非金属元素(二)氧硫氮磷碳硅硼b

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1、第十一章氮族、碳族和硼族元素碳族元素12-2-1碳族元素概述0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋PoAt砹Rn氡1碳族元素概述ⅣA碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)原子序数614325082价层电子构型2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数0、+2+40、+2+40、(+2)+40、+2+40、+2+4原子半径/pm771

2、17122141175离子半径r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm--73118119I1/(kJ·mol-1)1086786763709716电负性()2.51.81.81.81.9p含量不多，分布广，是地球上化合物种类最多的元素之一，是生物界的主要元素碳(C)分布广，在地壳上的含量仅次于氧，主要以硅酸盐矿和石英矿存在常以硫化物伴生在其它金属硫化物矿中，是暗灰色、重而软的金属，晶态锗是重要的半导体材料硅(Si)锗(Ge)ⅣA碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)主要氧化数0、+2

3、+40、+2+40、(+2)+40、+2+40、+2+4原子半径/pm77117122141175离子半径r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm--73118119高氧化数化合物稳定性减小低氧化数化合物稳定性增大即惰性电子对效应非金属性减弱，金属性增强典型非金属准金属典型金属12-2-2碳及其重要化合物碳的同素异形体金刚石石墨富勒烯碳原子簇（如C60）2碳及其重要化合物碳的同素异形体原子晶体熔点高、硬度大室温下惰性工业上用作钻头、刀具、精密轴承等俗称钻石，可作装饰品薄膜可制作手术刀、集成电路、散

4、热芯片及各种敏感器件金刚石碳的同素异形体层状结构有金属光泽质软、能导电通常情况下，石墨比金刚石稳定可作电极、坩埚、润滑剂、铅笔芯等在工业上可采用静态加压法由石墨合成金刚石石墨碳的同素异形体C60的分子结构由60个碳原子组成的32面体的空心球结构C60比较稳定。富勒烯碳原子簇可作高温润滑剂、耐热和防火材料。富勒烯碳原子簇将碱金属掺入C60晶体中,可制造超导材料。在酶抑制、抗病毒、DNA切割、光动力医疗法等方面有广泛应用前景12-2-2碳及其重要化合物碳酸CO2溶于水即形成碳酸仅存在于水溶液中，至今尚未制得纯碳酸二元

5、弱酸CO2+H2OH2CO3大部分CO2以水合分子形式存在H2CO3HCO3+H+K=4.5×10-7*a(1)HCO3CO3+H+K=4.7×10-11a(2)--2-碳酸盐难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶如CaCO3(难溶）Ca(HCO3)2(易溶)(1)溶解性12-2-2碳及其重要化合物碳酸盐——除NH4、碱金属(Li除外)盐，一般难溶碳酸氢盐——一般易溶+钟乳石、石笋的形成自然界石灰石等在CO2、H2O作用下CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2(难溶)(易溶)随着自然条件的变化，上述反应逆向重新析出

6、CaCO3碳酸盐难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶如CaCO3(难溶）Ca(HCO3)2(难溶)(1)溶解性易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小12-2-2碳及其重要化合物碳酸盐——除NH4、碱金属(Li除外)盐，一般难溶碳酸氢盐——一般易溶+向浓碳酸钠溶液中通入CO2至饱和可析出NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3(易溶)(溶解度小)如碳酸盐碳酸盐——水溶液呈碱性碳酸氢盐——水溶液呈微碱性(2)水解性可溶性碳酸盐可作沉淀剂,分离某些离子碳酸盐碱式碳酸盐氢氧化物生成物反应物金属氢氧化物≈对应碳酸盐金属

7、氢氧化物<对应碳酸盐溶解度金属氢氧化物>对应碳酸盐Ba2++CO3→BaCO32Ag++CO3→Ag2CO3如2-2-2Cu2++2CO3+H2O→Cu2(OH)2CO3+CO22Mg2++2CO3+H2O→Mg2(OH)2CO3+CO2如2-2-2Fe3++3CO3+3H2O→2Fe(OH)3+3CO22Al3++3CO3+3H2O→2Al(OH)3+3CO22-2-如解释——根据离子极化概念2.热稳定性1.碱金属盐>碱土金属盐>过渡金属盐>铵盐2.碳酸盐>碳酸氢盐>碳酸一般规律:热稳定性热稳定性差，易分解MⅡ

8、CO3→MⅡO+CO22MⅠHCO3→MⅠ2CO3+H2O+CO2(3)热稳定性金属离子极化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_解释——根据离子极化概念2.热稳定性(1)碱金属盐>碱土金属盐>过渡金属盐>铵盐(2)碳酸盐>碳酸氢盐>碳酸一般规律热稳定性差，易分解MCO3→MO+CO2MHCO3→M2CO3+H2O+CO2H+极化力强，反极化作用大3.热稳定性金属离子