无机化学课件：硼族元素

1、第十七章 碳 硅 硼17.1 碳族元素 17.1.1 碳族元素的通性17.1.2 碳的单质17.1.3 碳的化合物17.1.4 硅的化合物(Elements of Carbon Family)0VIIAVIAVAIVAIIIA2He氦K25B硼6C碳7N氮8O氧9F氟10Ne氖LK8213Al铝14Si硅15P磷16S硫17Cl氯18Ar氩MLK88231Ga镓32Ge锗33As砷34Se硒35Br溴36Kr氪NMLK8188249In铟50Sn锡51Sb锑52Te碲53I碘54Xe氙ONMLK818188281Tl铊82Pb铅83Bi铋84Po钋85At砹86Rn氡PONMLK8183218

2、82非金属金 属电子层碳族17.1.1 碳族元素的通性1. 元素6C碳12131412.0112s22p250Sn锡112 117 122114 118 124115 119116 120118.715s25p214Si硅28293028.0863s23p232Ge锗70 7472 767372.614s24p282Pb铅204 208206207207.26s26p22. 价电子层结构及氧化态元素符号CSiGeSnPb价电子层结构2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数+4,(+2)+4,(+2)+4,+4,+4,原子序数614325082+2+2+2+4+2C

3、，SiIVIIGe，SnPbIV IIIIIV碳族元素的性质3. 碳的特性由于碳的原子半径最小，电负性最大，电离能也最高，又没有d轨道。所以碳与本族其它元素之间的差异较大，其主要表现为：（1）它的配位数仅限于4（2）碳的成键能力最强（3）原子间能形成多重键碳是世界上化合物种类最多的元素碳的化合物其它元素的化合物(阳离子半径大的碳酸盐阳离子半径小的碳酸盐过渡金属碳酸盐（3）过渡金属碳酸盐稳定性差阳离子极化作用小的离子阳离子极化作用大的离子（4）H+的极化作用强碳酸盐碳酸氢盐碳酸MCO3 MOCO217.1.4 硅的化合物1. 硅的氧化物3s3px3py3pz硅原子sp3杂化3s3px3py3pz

4、基 态 结构SiO4四面体二氧化硅并不表示单个分子SiO2二氧化碳表示单个分子CO2最简式最简式有区别顶点的氧原子为两四面体公用硅原子氧原子SiO2结构SiO2CO2形态固态气态晶型原子晶体分子晶体SiO2与CO2的性质比较 性质性质一：与还原剂反应性质二：与HF反应性质三：与碱反应性质一：与还原剂反应在高温下不能被H2还原，只能被碳、镁、铝还原。SiO22C Si2CO3000性质二：与HF反应除单质氟、氟化氢、氢氟酸外，SiO2不与其它的卤素酸反应。SiO24HF(g) SiF42H2OSiO26HF(溶液) H2SiF62H2O性质三：与碱反应SiO2能溶于热的强碱溶液或溶于熔融的碳酸钠

5、中。SiO22NaOH Na2SiO3H2OSiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2熔融2. 硅酸和硅酸盐（1）硅酸：硅酸是组成复杂的絮状固体硅酸通式：xSiO2 yH2O原硅酸H4SiO4x=1y=2SiO22H2O偏硅酸H2SiO3x=1y=1SiO2H2O二偏硅酸H2Si2O5x=2y=12SiO2H2O焦硅酸H6Si2O7x=2y=32SiO23H2O通常用 SiO2H2O 代表硅酸实际见到的硅酸是各种硅酸的混合物 性质硅酸是个二元弱酸，在水中溶解度小，呈微弱的酸性。K1 =1.710-10K2 =1.610-12Ka1=4.210-7BBr3 BCl3 BF3 硼原子卤原子空的2p轨道三卤化硼分子轨道图 制备萤石、浓硫酸和B2O3的加热反应制备BF3：B2O33CaF23H2SO4 2BF33CaSO43H2O1BF3(g)AlCl3 AlBCl3BF3(g)AlBr3 AlF3BBr32 性质物理性质物质性质BF3BCl3BBr3BI3室温下存在状态气气液固熔点/K146166227316沸点/K172285364483三卤化硼都是共价化合物，熔沸点均很低，并有规律的按F、Cl、Br、I的顺序而逐渐增高，它们的