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碳单质和硅单质的性质 存在形式 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气； 碳酸盐； CO2 。 硅：单质、硅烷、SiO2和各种硅酸盐。 碳的同素异性体 碳有金刚石和石墨C60等同素异性体。无定形炭(如木炭)本质上都 是纯度不等的石墨微晶。 一、金刚石 金刚石的外观是无 色透明的固体，为原子 晶体，每个碳原了都以 sp3杂化轨道和其它四 个原子形成共价键，形 成一种网状的巨形分于, 再由于C一C键的键能 相当高,使得金刚石的硬 度非常大,分子中没有自 由电子,不导电;在工业 上可用于刀具来切割金 属及制造高档装饰品。 石墨 (sp2杂化) 二、石墨 石墨分子结构是层形结构 ，每层是由无限个碳六元环所 形成的平面，其中的碳原子取 sp2杂化，与苯的结构类似， 每个碳原子尚余一个未参与杂 化的p轨道，垂直于分子平面而 相互平行。平行的n个p轨道共 n个电子在一起形成了弥散在整 个层的n个碳原子上下形成了一 个p-p大键。 电子在这个大键中可以 自由移动，即石墨能导电。在 层与层之间是分子间作用力， 因此层与层之间就能滑动，石 墨粉可以做润滑剂，再加上它 的颜色是黑色的，它又可做颜 料和铅笔芯。 足球烯，富勒烯，C60 (sp2杂化) 1、C60球碳： 1985年9月初美国Rice大 学Smalley、Koroto和Curl在 氦气流里用激光气化石墨，发 现了像足球一样的碳分子 C60，后来发现，它只是一个 碳的一大类新同素异形体 球碳Cn大家族里一员。获 1996年诺贝尔奖。 2、其它球碳 C20球碳 C24球碳 C36球碳 C80球碳 C60球碳可与氢发生加成反应。 硅单质 硅单质 Si采用sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体 硅氧四面体 金刚石 二氧化硅 硅的主要性质 1、与非金属作用 Si在常温下只能与F2反应，生成 SiF4(SiF键的键能很大)。但在高温下能 与其它卤素和一些非金属单质反应，如与 Cl2反应，得到SiCl4、与O2反应生成SiO2 、与N2反应得到Si3N4、与碳生成SiC。这 些化合物均有广泛用途，如Si3N4陶瓷材料 。它耐高温、高强度、耐磨等，可用于发 动机等。 合成Si3N4的方法有三: (1)用硅和氮气直接反应； (2)将SiO2在氮气中用炭还原，然后进行 氮化； (3)利用SiCl4和NH3的气相反应。 2、与酸作用 Si在含氧酸中被钝化。Si与 HF或有氧化剂(HNO3、CrO3、 KMnO4、H2O2等）存在的条件 下，与HF酸反应。 Si+4HF=SiF4+ 2H2 SiF4+2HF=H2SiF6(氟硅酸) 3Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O 3、与碱作用 无定形Si能猛烈地与强碱反应 ，放出H2
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