着自然条件的变化，随着自然条件的变化， 上述反应逆向重新析出上述反应逆向重新析出CaCO3碳酸盐碳酸盐正盐和酸式碳酸盐正盐和酸式碳酸盐碳酸盐碳酸盐除除NH4+ +、碱金属、碱金属(Li(Li除外除外) )盐，盐， 一般难溶一般难溶碳酸氢盐碳酸氢盐一般易溶一般易溶难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶. .如如 CaCO3(难溶）难溶） Ca(HCO3)2(难溶难溶)(1)(1)溶解性溶解性易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小. .向浓碳酸钠溶液中通入向浓碳酸钠溶液中通入CO2致饱和致饱和可析出可析出Na

12、HCO3 Na2CO3+ CO2+H2O 2NaHCO3 (易溶易溶) (溶解度小溶解度小)如如因为因为 HCO3-之间易形成氢键：之间易形成氢键：HCO3-可形成二聚离子。可形成二聚离子。碳酸盐碳酸盐水溶液呈碱性水溶液呈碱性碳酸氢盐碳酸氢盐水溶液呈微碱性水溶液呈微碱性(2)(2)水解性水解性可溶性碳酸盐与金属离子作用有三种沉淀形式可溶性碳酸盐与金属离子作用有三种沉淀形式碳酸盐碳酸盐碱式碳酸盐碱式碳酸盐氢氧化物氢氧化物生成物生成物反应物反应物金属氢氧化物金属氢氧化物对应碳酸盐对应碳酸盐金属氢氧化物金属氢氧化物对应碳酸盐对应碳酸盐BaBa2+2+CO+CO3 32-2- BaCO BaCO3 3

13、 2Ag2Ag+ +CO+CO3 32-2- Ag Ag2 2COCO3 3如如2Fe2Fe3+3+3CO+3CO3 32-2-+3H+3H2 2O2Fe(OH)O2Fe(OH)3 3 +3CO+3CO2 22Al2Al3+3+3CO+3CO3 32-2-+3H+3H2 2O2Al(OH)O2Al(OH)3 3 +3CO+3CO2 2如如2Cu2Cu2+2+2CO+2CO3 32-2-+H+H2 2OCuOCu2 2(OHOH)2 2COCO3 3 +3CO+3CO2 22Mg2Mg2+2+3CO+3CO3 32-2-+H+H2 2OMgOMg2 2(OHOH)2 2COCO3 3 +3CO+

14、3CO2 2如如解释解释利用利用CO32-离子极化离子极化概念概念2.2.热稳定性热稳定性(1 1)碱金属盐碱金属盐 碱土金属盐碱土金属盐 过渡金属盐过渡金属盐 铵盐铵盐(2 2)碳酸盐碳酸盐 碳酸氢盐碳酸氢盐 碳酸碳酸一般规律一般规律热稳定性差，易分解热稳定性差，易分解 MCO3 MO + CO2MHCO3 M2CO3 + H2O+CO23.3.热稳定性热稳定性 在在CO32-中，中，C采取采取sp2杂化，杂化， CO32-呈平面三角形。呈平面三角形。 解释解释根据离子极化概念根据离子极化概念2.2.热稳定性热稳定性(1 1)碱金属盐碱金属盐 碱土金属盐碱土金属盐 过渡金属盐过渡金属盐 铵盐

15、铵盐(2 2)碳酸盐碳酸盐 碳酸氢盐碳酸氢盐 碳酸碳酸一般规律一般规律热稳定性差，易分解热稳定性差，易分解H+极化力强，反极化作用大极化力强，反极化作用大3.3.热稳定性热稳定性1.1.当无外电场时，当无外电场时，CO32-中三个中三个O2-被被C4+极极 化而变形。化而变形。2.2.金属离子相当于外电场，对临近的一个金属离子相当于外电场，对临近的一个 O2-产生产生反极化作用反极化作用. .当反极化作用强烈当反极化作用强烈, , 可导致可导致CO32-破裂，碳酸盐分解。破裂，碳酸盐分解。3.3.金属离子的极化力越强，其反极化作用金属离子的极化力越强，其反极化作用 越强，碳酸盐越不稳定。越强，

