无机化学_17碳族

1、化学与环境工程系 第十七章 碳硅族第十七章第十七章 碳碳 硅硅 硼硼Carbon and Silicon and Boric A A A A A 0 2He硼硼 5B 碳碳 6C 7N 8O 9F 10Ne铝铝 13Al 硅硅 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar镓镓 31Ga 锗锗 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr铟铟 49In 锡锡 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe铊铊 81Tl 铅铅 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn化学与环境工程系 第十七章 碳硅族第一节 引 言1-1 1-1 自然存在和丰度自然存在和丰度碳碳硅硅硼硼煤、煤、石油石油

2、、天然气天然气白云石、石灰石动植物、CO2碳是自然界化合物种类最多的元素，达400多万种，它是有机物的骨架元素。丰度0.02329.500.0012硅酸盐矿，石英矿。硼砂矿(Na2B4O710H2O)、硼镁矿(Mg2B2O5H2O)等化学与环境工程系 第十七章 碳硅族性 质碳硅硼价电子层ns2np23s23p22s22p1主要氧化态+4,+2 (-2,-4)+4 (+2)+3共价半径/pm7711788第一电离势/kJmol-11086.1786.1792.4电负性2.551.902.041-2 1-2 元素的基本性质元素的基本性质 碳、硅、硼的一些基本性质C、Si、B既不易失去电子，也不夺取

3、电子，主要形成共价键电离势和电负性以碳的最大化学与环境工程系 第十七章 碳硅族1-3 1-3 成键特征成键特征CC345.6CO357.7SiSi222SiO452BB29321BO561690CH4117CF485SiH318SiF565BH380BF61353一些单键键能的平均值（kJmol-1）元素自相成链能力以碳最元素自相成链能力以碳最强，它构成了有机物的骨架强，它构成了有机物的骨架硼与氧结合的键硼与氧结合的键能最大，其次是能最大，其次是硅，它们主要以硅，它们主要以氧化物矿存在。氧化物矿存在。碳与氢结合的键能最大，它碳与氢结合的键能最大，它构成了庞大的有机物界构成了庞大的有机物界化学与

4、环境工程系 第十七章 碳硅族、原子间可以相互结合成链，其中以碳成链能力最强。它构成了整个有机物界的骨架。、C可以有sp、sp2、sp3等多种杂化态成键，因而可以构成结构复杂多样的键合方式，包括双键、叁键、p-p键等。而Si则是以共价单键为主。3、B原子有4个价轨道，只有3个价电子，这种价轨道数目多于价电子数目的原子，称为少电子原子，它的成键特征是可以形成多中心少电子键。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族第二节 碳2-1 2-1 碳单质碳单质一、碳的同一、碳的同素异形体素异形体金刚石石石 墨墨碳碳-60金刚石晶莹美丽，光彩夺目，是自然界最硬的矿石。在所有物质中，它的硬度最大。在所有单质中，它的熔

5、点最高，达3823K。石墨很软，具有润滑性，层状结构, 导电导热，密度比金刚石小，熔点比金刚石仅低50K，为3773K。1996年10月7日，瑞典皇家科学院决定把1996年诺贝尔化学奖授予Robert Fcurl.Jr (美国)、Harold WKroto(英国)和Richard ESmalley(美国)，以表彰他们发现C60。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族Buckyball,“巴基球”，亦称“富勒烯”，是美国化学家斯莫雷通过碳原子的重新排列创造的第三种形式的碳结晶体。它标志着纳米材料科学的开始。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族传统钢材传统钢材碳纳米管碳纳米管碳纳米管的质量不到传统钢材的

6、六分之一，强度却高出传统钢材100倍。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族C-60（富勒烯）分子晶体三种碳单质的分子结构图层状结构SP2杂化sp3杂化化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、用途和性质二、用途和性质金刚石俗称钻石，除用作装饰品外，主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具，是重要的现代工业原料，价格十分昂贵。由于石墨能导电，有具有化学惰性，耐高温，易于成型和机械加工，所以石墨被大量用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯。C60可做超级耐高温的润滑剂，被视为“分子滚珠”。把K、Cs、Tl等金属原子掺进C60分子的笼内，就能使其具有超导性能。可用于制成低耙能电机。再有C60H60

