1单质的同素异形体.ppt

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1、第五章IVA（14）族:碳（Carbon）、硅（Silicon），IIIA（13）族:硼（Boron）§5-1碳（Carbon）一、单质1.单质的同素异形体1）石墨（Graphite）sp2杂化C-C键长142pm层间距335pm2）金刚石（Diamond）sp3杂化等电子体：金刚硼（BN）n；金刚砂（SiC）n(3)球烯（Fullerene,C60）F+V=E+2F:多面体的面数；V:顶点数；E:棱数分子结构：60个顶点；12个五元环；20个六元环;90条棱：30个双键，60个单键。三种碳单质的比较性质金刚石石墨C60C原子构型四面体三角形球面型键角CCC109.5o120

2、o116o杂化轨道形式sp3sp2Sp2.28密度/g•cm-33.5142.2661.678C-C键长/pm154.4141.8(6/6)139.1(6/5)145.5合成：（1）激光蒸发石墨—1985年在质谱图中确认。（2）电阻加热或电弧蒸发法。（3）苯火焰燃烧碳与Ar气和氧的混合物。（4）萃取或升华法从碳烟中提取。2.单质的性质（1）球烯的固体化合物：K3C60；常温下的晶体结构：分子间力，立方面心晶胞。金属包合物：笼中包IA元素球烯的有机衍生物{[(C2H5)3P]2Pt}6C60FullerenesCn:n=28,32,44，50,60,70…..（2）石墨插入化合物C8

3、K离子型：还可以插入：氧化物：SO3,CrO3,MoO3硫化物：V2S3,Cr2S3含氧酸：C24+HSO4-•2H2SO4共价型：与F2,O2反应，(CF)x,(3)碳化物：离子型碳化物（CaC2）(4)共价型碳化物（SiC）(5)间充型碳化物（WC,Fe2C）（6）碳的还原性在炽热状态下生成水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)金属冶炼吸附性，脱色剂。二、碳的氧化物，含氧酸及其盐CO的分子结构与化学性质1.CO（1）还原性冶炼气用于高温冶炼用于鉴定反应：PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl（2）络合性CuCl+CO=CuClCOCu(NH3)2CH

4、2COO+CO+NH3=Cu(NH3)3•CO•CH2COOFe+5COFe(CO)5五羰基合铁（0）（3）弱酸性甲酸酐，在473K,加压条件下：NaOH+CO=HCOONa2.CO2（1）氧化性CO2+2Mg=2MgO+C3CO2+4Na2Na2CO3+C(金刚石)（2）碳酸酐CO2溶于水仅部分水合成碳酸CO2+H2OH2CO33.碳酸盐：MHCO3M2(OH)2CO3M2CO3（1）溶解性：所有酸式盐易溶。IA族碳酸盐，NH4+盐易溶。除锂以外的碱金属和铵的酸式盐比正盐溶解度小。其他金属碳酸盐难溶于水，尤其是Ca2+,Sr2+,Ba2+,Pb2+碳酸盐最难溶。难溶盐中，酸式盐溶

5、解度大于正盐。例如CaCO3,Ca(HCO3)2的溶解度。（2）水解性（a）CO32-,HCO3-阴离子水解CO32-+H2O=HCO3-+OH-Kh1=Kw/Ka2=1.7810-4HCO3-+H2O=H2CO3+OH-Kh2=Kw/Ka1=2.3310-8水解趋势小但溶液为碱性：0.1molL-1CO32-,pH=11.60.1molL-1HCO3-,pH=8.3(b)(NH4)2CO3水解（双水解）NH4++CO32-+H2O=HCO3-+NH3•H2OKh=Kh1(CO32-/HCO3-)•Kb-1(NH3•H2O)=1.7810-4/1.7810-5=10水解趋势

6、较大，但溶液的碱性比碱金属碳酸盐小。（c）阴、阳离子双水解，阳离子水解趋势大，且产物难溶。2M3++3CO32-+3H2O=2M(OH)3(s)+3CO2(g)M3+=Al3+,Cr3+,Fe3+.(d)阴，阳离子有一定程度双水解，氢氧化物与碳酸盐的溶解度相近，生成碱式碳酸盐2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3(s)+CO2(g)(3)碳酸盐的热稳定性分解温度H2CO3

7、Cl4CBr4CI4气态液态固态固态常温下化学惰性，不水解。CCl4灭火剂，-1211(CBrClF2)灭火剂。但不能作为活泼金属灭火剂。二氟二氯甲烷（CCl2F2）制冷剂。作业P599：17-2；17-3；17-4；17-7§4-2硅（Silicon）1.存在形式：亲氧元素Si-O单键键能（kJ/mol-1）:452；因此无游离态。存在形式为氧化物和硅酸盐：200多种氧化物；1000多种硅酸盐。硅酸盐：aMxOy·bSiO2·cH2O.2.结构特点：（1）最高配位数