大学无机——碳族元素通性简介.ppt

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1、13.1碳族元素的通性13.1.1原子结构及性质13.1.2元素的成键特征13.1.3自然界中的分部13.1.1原子结构及性质价层电子构型ns2np2性质碳硅锗锡铅递变规律原子共价半径/pm77113122141147↑2价离子半径/pm——7393120↑第一电离能/kJ·mol-11086786762709716↓电子亲合能/kJ·mol-1-122-120-116-121-101↓电负性2.551.902.011.962.33↓单质熔点/℃35501414937232328先降后升单质沸点/℃38253265283326021749↓非金属（准）金属金属碳族元素的相似性和递变性

2、一.相似性（CPb）价层电子个数：4最高正价：+4最高价氧化物：RO2对应水化物：H2RO3、H4RO4或R(OH)4气态氢化物：RH4主要氧化态：+2、+4二.递变性随着原子序数递增，原子半径逐渐增大。第一电离能↓——失电子能力（金属性）逐渐增强2.电子亲合能↓——得电子能力（非金属性）逐渐减弱3.电负性↓——原子半径逐渐增大4.最高价氧化物对应水化物酸性↓——元素电负性减小氢化物稳定性↓思考题：为什么单质熔点的变化是从低→高→低？C、Si单质是原子晶体，键长C—C

3、性远高于金属晶体，故中间产生突变。13.1.2元素的成键特征一.C的成键特征以sp、sp2、sp3三种杂化状态与H、O、Cl、N等非金属原子形成共价化合物，如：CH4（sp3）、CO（sp）、CCl4（sp3）、HCN（sp）其中C—C、C—O、C—H键的键能依次增大，稳定性增大。因此，C、H、O三种元素形成数百万种有机化合物，其中C的氧化数从+4变到-4。②以碳酸盐的形式存在于自然界。CH4石墨金刚石二.Si的成键特征①以硅氧四面体形式存在，如：石英（SiO2）、硅酸盐矿（SiO3-）中。②Si—Si、Si—H、Si—O键的键能依次增加。其中键能Si—Si

4、（原子半径、电负性）因此Si、H、O虽然也可形成类似于C、H、O的有机物，但数量有限。[SiO4]四个O与其他四个[SiO4]相连SiO2三.Sn、Pb的成键特征①以+2氧化态的形式存在于离子化合物中，如SnCl2、SnO、PbO、Pb（NO3）2②以+4氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中，如SnCl4、PbO2、SnO2等。探究：为什么+4氧化态的铅具有更强的氧化性？答：Pb核外电子填充顺序6s2→4f14→5d10→6p2，失电子顺序6p2→6s2由于4f电子屏蔽作用较小，而6s电子的钻穿作用较大，因此6s2电子不易失去，故+4氧化态的铅不稳定，具有强氧化性。这种效

5、应称为——惰性电子对效应13.1.3元素在自然界中的分布C在地壳中的质量百分含量为0.027%，空气中0.03%CO2主要有12C、13C、14C三种同位素（以前两种为主）自然界中主要以煤、石油、天然气、动植物等有机物存在。无机矿藏：石灰石/大理石（CaCO3）、白云石（CaCO3·MgCO3）、菱镁矿（MgCO3）等Si在地壳中的质量百分含量为28.2%（仅次于氧）主要以硅酸盐形式存在于土壤、泥沙中自然界中存在石英矿（SiO2）其单质是良好半导体材料Ge、Sn、Pb在地壳中的质量百分含量分别为0.0005%、0.0002%、0.0013%主要以硫化物和氧化物形式存在，如：硫银锗（4

6、Ag2S·GeS2）、锡石矿（SnO2）、方铅矿（PbS）等无烟煤煤灰中Ge含量达4%～7.5%，所以无烟煤煤灰是Ge的重要来源。ThankYou！