7、这些相对分子质量很大地碳氢化合物热值极高，可做火箭的燃料。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族2-2 2-2 无定形碳和碳的化学性质无定形碳和碳的化学性质一、无定形一、无定形碳的种类碳的种类木炭焦炭活性炭炭黑常温下碳的化学性质是不活泼的，在高温下，它既可以与氧反应作为能源提供热量，又可以作为还原剂用于冶炼金属矿物。所以有关于碳的反应都是高温反应:Fe2O3 +3C=2Fe+3COCuO+C=Cu+COCaO+3C=CaC2+CO化学与环境工程系 第十七章 碳硅族2-3 2-3 碳的化合物碳的化合物碳的绝大部分化合物是有机物，无机物主要是氧化物和碳酸盐等。一、氧化物一、氧化物1.一氧化碳COKK(

8、2s)2(2s*)2(y2p)2(z2p)2(2p)2CO C O结构式：了解工业水煤气法： CH2OCOH2(主要的) COH2OCO2H2实验室法： 浓H2SO4 HCOOHCOH2O 加热COCO有毒，制有毒，制备应在通风备应在通风橱中进行。橱中进行。CO和N2是等电子体,因此它们分子结构是相似的化学与环境工程系 第十七章 碳硅族性性 质质还原性还原性COPdCl2H2OCO2Pd2HClCO+2Ag(NH3)2OH=2Ag+(NH4)2CO3+2NH3高温还原： Fe2O33CO2Fe3CO2 CuO+CO=Cu+CO2 上两反应可用于上两反应可用于检验检验COCO的存在的存在羰基化羰

9、基化反应反应COCO容易与容易与BB、BB、族金属形成羰基配合物，族金属形成羰基配合物，如如Fe(CO)Fe(CO)5 5，Ni(CO)Ni(CO)4 4， Cr(CO)Cr(CO)6 6等。这类配合等。这类配合物具有受热挥发的特点，高温下分解为金属和物具有受热挥发的特点，高温下分解为金属和COCO， 用于提纯金属。用于提纯金属。 473K,200atm Ni+4CO=Ni(CO)4 高温,低压 Ni(CO)4=Ni+4CO在羰基物中金属氧化数为零CO和羰基和羰基物均有毒物均有毒 !化学与环境工程系 第十七章 碳硅族配位反应Cu(NH3)2CH3COOCONH3=Cu(NH3)3COCH3CO

10、O醋酸二氨合铜() 醋酸羰基三氨合铜()COCO容易被亚铜盐溶液吸收容易被亚铜盐溶液吸收此反应用于吸收混合气中的此反应用于吸收混合气中的COCOCO被人体吸收会引起中毒，这是由与它与血液中的血红蛋白结合为COHb ， 使Hb失去输送氧气的能力。空气中只要有1/800体积比的CO就能使人在半小时内死亡。与非金属反应 Cr2O3ZnO，623673KCO2H2 = CH3OH Fe,Co或Ni 523K, 101KPaCO3H2=CH4H2O 活性碳COCl2=COCl2 (光气，有毒)化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二氧化碳O=C=OCO2临界温度高，加压时易液化，液态CO2的汽化热很高，它自

11、由蒸发汽化时，一部分CO2被冷凝成雪花状的固体，这固体俗称“干冰”。它是分子晶体。在常压下，干冰不经熔化，于194.5K时直接升华气化，因此常用来做制冷剂和人工造雨。CO2是酸性氧化物，能与碱反应。工业上 CO2用于制备纯碱、小苏打、碳酸氢氨、啤酒、饮料、干冰。CO2NaHCO3Na2CO3NH4H CO3NaOHNaOH氨水CO2用于作灭火剂。但着火的镁条在CO2气中能继续燃烧，所以CO2不助燃也是相对的。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、碳酸和碳酸盐二、碳酸和碳酸盐碳酸根的结构COOO.COHOOH2-正盐碳酸COHOO.-酸式盐46热稳定性：正盐酸式盐酸与氢离子强极化作用有关!C化学