16、碳酸盐越不稳定。金属离子极化力增大金属离子极化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_Mn+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+电子构型电子构型288888分解温度分解温度/11001800 402 814 10981277(1) (1) 碱金属碳酸盐稳定，难分解碱金属碳酸盐稳定，难分解电荷少电荷少, ,半径大半径大8 8电子构型电子构型极化力小极化力小反极化作用小反极化作用小碳酸盐稳定碳酸盐稳定3.3.热稳定性热稳定性金属离子极化力增大，金属离子极化力增大，碳酸盐稳定下降。碳酸盐稳定下降。+_+_+_+_+_+_+_+_+_Mn

17、+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+电子构型电子构型288888分解温度分解温度/11001800 402 814 10981277(2)(2)碳酸盐碳酸盐: :碱土金属比碱金属不稳定碱土金属比碱金属不稳定金属离子极化力增大金属离子极化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_同同一一周周期期电荷电荷 半径半径 反极化作用反极化作用 稳定性稳定性碱金属碱金属 碱土金属碱土金属Mn+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+电子构型电子构型288888分解温度分解温度/1100

18、1800 402 814 10981277(3) 碱土金属碳酸盐从碱土金属碳酸盐从MgMg到到BaBa稳定性增强稳定性增强半径半径 , ,反极化作用反极化作用+_+_+_+_+_+_+_+_+_金属离子极化力增大，金属离子极化力增大，碳酸盐稳定下降。碳酸盐稳定下降。Mn+Fe2+Cd2+Pb2+Ag+r(Mn+)/pm7497120126Mn+电子构型电子构型 9 171818+218分解温度分解温度/282360315218(4) 过渡金属碳酸盐稳定性较差过渡金属碳酸盐稳定性较差+_+_+_+_+_+_+_+_+_过渡金属离子具有非过渡金属离子具有非8 8电子构型电子构型, ,极化力强极化力

19、强, ,反极化作用强反极化作用强金属离子极化力增大，金属离子极化力增大，碳酸盐稳定下降。碳酸盐稳定下降。COCO2 2溶解于水生成碳酸，它溶解于水生成碳酸，它是弱酸，仅存在于水溶液中，是弱酸，仅存在于水溶液中，碳酸盐是相当多的一类物质。碳酸盐是相当多的一类物质。碳酸根碳酸根的结构的结构COOO.COHOOH2-正盐正盐碳酸碳酸COHOO.-酸式盐酸式盐4 46 6热稳定性：正盐热稳定性：正盐酸式盐酸式盐酸酸C3 34 413.3.3 硅及其重要化合物硅及其重要化合物1. 单质硅单质硅分为分为晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅。 晶体硅：结构类似于金刚石，熔点、沸点晶体硅：结构类似于金刚石，熔点、

20、沸点 高，硬而脆。高，硬而脆。 无定形硅：灰黑色粉末，无定形硅：灰黑色粉末，硅的化学性质不活泼。与强碱、硅的化学性质不活泼。与强碱、HF酸反应。酸反应。硅是最重要的半导体材料，纯度要达硅是最重要的半导体材料，纯度要达9个个9。 化学化学性质性质、与非、与非金属反应金属反应Si+F2=SiF4 Si+2XSi+2X2 2SiXSiX4 4(X=Cl,Br)(X=Cl,Br) SiSiO O2 2SiOSiO2 2 1573K 1573K3Si3Si2N2N2 2=Si=Si3 3N N4 4Si在含氧酸中被钝化，但与氢氟酸及其混在含氧酸中被钝化，但与氢氟酸及其混合酸反应，生成合酸反应，生成SiF

