最新15-无机化学-第十五章-碳族元素课件PPT.ppt

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1、15-无机化学-第十五章-碳族元素石墨Graphiteconsistsofstaggeredlayersofhexagonalringsofsp2hybirdizedcarbonatoms.(Softandslippery)Quartz(石英)quartzite(石英岩)cristobalite(方石英)Threeofthecommonformsofsilica,SiO2SiO4tetrahedraCristobalite(方石英)Diamond(钻石)Thebasicstructuralunitoftheminerals

2、calledpyroxenes(辉石).ConsistingofchainsofSiO4units.4H3O+(aq)+SiO44-(aq)+xH2O(l)→SiO2(s).xH2O(gel)+6H2O(l)硅胶，高比表面(ca.700m2/g)，干燥剂、催化剂载体，色谱柱填料Asbestos(石棉)ConsistoflongchainsbasedonSiO4tetrahedra.镁硅酸盐，纤维素矿物质形式，不燃、抗化学变化，用作防火，电绝缘，建筑材料。Thealuminosilicatemica(云母)铝硅酸盐矿物群的总

3、称，常见于火成岩和变质岩中，易裂成柔软的薄片，用于绝缘体及电气设备中。光纤opticalfiber（光学纤维的简称，光电信息传输）分子筛（吸附除杂）Carborundum碳化硅，金刚砂：一种晶体磨料本章讲解内容第一节碳族元素的通性第二节碳族元素的单质及其化合物第三节无机化合物的水解性碳硅锗锡铅锗分族相似性课本p726第一节碳族元素的通性1.基本性质CSiGeSnPb价电子构型：ns2np2主要氧化态稳定性：+2小大+4大小原子半径：小大I1大小~（相近）EA1/kJ·mol-1122>120>116<121>100X(Pa

4、uling)2.551.902.011.962.332、C与Si的比较1、碳的同素异形体一、碳单质金刚石石墨富勒烯石墨烯第二节碳族元素的单质及其化合物2-1碳单质及其化合物课本p729结构特点参见p730-732金刚石是原子晶体，其中C以sp3杂化轨道与其它原子相连，形成了牢固的C—C键。金刚石晶体透明、折光、耐腐蚀，硬度是所有物质中最大的可达10000kg/mm2，俗称钻石，除作装饰品外，还用于制造钻探用的钻头和磨削工具。根据△G°=△H°T△S°，可作出和碳相关的氧化反应的热力学关系图：（P732图15-6，T、P、

5、V）2、冶金工业中的碳还原反应：解释直线斜率不同的原因是什么？3、金刚石的人工合成从理论上讲，高温高压能使石墨C转变成金刚石C。热力学上，用压强变化对△G的影响的公式来计算得。综合考虑后：实际上一般采用1600—1800K高温，6.0×109Pa高压。其一、溶剂说：石墨先溶解在溶剂-金属催化剂中，成为单个C原子，然后在冷却时直接生成金刚石。石墨向金刚石转化的机理，一般有两种说法：二、碳的化合物CO的结构：与N2是等电子体。1、氧化物其二、固相转化说：石墨的碳原子间的键不发生断裂而在催化剂的作用下，按一定方向滑移,直接转化成

6、金刚石结构。碳有许多氧化物，已见报道的有CO、CO2、C3O2、C4O3、C5O2，C12O8等，最常见的是CO、CO2。CO的结构：C=OC—O••••::形成化合物：Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4CO的化学性质：①加合作用与血红蛋白Hb形成加合物，是(Fe—CO)结合O2的几百倍，使Hb失去了输送O2的功能。空气中若有1/800体积的CO，就可使人在半小时内死亡。CO的分子轨道式为：[KK(σ2s)2(σ2s*)2(πy2p)2(πz2p)2(σ2p)2]②还原性CO在高温时，可还原一些金属氧化物：F

7、eO＋CO＝Fe＋CO2ZnO+CO＝Zn+CO2在常温下，CO可使一些化合物中的金属离子还原:CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HClCO+2Ag(NH3)2OH＝2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3问题：设计一个实验证明CO2中有CO?气体样品通入PdCl2溶液，若出现黑色沉淀，证明有COPdCl2(aq)+2CO(g)+H2OPd↓+CO2↑+2HCl气体通入澄清的石灰水，若出现白色沉淀，后又澄清，即证实有CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2OCaCO3+H2O+CO2＝Ca(HCO3)2问题：

8、设计一个实验证明CO中有CO2?③CO与其它非金属的作用：④CO与碱作用：Cr2O3·ZnO，623－673KCO＋2H2==================CH3OHFe,Co或Ni523K,101KPaCO＋3H2==================CH4＋H2O活性碳CO＋Cl2======COC