12、与环境工程系 第十七章 碳硅族碳酸盐的性质溶解性溶解性水解性水解性热稳定性热稳定性所有酸式盐可溶，正盐只有碱金属和铵盐可溶;难溶碳酸盐均可溶于稀酸中：M2CO32H+M2+CO2H2OCO32-H2OHCO3-OH-HCO3-+H2O=H2CO3+OH-2Al3+3CO32-3H2O2Al(OH)33CO22Cu2+2CO32-H2OCu2(OH)2CO3CO2 热稳定性与阳离子的极化能力有关，阳离子阳离子的极化能力越强，稳定性越差的极化能力越强，稳定性越差碱金属盐 碱土金属盐 重金属盐碱土金属盐随半径的增大而增强化学与环境工程系 第十七章 碳硅族第三节 硅3-1 3-1 硅单质硅单质硅是本族

13、元素丰度最大的元素，在所有元素中居于第二，它是构成自然界矿物的主体元素， 主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。一、硅的制备一、硅的制备 电炉2CSiO2=Si2CO 723-773KSi(粗硅)2Cl2=SiCl4 SiCl42H2=Si(纯)4HCl用碳或碳化钙在电炉用碳或碳化钙在电炉中还原二氧化硅可得中还原二氧化硅可得到粗硅，经过精炼可到粗硅，经过精炼可得到纯硅得到纯硅纯硅用区域熔融法可以得到高纯硅纯硅用区域熔融法可以得到高纯硅化学与环境工程系 第十七章 碳硅族物理性质物理性质 硅单质无定形硅单晶硅多晶硅单晶硅能带为1.12eV,能量利用效率为19.4%. 法国费莱堡世界领先,太阳能利用效率达

14、23%.多晶硅能带为1.4eV,日本三菱公司16.4%,法国费莱堡19%。非晶硅能带为1.7eV.多晶硅与单晶硅的差异主要表现在力学性质、电学性质等物理性质方面。多晶硅均不如单晶硅好。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路硅的纯度必须达到九个9。目前已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族化学化学性质性质、与非、与非金属反应金属反应Si+F2=SiF4 Si+2X2SiX4(X=Cl,Br) SiO2=SiO2 1573K3Si2N2=Si3N4S

15、iSi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SiFSiF4 4或或H H2 2SiFSiF6 6: :3Si+4HNO3+18HF3H2SiF6+4NO+8H2O2 2、与酸、与酸反应反应3 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：Si2NaOHH2ONa2SiO32H24 4、与金、与金属反应属反应与钙、镁、铜、铁等化合生成硅化物： 高温 Si2Mg=Mg2Si化学与环境工程系 第十七章 碳硅族硅烷硅烷与碳类似，硅和氢组成的化合物称硅烷，但其数量和稳定性远不如烷烃，其组成为 ： SinH2n+

16、2 n7重要的硅烷是甲硅烷：SiH4二、硅烷的制备 SiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO Mg2Si4HClSiH42MgCl2三、硅烷三、硅烷的性质的性质原因一原因一: :键能键能C CC SiC SiSiSi222 345.6222 345.6稳定性：硅烷烷水解性：硅烷水解（碱介质）， 烷烃不水解原因二原因二:Si-Si:Si-Si之之间因原子半径大间因原子半径大, ,难形成难形成p p- - p p键键, ,故无双键故无双键. .化学与环境工程系 第十七章 碳硅族 燃烧SiH42O2=SiO22H2O SiH42KMnO42MnO2K2SiO3 H2H2OSiH48AgNO32H2O8