21、4或或H2SiF6:3Si+4HNO3Si+4HNO3 3+18HF+18HF3H3H2 2SiFSiF6 6+4NO+8H+4NO+8H2 2O O2 2、与酸、与酸反应反应常温下常温下Si只能与只能与F2反应，在反应，在F2中中燃烧，生成燃烧，生成SiF43 3、与碱、与碱反应反应无定形硅能与强碱反应放出氢气：无定形硅能与强碱反应放出氢气：SiSi2NaOH2NaOHH H2 2O ONaNa2 2SiOSiO3 32H2H2 24 4、与金、与金属反应属反应与钙、镁、铜、铁等化合生成硅化物：与钙、镁、铜、铁等化合生成硅化物： 高温高温 SiSi2Mg=Mg2Mg=Mg2 2SiSi2.2

22、.卤化物卤化物通式为通式为SiX4, ,均为无色均为无色常温常温 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 气体气体 液体液体 液体液体 固体固体 制取制取 2CaF2+SiO2+2H2SO4 2CaSO4+SiF4 +2H2O硫酸与萤石和石英砂的混合物作用硫酸与萤石和石英砂的混合物作用2.2.卤化物卤化物通式为通式为SiX4, ,均为无色均为无色常温常温 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 气体气体 液体液体 液体液体 固体固体 性质性质1.与与HF作用作用 2HF+SiF4 H2SiF62.纯氟硅酸不存在纯氟硅酸不存在, 在水溶液中稳定在水溶液中稳定3.氟硅酸的酸性与硫酸相近氟硅

23、酸的酸性与硫酸相近重要盐重要盐(Na2SiF6)是农业杀虫、灭菌剂是农业杀虫、灭菌剂、木材防腐剂木材防腐剂可用于制造抗酸水泥、搪瓷等可用于制造抗酸水泥、搪瓷等2.2.卤化物卤化物通式为通式为SiX4, ,均为无色均为无色常温常温 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 气体气体 液体液体 液体液体 固体固体 制取制取1.加热硅与氯加热硅与氯 Si + Cl2 SiCl4 2.将二氧化硅、氯、碳直接加热将二氧化硅、氯、碳直接加热 SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+ 2CO 性质性质1.刺激性无色液体刺激性无色液体 2.易水解，在潮湿空气中产生浓烟易水解，在潮湿空气中产生浓烟 SiCl4+

24、3H2O H2SiO3+4HCl若若NH3与与SiCl4同时蒸发，因生成同时蒸发，因生成NH4Cl，烟雾更浓，用于做烟幕弹。烟雾更浓，用于做烟幕弹。 3.3.二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石) )水晶水晶无色透明的纯石英无色透明的纯石英紫水晶紫水晶( (含少量含少量Mn)Mn)烟水晶烟水晶碧玉碧玉玛瑙玛瑙鸡血石鸡血石蛋白石蛋白石( (猫眼石猫眼石) )有两种形态有两种形态 无定形无定形 晶体晶体 如如 硅藻土硅藻土 石英石英2.2.二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石) )有两种形态有两种形态 无定形无定形 晶体晶体 如如 硅藻土硅藻土 石英石英石英在石英在1600时熔化成粘稠液体，时熔化成粘稠液体，

25、其内部结构变为不规则状态，若急其内部结构变为不规则状态，若急剧冷却，因粘度大不易再结晶而形剧冷却，因粘度大不易再结晶而形成成石英玻璃石英玻璃。 石英玻璃具有许多特性石英玻璃具有许多特性1.1.热膨胀系数小，骤冷骤热不宜破碎。热膨胀系数小，骤冷骤热不宜破碎。2.2.能透过可见光和紫外光，可制造高级能透过可见光和紫外光，可制造高级 化学器皿和光学仪器。化学器皿和光学仪器。3.3.制光导纤维制光导纤维2.2.二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石) )有两种形态有两种形态 无定形无定形 晶体晶体 如如 硅藻土硅藻土 石英石英与一般酸不起反应与一般酸不起反应，与氢氟酸反应与氢氟酸反应SiO2 + 4HF Si

