碳族元素 Microsoft PowerPoint 演示文稿.ppt

1、三、元素周期表,玛 瑙,水晶制品,水晶,阅读任务P130132导学P53-54,阅读第一节内容，结合氧族、卤族学习方法，联系元素周期律，思考以下相关问题。,第一节 碳族元素,问题1 碳族元素在周期表中所处的位置,问题2 我是构成地球上矿物界的主要元素，在自然界中，我从不独自一人，总是和其他元素朋友在一起，我面色灰黑，有金属光泽，是硬而脆的固体,由于我的导电性介于导体和绝缘体之间.是良好的半导体材料，我是谁？你能画出我的 原子结构示意图吗？,14Si,问题 4 我是碳族的一位主人，我有三种同素异形体，最常见的是银白色硬度居中的一种，它在低于286K时转变为灰色粉末状，我可以用于制合金。如青铜为我

2、和铜的合金 。 你知道我是谁了吗？,问题3 请写出 碳族各元素的元素符号。,Sn,问题 5 我为蓝白色的软金属，是能作用于全身各系统和器官的毒物，尤其是神经系统、消化系统，造血和心血系统等。迄今在少数国家仍把我制作成抗震剂加入汽油中。不过人们已经意识到推广无我的汽油是防止我污染的最有效的办法。你知道我是谁了吗？,Pb,金刚石,石 墨,问题 6 碳族元素在结构和性质上的递变性如何？,能形成+4价、+2价的 化合物,能形成通式为RH4的气 态氢化物(C、Si),最高价氧化物对应水化物通式为H2RO3或 R（OH）4,相似性,递变性,1、原子结构,最外层都有4个电子。,2、物理性质,单质都是固体。,

3、3、化学性质,原子结构,单质物性,化学性质,核电荷数增加，电子层数增加,原子半径增大,熔沸点逐渐降低,密度逐渐增大,氢化物稳定性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,碳族元素性质的递变规律,+2、+4,+2、+4,+2、+4,+4,+2、+4,无色或 黑色固体,灰黑色固体,灰白色固体,银白色固体,蓝白色 固体,CO、CO2,SiO2,GeO GeO2,SnO SnO2,PbO、PbO2,H2CO3,H2SiO3 H4SiO4,Ge(OH)4,Sn(OH)4,Pb(OH)4,非金属性递减、金属性递增,酸性递减,碱性递增（多数有两性）,思考题,2、为什么单质沸点的变化是从高低高低？,1、

4、为什么碳族元素容易形成共价化合物？,碳和硅的单质的微粒间的作用力是共价键，原子晶体，其碳的键长比硅的键长短， 共价键稳定，故碳的单质比硅的单质熔点高；而锗、锡、铅单质的微粒间为金属键，其键能依次减弱，故其熔点降低。,碳族元素位于容易失去电子和容易得到电子的主族元素之间的中间位置，既不容易失去电子，又不容易得到电子，所以容易形成共价化合物。,碳族元素性质的特殊性,碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)的+4价化合物是稳定的, 如CO2、SiO2、GeO2、SnO2的氧化性较弱 铅(Pb)的+2价化合物是稳定的，而+4价化合物是不稳定的，如PbO2有较强的氧化性,而PbO是较稳定的。 碳族元

5、素易形成共价键，难形成离子键。 碳元素形成的化合物是最多的。,例阅读下列材料，回答有关问题： 锡、铅两种元素的主要化合价分别是+2价、+4价，其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如：Sn2+还原性比Fe2+还原性强；PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。 （1）写出下列反应的化学方程式： 氯气跟锡共热 ； 氯气跟铅共热 ； 二氧化铅跟浓盐酸共热 。 （2）能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是 。,Sn2+ +2Fe3+ =Sn4+ +2Fe2+,课堂练习,1.某金属氧化物A，金属在A中显+2价和+4价两种化合

6、价，已知1molA和含HCl 8mol的浓盐酸恰好完全反应生成PbCl2、Cl2和H2O。试解答： （1）写出A的化学式_。 （2）写出A与浓盐酸反应的 化学方程式_。 （3）为什么A与浓盐酸反应会有Cl2产生_ _ 。 （4）若把Fe3O4看成是“混合氧化物”写成FeOFe2O3，则用“混合氧化物”表示的A的化学式为_。Fe3O4还可以写成盐的形式Fe(FeO2)2,则A写成盐的形式为_。,Pb3O4,Pb3O4+8HCl =3PbCl2+Cl2+4H2O,Pb2PbO4,因为Pb3O4中 +4价铅(PbO2)有较强的氧化性,2PbO PbO2,2.下列关于碳族元素的说法中，错误的是( )