17、Ag SiO28HNO3还原性还原性水解性水解性热不稳定热不稳定在碱催化下硅烷与水发生激烈反应(甲烷不发生水解)：SiH4(n+2)H2O=SiO2nH2O4H2硅烷分解为单质硅和氢气： SiH4Si2H2这一反应可用于高纯硅的制备。后两个反应可用于检验硅烷的存在与PH3相似， SiH4在空气中能自燃化学与环境工程系 第十七章 碳硅族3-3 3-3 硅的卤化物和氟硅酸盐硅的卤化物和氟硅酸盐一、卤化物一、卤化物硅和硼的卤化物都是共价物，熔点、沸点都较低，主要有氟化硅和氯化硅。制备制备 Si2X2SiX4(F2常温，Cl2,Br2在673-873K) SiO22CaF22H2SO4SiF42CaS

18、O42H2O 化性化性SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HClSiF43H2OH2SiO3+4HF SiF42HFH2SiF6CFCF4 4和和CClCCl4 4不活泼，不活泼，遇水不发生水解，遇水不发生水解，而而SiFSiF4 4和和SiClSiCl4 4却却强烈地水解，它强烈地水解，它们在潮湿空气中们在潮湿空气中发烟：发烟：容易水解容易水解想一想：为什么碳的卤化物不水解，而硅的卤化物却容易水解呢？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族可溶性盐：CaSiF6、Li2SiF6。难溶盐：钠钾钡的氟硅酸盐。氟硅酸盐(了解)氟硅酸溶液H2SiF6是一种相当于硫酸的强酸，但游离态的氟硅酸还未制得，氟硅

19、酸盐的应用较大。溶解性制 备3SiF42Na2CO32H2O2Na2SiF6 H2SiO42CO2SiF42KFK2SiF6化学与环境工程系 第十七章 碳硅族一、二氧化硅3-4 3-4 硅含氧化合物硅含氧化合物SiO2是原子晶体，基本结构单元是硅氧四面体，如图所示，原子比Si:O1:2。Si-O以共价单键结合。熔点高，硬度大，不导电，不溶于水纯的石英称水晶，无色透明，石英玻璃是将石英加热熔融冷却而成，具有耐高温，膨胀系数小，透明度大，不吸收紫外线，用于作光学和耐高温仪器。二氧化硅的化学性质不活泼，但容易被碱和氢氟酸腐蚀：SiO24HFSiF4H2OSiO22NaOHNa2SiO3H2OSiO2

20、Na2CO3=Na2SiO3CO2SiOOOOSiO4四面体思考：为何二氧化碳思考：为何二氧化碳与二氧化硅性质差别与二氧化硅性质差别很大很大? ?化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、硅酸组成组成通式：xSiO2yH2O：原硅酸 H4SiO4 0 0偏硅酸 H2SiO3 1 1二硅酸 H6Si2O7 2 3三硅酸 H4Si3O8 3 2二偏硅酸 H2Si2O5 2 1一般用偏硅酸H2SiO3的式子代表硅酸制备制备刚生成的硅酸主要以H4SiO4单分子形式存在, 放置就逐渐缩合成多硅酸溶胶, 在溶胶中加酸或电解质,便可沉淀出白色透明有弹性的硅酸凝胶, 烘干并活化, 便可制得硅胶, 主要用于作干燥剂

21、和吸咐剂。SiO2是酸性氧化物，难溶于水，不能用它和水反应得到硅酸，只能用可溶性硅酸盐经过酸化而得到：SiO32-+2H+H2SiO3化学与环境工程系 第十七章 碳硅族H4SiO4单分子形式硅酸溶液硅酸溶胶硅酸凝胶白色透明软而富有弹性固体硅 胶放置缩合加酸电解质烘干活化CoCl2浸泡-烘干变色硅胶变色硅胶性质性质硅酸是二元弱酸:K1210-10 K2110-12 因此，它的盐容易水解呈碱性。硅胶的制备简图硅胶的制备简图化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、硅酸盐二、硅酸盐硅酸钠天然硅酸盐 熔融 SiO2Na2CO3=Na2SiO3CO2硅酸钠的实际组成为xNa2OySiO2，俗称水玻璃，也称泡