26、F4 + H2OSiO2 + Na2CO3 Na2SiO3+ CO2 与氢氧化钠或纯碱共熔与氢氧化钠或纯碱共熔 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3+2H2O3.3.硅酸硅酸形式很多形式很多，组成常以组成常以x xSiO2yH2O表示表示随形成条件而异随形成条件而异 硅酸名称硅酸名称 化学式化学式x y 备备 注注正硅酸正硅酸H4SiO41 2偏硅酸偏硅酸H2SiO31 1二偏硅酸二偏硅酸 H2Si2O52 1x2多硅酸多硅酸三偏硅酸三偏硅酸 H4Si3O83 2焦硅酸焦硅酸H6Si2O72 3通常以通常以H2SiO3表示硅酸表示硅酸二元弱酸二元弱酸 溶解度小溶解度小 SiO32- 2-

27、+ 2+ 2H+ + H2SiO3 H2SiO3 HSiO3- -+ +H+ + K K =2.510-10a(1)HSiO3- - SiO32-2-+ + H+ + K K =1.610-12a(2)正硅酸逐步缩合脱水成正硅酸逐步缩合脱水成硅酸溶胶硅酸溶胶。 OH OH OH OH OH OH OH OHOH Si OH+OH Si OH HO Si O Si OH+HOH Si OH+OH Si OH HO Si O Si OH+H2 2O O OH OH OH OH OH OH OH OH3.3.硅酸硅酸在稀硅酸溶胶中加入电解质或在稀硅酸溶胶中加入电解质或在适当浓度硅酸盐溶液中加酸在适当

28、浓度硅酸盐溶液中加酸 凝胶凝胶 溶液溶液 溶胶溶胶悬浮液悬浮液颗粒大小颗粒大小/nm/nm1003.3.硅酸硅酸硅酸凝胶为硅酸凝胶为多硅酸多硅酸，含大量的水，软，含大量的水，软而透明，有弹性。而透明，有弹性。12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物硅胶硅胶脱去凝胶中大部分水脱去凝胶中大部分水, ,得硅酸干胶得硅酸干胶( (硅胶硅胶) ) 硅胶为稍透明白色固体。硅胶为稍透明白色固体。硅胶有很强的吸附能力硅胶有很强的吸附能力, ,可作吸附剂、干可作吸附剂、干燥剂、催化剂的载体燥剂、催化剂的载体 。变色硅胶变色硅胶含氯化钴的硅胶含氯化钴的硅胶含含 无水无水CoCl2 Co(H2O)62+ 吸水

29、吸水烘烤、脱水烘烤、脱水3.3.硅酸盐硅酸盐制取：制取：SiO2与碱性氧化物共熔与碱性氧化物共熔 。SiO2+ M2O M2SiO3SiO2+ 2M2O M4SiO4性质：性质：1.1.除碱金属硅酸盐外，一般难溶除碱金属硅酸盐外，一般难溶 过渡金属硅酸盐难溶于水过渡金属硅酸盐难溶于水, ,并具有特征颜色并具有特征颜色 CuSiO3 蓝绿色蓝绿色 MnSiO3浅红色浅红色 NiSiO3 翠绿色翠绿色 Al2(SiO3)3无色透明无色透明 CoSiO3 紫色紫色 Fe2(SiO3)3红棕色红棕色3.3.硅酸盐硅酸盐制取：制取：SiO2与碱性氧化物共熔与碱性氧化物共熔 性质：性质：1.1.除碱金属硅

