第十三章-p区元素(一).ppt

1、第十三章 p区元素(一), 13.3 碳族元素, 13.2 硼族元素, 13.1 p区元素概述, 13.3 碳族元素,13.3.5 锡、铅的化合物,13.3.4 硅的化合物,13.3.3 碳的化合物,13.3.2 碳族元素的单质,13.3.1 碳族元素概述,13.3.1 碳族元素概述,价电子构型：ns2np2,最大 配位数,单质可形成原子晶体,金属晶体,碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb,存在形式：,碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气； 碳酸盐； CO2 。 硅：SiO2和各种硅酸盐。 锗：硫银锗矿 4Ag2SGeS2 ， 硫铅锗矿2PbS GeS2 。 锡：锡石 SnO2 。

2、 铅：方铅矿 PbS，白铅矿 PbCO3 。,锡石SnO2,方铅矿 PbS,13.3.2 碳族元素的单质,碳单质的同素异形体：,金刚石：原子晶体,硬度最大,熔点最高。 石墨：层状晶体 ，质软，有金属光泽。 足球烯或富勒烯： C60， C70 等。 C60 是1985年用激光轰击石墨作碳的气化实验时发现的。 C60 是由12个五边形 和20个六边形组成的 32面体。,碳纤维,石墨(sp2杂化),金刚石(sp3杂化),足球烯，富勒烯，C60 (sp2杂化),硅单质有无定形体和晶体两种，其晶体类似金刚石。 锗单质是灰白色金属，硬而脆，结构类似于金刚石。 锡单质有三种同素异形体：,铅单质：质软，能阻挡

3、X射线。可作电缆的包皮，核反应堆的防护屏。,13.3.3 碳的化合物,结构： CO(6+8=14e-)与N2（27=14e-） 是等电子体, 结构相似。,一个键 两个键,1.碳的氧化物 (1) 一氧化碳(CO),性质： 作配位体，形成羰基配合物 Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8 其中C是配位原子。 还原剂：,剧毒,(2) 二氧化碳 (CO2),经典的分子结构：O=C=O,CO2中，碳、氧之间键长116pm,C：sp杂化,固体二氧化碳 干冰,2.碳酸及其盐,CO2溶于水，大部分CO2H2O， 极小部分H2CO3,CO32-的结构：,CO32-(6+38+2=32e-)与BF3

4、(5+39=32e-) 为等电子体。,C：sp2杂化,碳酸及其盐的热稳定性：,H2CO3MHCO3M2CO3,同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 分解T/ 100 540 900 1290 1360,过渡金属碳酸盐稳定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T / 900 315 350 282 价电子构型 8e_ (18+2)e_ 18e_ (9-17)e_,离子极化观点：,r(M2+) 愈小，M2+ 极化力愈大，MCO3 愈不稳定； M2+ 为18e_，(18+2)e_ ，(9-17)e_ 构型相对于 8e_构

5、型的极化力大， 其 MCO3 相对不稳定。,碳酸盐的溶解度：,易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3 100溶解度 45 16 156 60 (g/100g H2O),其它金属(含Li)碳酸盐难溶于水，且酸式盐溶解度大于正盐。,氢键存在，形成 二聚物或多聚物,可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型：,水溶液中存在碳酸盐的水解：, 氢氧化物碱性较强的金属离子与之反应生成碳酸盐沉淀。 例如：Ba2+、Sr2+、Ca2+和Ag+等。,金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型：,氢氧化物碱性较弱的金属离子与之反应生 成碳酸羟盐(碱式碳酸盐)沉淀。 例如：Pb2+、Bi3+、Cu2+

6、、Cd2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+和Mg2+等。, 水解性强、两性的金属离子与之反应生成氢氧化物沉淀。例如：Al3+、Fe3+、Cr3+、Sn2+、Sn4+和Sb3+等。,13.3.4 硅的化合物,1.硅的氧化物 无定形体：石英玻璃、硅藻土、燧石 晶体：天然晶体为石英，属于原子晶体 纯石英：水晶 含有杂质的石英：玛瑙，紫晶,水晶,石英盐,黑曜石,紫晶,缟玛瑙,玛瑙,Si采用sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体,硅氧四面体,二氧化硅,结构：,性质：, 与碱作用, 与HF作用,2.硅酸及其盐,性质：,制备：,浸透过CoCl2的硅胶为变色硅胶。,可溶性：Na2SiO3 (水玻璃) 、K2

7、SiO3 不溶性：大部分硅酸盐难溶于水， 且有特征颜色。,硅酸盐,水中花园,硅酸盐结构复杂, 一般写成氧化物形式，它的基本结构单位为硅氧四面体。,白云石：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 泡沸石：Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O,分子筛,4.硅的卤化物 SiX4,SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 聚集态 g l l s,（氟硅酸）,水解：,*5.硅的氢化物(硅烷 SinH2n+2),性质：,最简单的硅烷：SiH4(甲硅烷),自燃：,水解：,强还原性：,热稳定性差：,金刚砂（SiC）：,13.3.5 锡、铅的化合物,1.锡、铅的氧化物和氢氧化物,HNO3或HAc,H

8、+,放置,H+,Sn(II)的还原性,Sn2+,Hg2+的相互鉴定,鉴定Bi3+的反应,Pb(IV)的氧化性,四氧化三铅(Pb3O4)-铅丹：鲜红色 可看作：,三氧化二铅(Pb2O3)：橙色 可看作：PbOPbO2 氧化铅：(PbO)：橙黄色,Pb的其他氧化物,PbO2受热分解：,小结：,氧化性减弱，酸性增强,碱性增强，还原性减弱,碱性增强,酸性增强,Sn(OH)4,Pb(OH)4PbO2,Sn(OH)2,Pb(OH)2,2.锡、铅的盐,水解：,铅白,少数可溶：Pb(NO3)2, Pb(Ac)2(弱电解质，有甜味，俗称铅糖)，铅的可溶性化合物都有毒。 多数难溶：,溶解性：,PbCrO4溶于过量的碱，此点与黄色BaCrO4有别。,Pb2+的鉴定：,小结如下：,3.锡、铅的硫化物,SnS(棕) SnS2(黄) PbS(黑),SnS + 4HCl H2SnCl4 + H2S PbS + 4HCl H2