22、花碱，用途很广，用于做粘合剂，防腐剂，软水剂，洗涤剂和肥皂的填充剂，也是制硅胶和分子筛的原料。硅酸盐的结构很复杂，但基本结构单元是相同的，均为硅氧四面体SiO42-，通过它的角顶氧原子可以连接成链状，环状，层状或三维网格结构等。下面请看各种硅酸盐的结构图形。(Si-硅酸盐结构)化学与环境工程系 第十七章 碳硅族天然硅酸盐的结构图(1)(2)(4)(3)化学与环境工程系 第十七章 碳硅族(5)(6)(7)沸石型分子筛铝硅酸盐，用于作吸附剂化学与环境工程系 第十七章 碳硅族锗分族:Ge Sn Pb金属的冶炼、性质和用途硫化物矿氧化物培烧碳还原金属一、金属冶炼化学与环境工程系 第十七章 碳硅族Ge的

23、冶炼锗分散地存在于其它矿物中,它是硫化物矿石、煤、高温冶金所得中间产物或废渣、烟道灰为原料的工厂副产物。这些原料所提供的锗通常为二氧化锗，用盐酸处理并蒸馏得四氯化锗GeO24HClGeCl42H2OGeCl42H2OGeO24HCl GeO22H2 =Ge2H2O通过精馏提纯GeCl4，并加水水解得到二氧化锗然后用氢在813K923K还原GeO2，得到金属粉末锗是主要的半导体材料之一，锗半导体广泛地用于电子计算机、雷达、火箭、导弹、导航控制设备、电子通讯以及自动化设备中。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族本族元素的惰性电子对效应uGe Sn PbGe Sn Pbu随电子层数增多随电子层数增多,

24、 ,高价离子氧化性增强高价离子氧化性增强, ,不稳定性增强不稳定性增强, ,其低价离子稳定性高其低价离子稳定性高. .u因此因此:PbO:PbO2 2具有很强的氧化性具有很强的氧化性, Sn, Sn4+4+也有也有一定氧化能力一定氧化能力, ,而而SnSn2+2+具有很强的还原性具有很强的还原性. .u稳定性稳定性: Ge: Ge2+2+ SnSn2+ 2+ PbSnSn4+ 4+ PbPb4+4+( (氧化性升高氧化性升高) )化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、单质的化学性质二、单质的化学性质 GeGeO O2 2GeOGeO2 2 Sn SnO O2 2SnOSnO2 2 2Pb 2P

25、bO O2 22PbO2PbOGeGe、SnSn、PbPb可形成可形成+4+4和和+2+2两种氧化态化合两种氧化态化合物，由于惰性电子对物，由于惰性电子对效应，两种氧化态的效应，两种氧化态的稳定性为：稳定性为： +4：GeSnPb +2: GeSnPbPbPb4+4+具有很强的氧化性具有很强的氧化性SnSn2+2+具有很强还原性具有很强还原性化学与环境工程系 第十七章 碳硅族M+卤素卤素MCl4MCl2SMS2MS锗和锡都不与水反应，铅在有空气的条件锗和锡都不与水反应，铅在有空气的条件下可缓慢与水反应生成氢氧化物下可缓慢与水反应生成氢氧化物 2Pb2PbO O2 22H2H2 2O O2Pb(

26、OH)2Pb(OH)2 2与卤素和硫反应与卤素和硫反应 SnCl SnCl2 2化学性质稳定吗？化学性质稳定吗？ 有有PbSPbS2 2这种物质吗？这种物质吗？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族Ge金属性不强，不溶于稀酸，但溶于浓硫酸和浓硝酸Ge4H2SO4(浓)=Ge(SO4)22SO24H2OGe4HNO3(浓)GeO2H2ONO2H2OSn2HClSnCl2H2 (稀硫酸反应很慢稀硫酸反应很慢)Sn4H2SO4(浓浓)Sn(SO4)22SO24H2OSn+4HNO3H2SnO3(-锡酸锡酸)+4NO2+H2OPbPb溶于稀硝酸溶于稀硝酸( (难溶于稀盐难溶于稀盐酸和稀硫酸酸和稀硫酸) )