30、酸盐外，一般难溶除碱金属硅酸盐外，一般难溶 2.2.硅酸钠强烈水解硅酸钠强烈水解, ,水溶液呈碱性水溶液呈碱性硅酸钠水溶液俗称硅酸钠水溶液俗称水玻璃水玻璃, ,又称又称“泡花碱泡花碱”市售水玻璃为粘稠状液体，实为是多硅市售水玻璃为粘稠状液体，实为是多硅酸钠。用途广泛，纺织、造纸、肥皂的酸钠。用途广泛，纺织、造纸、肥皂的添加剂，还可作粘合剂、密封胶等。添加剂，还可作粘合剂、密封胶等。2NH3 +2H2OSiO32- - 的鉴定的鉴定加入加入NH4Cl SiO32- -+2NH4+2H2OH2SiO3 +2NH3H2O硅酸盐硅酸盐玻璃、水泥、陶瓷都含有硅酸盐玻璃、水泥、陶瓷都含有硅酸盐 普通玻璃组

31、成：普通玻璃组成：Na2SiO3CaSiO34SiO2加入不同的氧化物可呈现不同颜色加入不同的氧化物可呈现不同颜色加入氧化物加入氧化物玻璃颜色玻璃颜色氧化钴氧化钴蓝色蓝色氧化铈氧化铈浅红色浅红色Fe2O3黄色黄色天然硅酸盐种类繁多，结构复杂。天然硅酸盐种类繁多，结构复杂。正长石正长石 高岭土高岭土白云母白云母 泡沸石泡沸石石棉石棉 滑石滑石天然硅酸盐晶体的基本结构单元是：天然硅酸盐晶体的基本结构单元是：它们的它们的 SiO4四面体的排列方式各不不同。四面体的排列方式各不不同。SiOOOO（1） 硅氧四面体共用两个顶点，可连接成长链硅氧四面体共用两个顶点，可连接成长链 ： 这种链状硅酸根之间，通

32、过阳离子相互结合成束，即成纤维状这种链状硅酸根之间，通过阳离子相互结合成束，即成纤维状硅酸盐，如石棉。硅酸盐，如石棉。通式通式 Si n O 3n + 1 ( 2n + 2 ) （2） SiO44 共三个顶点相联，可形成片状（层状）结构，共三个顶点相联，可形成片状（层状）结构，层与层之间通过阳离子约束，得片层状硅酸盐。层与层之间通过阳离子约束，得片层状硅酸盐。 如云母如云母 KMg3 ( OH )2 Si3 AlO10 金云母金云母 H4K2Mg6Al2Si6O24分子筛分子筛 泡沸石是一种天然分子筛。泡沸石是一种天然分子筛。 _分子筛分子筛起起“筛选筛选”作用作用能让气体或液体混合物中直径比

33、孔径能让气体或液体混合物中直径比孔径小的分子通过，直径大的留在外面。小的分子通过，直径大的留在外面。分子筛的分子筛的通式通式： Mx/n(AlO2)x(SiO)ymH2OM 金属阳离子金属阳离子,一般为一般为Na+、K+、 Na+n 金属阳离子电荷数金属阳离子电荷数x/n 金属阳离子个数金属阳离子个数分子筛分子筛人工合成分子筛人工合成分子筛以氢氧化钠、铝酸钠、水玻璃为原料以氢氧化钠、铝酸钠、水玻璃为原料型号型号组成组成4A型型Na12Al12Si12O4827H2O13X型型Na86Al86Si106O384264H2OY型型Na56Al56Si136O384250H2O丝光沸石型丝光沸石型N

34、a8Al8Si40O9624H2OA型多用于气体的干燥、吸收和净化分离型多用于气体的干燥、吸收和净化分离X型和型和Y型：用于石油产品的催化裂化、型：用于石油产品的催化裂化、 催化加氢、催化剂的载体催化加氢、催化剂的载体丝光沸石型：耐酸、耐热，丝光沸石型：耐酸、耐热， 可在高温、强酸介质中使用可在高温、强酸介质中使用12-2-5 锡、铅重要化合物锡、铅重要化合物13-3-5 锡、铅重要化合物锡、铅重要化合物1.1.氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物氧氧化化数数+2SnO(黑色黑色) PbO(黄或黄红色黄或黄红色)+4 SnO2(白色白色 )PbO2(棕黑棕黑色色 )混合氧化物混合氧化物Pb3O4