7、A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显 B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱 C碳族元素原子的最外层都有4个电子 D.主要化合价有+2价和+4价，大多数+2价化合物稳定,D,课堂练习,C Si Ge Sn Pb,+2 ,+4 +2,+4 +2, +4 2 ,+4 +2 ,+4,CH4 SiH4 ,问题 7,对比下列物质的性质 酸性：H2CO3 _H2SiO3 碱性：Pb(OH)2 _Sn(OH)2 稳定性：SiH4 _H2O 金属性： Ge _Pb,C N O Si P S Ge Sn Pb,1、碳的同素异形体,金刚石,石 墨,C60,二、碳的单质导学P54,二

8、、碳的单质性质,1、同素异形体,金刚石： 色_晶体, 键角_，硬度 ， 导电 石墨： 色不透明, 金属光泽,滑腻, 导电 无定形碳：包括炭黑、木炭、活性炭、焦炭 C60:“足球烯”，属_晶体,无,原子,109028,高,不,黑,有,能,分子晶体,三、碳及其化合物的转化关系,Ca(HCO3)2,C,CO2,Na2CO3,NaHCO3,CO,CaCO3,CaC2,C2H2,O2、HNO3等,O2、SiO2等,CaO,H2O,Mg,NaOH、Na2O2等,C,Ca(OH)2,O2等,SiO2、高温等,CO2+H2O,Ca(OH)2或,H+或加热,CO2+H2O,NaOH或加热,Ca(OH)2,Ca(

9、OH)2,H+,一氧化碳和二氧化碳,无色无味气体，有毒，难溶于水。,无色略带酸味气体，无毒， 能溶于水，固态时俗称干冰。,1、可燃性,2、还原性（跟Fe3O4、CuO、H2O 的反应）,3、不成盐氧化物,1、不能燃烧，一般情况下不助燃,2、氧化性（跟C、Mg的反应）,3、酸性氧化物（跟碱反应）,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,排水法,向上排空气法,点燃后在火焰上罩上干燥的 烧杯和粘有澄清石灰水的烧杯， 出现浑浊,使澄清石灰水变浑浊,针对性训练,吸收CO2,检验CO2,钟乳石的形成,制碳铵,候氏制碱,10928,金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每 个碳原子都被

10、相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以 共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空 间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（3550） 和沸点（4827）都很高,硬度很大。,金刚石,返 回,返 回,120,共价键,范德华力,石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它 3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间 作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要高） ,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用 力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。,石墨,C60,C60分子结构,

11、C60晶体,返 回,下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、和C60的说法中，错误的是 A 熔点：金刚石石墨C60 B 沸点：金刚石=石墨C60 C 在一定条件下与O2反应生成CO2 D 在一定条件下它们可能相互转化,A,双基巩固,证明CO有还原实验装置,研究性试题,资料1：,足球烯P132,(1)发现：1985年，科学家用激光束照射石墨 得 灰色气体，用有机溶剂萃取得n200的 大量簇分子，含60个碳的分子比较多。,(2)结构：笼状分子，每个碳原子只跟相邻的三个 碳原子形成共价键，60个碳原子构成球形，共 32面体，包括12个五边形，20个六边形。,(3)性质：C60掺杂钾、铷等有超导性，超导起

12、始 温度达到18K。北大和科学院合作制得Rb3C60， 超导起始温度高达28K，领先于世界先进水平。,C60图片,(4)成果：最大的足球烯单晶的直径仅为 6 mm，浙江大学的科学家制取直径为1.3的高品质单晶，走在世界前列。 按理说，人们早就该发现C60了。它在蜡烛烟黑中，在烟囱灰里就有；鉴定其结构所用的质谱仪、核磁共振谱仪几乎任何一所大学或综合性研究所都有。可以说，几乎每一所大学或研究所的化学家都具备发现C60的条件，然而几十年来，成千上万的化学家都与它失之交臂。1996年克罗托、斯麦利等因这一发现荣获诺贝尔化学奖。,资料2：纳米碳管,(1) 发现：知道了C60的制备以后，人们的注意力全部集中在观察碳灰上，而日本科学家饭岛澄男却仔细观察了放电后在阳极上产生的沉淀物，是他意外发现了纳米碳管。,结构：石墨有层状结构，可以看作是由原子纸一层一层堆叠而成。若将一层或几层这样的原子纸卷成圆筒形状，就是纳米碳管。,乘坐电梯上太空,(3) 应用前景广泛,问题 8 通过对上述材料的学习，你有何感想？,问题 9 下列说法正