27、3Pb8HNO33Pb(NO3)22NO 4H2O化学与环境工程系 第十七章 碳硅族氢氧化铅Pb(OH)2Pb(OH)Pb(OH)2 22HNO2HNO3 3Pb(NOPb(NO3 3) )2 22H2H2 2O OPb(OH)2在373K脱水,得到红色的PbO， 如果温度低，则得到黄色PbO。Pb(OH)Pb(OH)2 2PbOPbO2H2H2 2O OPb(OH)22HClPbCl2H2OPb(OH)22NaOHNaPb(OH)3 Pb(OH)2具有两性Not Pb(NO3)4 化学与环境工程系 第十七章 碳硅族PbO红色或黄色固体，两性偏红色或黄色固体，两性偏碱，溶于醋酸或硝酸，碱，溶于

28、醋酸或硝酸，较难溶较难溶于碱。于碱。PbO2HAcPbAc2H2O PbO2HNO3Pb(NO3)2H2OPbOKOHH2OKPb(OH)3一氧化铅一氧化铅PbOPbO俗称密陀僧俗称密陀僧2、铅的氧化物化学与环境工程系 第十七章 碳硅族PbO2 黑色固体，是强氧化剂，两性偏酸可通过氧化铅酸盐得到：可通过氧化铅酸盐得到：Pb(OH)Pb(OH)3 3- -+ClO+ClO- -PbOPbO2 2+Cl+Cl- -+OH+OH- -+H+H2 2O OPbOPbO2 22NaOH2NaOH2H2H2 2O= NaO= Na2 2Pb(OH)Pb(OH)6 6 PbOPbO2 2+4HCl= PbC

29、l+4HCl= PbCl2 2ClCl2 22H2H2 2O O2PbO2PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=PbSO=PbSO4 4+O+O2 2+2H+2H2 2O O2Mn(NO2Mn(NO3 3) )2 2+5PbO+5PbO2 2+6HNO+6HNO3 32HMnO2HMnO4 45Pb(NO5Pb(NO3 3) )2 22H2H2 2O O怎样制备？怎样制备？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族PbO2实际上是非整比化合物，O：Pb=1.88：1，由于有些应该为O原子占据的位置为空穴，所以它能导电，用在铅蓄电池中作电极。铅丹溶于硝酸析出黑色沉淀：Pb3O4+4HNO3PbO

30、2+2Pb(NO3)2+2H2OPb3O4(铅丹，红丹铅丹，红丹)红色粉末，化学式红色粉末，化学式2PbO2PbOPbOPbO2 2，PbPbOPbPbO4 4,主要用主要用于制铅玻璃和铁具涂料于制铅玻璃和铁具涂料你知道如何用实验来你知道如何用实验来判断铅丹中含有两种判断铅丹中含有两种不同价态的铅吗？不同价态的铅吗？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族PbS的溶解度很小，不溶于稀酸，的溶解度很小，不溶于稀酸，不溶于硫化物或多硫化物不溶于硫化物或多硫化物难溶盐：硫酸盐（白）、碳酸盐（白）、铬酸盐难溶盐：硫酸盐（白）、碳酸盐（白）、铬酸盐（黄），主要用于作油漆或涂料。（黄），主要用于作油漆或涂料。可

31、溶性盐：可溶性盐：Pb(NOPb(NO3 3) )2 2 和和 PbAcPbAc2 23H3H2 2O(O(俗称铅糖，有俗称铅糖，有毒毒) )， 用于制备铅的其他化合物。用于制备铅的其他化合物。3PbS8HNO33Pb(NO3)22NO4H2O3S PbS被被H2O2氧化生成白色的硫酸铅：氧化生成白色的硫酸铅：PbS4H2O2PbSO44H2O溶解原因？溶解原因？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物GeO2 白色白色 GeO 黑色黑色Ge(OH)4 棕色棕色 Ge(OH)2 白色白色SnO2 白色白色 SnO 黑色黑色Sn(OH)4 白色白色 Sn(OH)2白色白