35、(铅丹铅丹,防锈漆防锈漆) 鲜红色鲜红色相当于相当于 Pb2PbO4或或 2PbOPbO2Pb2O3 橙色橙色PbOPbO2PbPb2 2PbOPbO4 4+4HNO+4HNO3 3 Pb(NOPb(NO3 3) )2 2+PbO+PbO2 2 +2H+2H2 2O O PbPbOPbPbO3 3+2HNO+2HNO3 3 Pb(NOPb(NO3 3) )2 2+PbO+PbO2 2 +H+H2 2O OPbPbO32.2.氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物氧氧化化数数+2SnO(黑色黑色)Sn(OH)2(白色白色)两性偏碱两性偏碱PbO(黄或黄红色黄或黄红色)Pb(OH)2(白色白色)两性偏碱

36、两性偏碱+4SnO2(白色白色 )Sn(OH)4(白色白色)两性偏酸两性偏酸PbO2(棕黑棕黑色色 )Pb(OH)4(棕色棕色)两性偏酸两性偏酸酸性减弱、碱性增强酸性减弱、碱性增强酸性增强酸性增强 碱性减弱碱性减弱、 Sn(OH)2+2H+ Sn2+ +2H2O Sn(OH)2+2OH- Sn(OH)42- Pb(OH)2+2H+ Pb2+ +2H2OPb(OH)2+2OH- - Pb(OH)42-2.2.氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物酸性减弱、碱性增强酸性减弱、碱性增强酸性增强酸性增强 碱性减弱碱性减弱、氧氧化化数数+2SnO(黑色黑色)Sn(OH)2(白色白色)两性偏碱两性偏碱PbO(黄

37、或黄红色黄或黄红色)Pb(OH)2(白色白色)两性偏碱两性偏碱+4SnO2(白色白色 )Sn(OH)4(白色白色)两性偏酸两性偏酸PbO2(棕黑棕黑色色 )Pb(OH)4(棕色棕色)两性偏酸两性偏酸-H2OSn(OH)4 H2SnO3正锡酸正锡酸 偏锡酸偏锡酸 -H2SnO3 -H2SnO3 制取制取 Na2SnO3+HCl Sn+浓浓HNO3性质性质 无定形粉末无定形粉末 白色粉末白色粉末 溶于过量浓溶于过量浓HClHCl和碱和碱 难溶于酸和碱难溶于酸和碱2.2.盐类盐类1.1.锡锡()在碱性在碱性、酸性介质中均有的还原性酸性介质中均有的还原性( (黑色黑色) )碱性介质碱性介质：此为鉴定铋

38、盐的方法此为鉴定铋盐的方法2Bi2Bi3+3+6OH+6OH- -+3+3SnSn(OHOH)4 42-2-2Bi +32Bi +3SnSn(OHOH)6 62-2-酸性介质酸性介质：2HgCl2+SnCl2 2 Hg2Cl2 + SnCl4 ( (白色白色) )Hg2Cl2 +SnCl2 2 2 2Hg + SnCl4 ( (黑色黑色) )SnCl2 2过量过量鉴定鉴定SnSn2+2+的方法的方法1.锡锡()在碱性在碱性、酸性介质中均有的还原性酸性介质中均有的还原性2. Pb(IV)的氧化性的氧化性: PbO2是是强氧化剂强氧化剂2Mn2+5PbO2+4H+2MnO4- -+ +5Pb2+2H2O( (紫红色紫红色) )2PbO2+ 4HCl(浓浓) PbCl2 +Cl2 + 2H2O( (白色白色) )3.3.锡锡()易易水解；水解；SnCl4剧烈水解，在潮湿剧烈水解，在潮湿空气中冒白烟。空气中冒白烟。SnCl2+ H2O Sn(OH)Cl