32、色PbO2 棕黑棕黑 PbO 黄红黄红Pb(OH)4 棕色棕色 Pb(OH)2 白白色色碱性增强碱性增强碱性增强碱性增强氧化性增强氧化性增强MOMO2 2是两性偏是两性偏酸的共价物酸的共价物MOMO是两性偏是两性偏碱的共价物碱的共价物酸碱性和氧化还原性的变化规律？酸碱性和氧化还原性的变化规律？氧化物及其水氧化物及其水合物都是不溶合物都是不溶于水的固体。于水的固体。化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二、锡的氧化物二、锡的氧化物Sn+O2=SnO2 （难溶于酸和碱）（难溶于酸和碱）锡石矿的主要成份是锡石矿的主要成份是SnO2，与碱共熔生，与碱共熔生成可溶性盐：成可溶性盐：SnOSnO2 22NaO

33、H = Na2NaOH = Na2 2SnOSnO3 3H H2 2O OSnOSnO2 2+2Na+2Na2 2COCO3 3+4S=Na+4S=Na2 2SnSSnS3 3+Na+Na2 2SOSO4 4+CO+CO2 2化学与环境工程系 第十七章 碳硅族氢氧化亚锡Sn(OH)2Sn(OH)22HClSnCl22H2OSn(OH)2+2NaOH=Na2Sn(OH)4两性反应两性反应还原性还原性3Na3Na2 2Sn(OH)Sn(OH)4 42Bi(OH)2Bi(OH)3 32Bi2Bi3Na3Na2 2Sn(OH)Sn(OH)6 6氢氧化锡Sn(OH)4制备：制备： SnCl44NH3H2

34、OSn(OH)44NH4Cl两性两性: :Sn(OH)42NaOHNa2Sn(OH)6Sn(OH)44HClSnCl44H2O也称为锡酸, 还可用化学式：H2SnO3表示化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二卤化物二卤化物此反应用于检验此反应用于检验Hg2+离子或离子或Sn2+离子。离子。2HgCl2HgCl2 2+SnCl+SnCl2 2SnClSnCl4 4+Hg+Hg2 2ClCl2 2(白色白色) )HgHg2 2ClCl2 2SnClSnCl2 2SnClSnCl4 42Hg(2Hg(黑色黑色) )SnSn2+2+ + 2Fe + 2Fe3+3+ = Sn = Sn4+4+ + 2Fe

35、 + 2Fe2+2+ SnClSnCl2 2I I2 22HCl2HClSnClSnCl4 42HI2HISnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl+ HClSnCl4+Sn 2SnCl2SnCl2是强还原剂SnClSnCl2 2的的水解性水解性配制溶液应当注意防止它的水解和被氧化，因此配制溶液时要先用浓盐酸溶解，抑制水解,再稀释，要加入锡粒防止被氧化。如何配制？如何配制？化学与环境工程系 第十七章 碳硅族一、四卤化物一、四卤化物常用的是常用的是GeClGeCl4 4和和SnClSnCl4 4：GeOGeO2 24HCl4HClGeClGeCl4 42H2H2 2O OSnClSnCl2 2

36、ClCl2 2SnClSnCl4 4性性 质质GeCl4 +4H2O = Ge(OH)4+ 4HClSnCl4 + 4HO = Sn(OH)4 + 4HCl四卤化物均为共价四卤化物均为共价物，与四氯化硅类物，与四氯化硅类似，极易水解，在似，极易水解，在空气中冒烟！空气中冒烟！因此配制四卤化物溶液必须在浓盐酸中溶解,在浓HCl中以氯配离子形式存在：GeCl4+2HCl = H2GeCl6SnCl4+2HCl = H2SnCl6水水 解解化学与环境工程系 第十七章 碳硅族二卤化铅PbCl2白色PbBr2白色PbI2黄色溶解度 PbCl2 PbBr2 PbI2Ksp 1.610-5 7.9 10-6 1.0 10-9二卤化铅的溶解度随温度的升高而增大，它们都可溶于热水中，也溶于相应的碱金属卤化物中形成配离