碳族元素PPT课件

1、碳碳 族族 元元 素素第第十八十八章章第十八章第十八章 碳族元素碳族元素 勘误：勘误： p433：第：第12行行 世界每年炭黑的产量是世界每年炭黑的产量是36亿亿t。 应改为：世界每年炭黑的产量是应改为：世界每年炭黑的产量是近近1 000万万t。p441 倒数第倒数第9行行 由于有气体由于有气体反应物反应物生成生成 改为改为 由于有气体由于有气体产物产物生成生成p442 倒数第倒数第8行行 (18-8) 删除删除 倒数第倒数第9行行 (18-7) 删除删除 自学内容：自学内容： 18.1 碳族元素概述碳族元素概述性质变化也很突出：非金属性减弱，金属性增强性质变化也很突出：非金属性减弱，金属性增

2、强ns2np218.2 碳族元素的单质碳族元素的单质1. 1. 存在形式：存在形式：u单质单质： 石墨石墨，金刚石，金刚石，c60 ，c70 u无机化合物无机化合物：co2 ，白云石白云石 mgca (co3)2 ， 石灰石灰石、大理石、方解石石、大理石、方解石 caco3 。u有机化合物有机化合物：动植物体，煤动植物体，煤 ( s )，石油石油 ( l )，天然气天然气一、碳一、碳金刚石金刚石方解石方解石 ( caco3 )2. 2. 单质结构与性质单质结构与性质石墨，石墨，sp2金刚石，金刚石，sp3硬度最大，熔点硬度最大，熔点最高的单质。最高的单质。m.p. 3823 k 一、碳一、碳层

3、状晶体层状晶体 ，质软，有，质软，有金属光泽。过渡型晶体金属光泽。过渡型晶体2. 2. 单质结构与性质单质结构与性质(1) 石墨与金刚石的转化石墨与金刚石的转化-3-3(s)( =2.25g cm )=3.51g cm(s) 高高温温高高压压石石墨墨金金刚刚石石( () )着眼于平衡着眼于平衡50kpa42ch (g)h (g)微微波波放放电电，硅硅基基体体温温度度9 95 50 0金金刚刚石石薄薄膜膜着眼于途径着眼于途径激光诱导沉积激光诱导沉积苯热法制备金刚石晶体苯热法制备金刚石晶体钱逸泰？钱逸泰？一、碳一、碳(2) 石墨的层状结构石墨的层状结构335pm嵌入化合物嵌入化合物4008k(l)

4、(s)c k 石石墨墨( (外外形形似似黄黄铜铜，自自燃燃) )固体润滑剂固体润滑剂润滑性不完全归于碳层间较弱的作用力，还润滑性不完全归于碳层间较弱的作用力，还与层间吸附的与层间吸附的h2o、o2等气体分子有关，其等气体分子有关，其作用类似于金属表明的油膜。作用类似于金属表明的油膜。石墨在真空环境中会失去润滑性。石墨在真空环境中会失去润滑性。2. 2. 单质结构与性质单质结构与性质一、碳一、碳正二十面体正二十面体 共二十个共二十个正三角形正三角形面，面，面角都是五面角，面角都是五面角，共十二个顶点。共十二个顶点。 将每个顶角都截掉，截口处产生十二个将每个顶角都截掉，截口处产生十二个正五边形，原

5、来的每个正三角形都变成了正六边形。正五边形，原来的每个正三角形都变成了正六边形。即即截角正二十面体截角正二十面体20 个正六边形，个正六边形，12 个正五边形个正五边形 从从正二十面正二十面体出发，去体出发，去理解理解 c60 的的几何形状几何形状(3) 碳簇：包括碳簇：包括c60、c70、c82等，以等，以c60(足球烯，富勒足球烯，富勒烯烯)为最常见。为最常见。c60，sp?2.282. 2. 单质结构与性质单质结构与性质一、碳一、碳(3) 碳簇：碳簇：2. 2. 单质结构与性质单质结构与性质一、碳一、碳l分子晶体：升华，溶于苯、环己烷等有机溶剂分子晶体：升华，溶于苯、环己烷等有机溶剂l溶

6、液呈多种颜色溶液呈多种颜色l主客体化学：空腔主客体化学：空腔360 pmrb3c60：低温超导：低温超导(4) 碳纳米管：碳纳米管：1991年。单壁与多壁年。单壁与多壁二、硅二、硅1、制备、制备2sio (s)2mg(s)2mgo(s) si(s)42sih (g)2h (g) si(s) 18002sio (s) 2c(s)2co(s) si() 电电炉炉粗粗40060024si()2cl (g)sicl ( ) 粗粗l l42sicl2h (g)si()4hcl催催化化电电炉炉纯纯超纯硅：区域熔融法。超纯硅：区域熔融法。10-910-10(mol%)，其产，其产量是衡量一个国家微电子产业水

7、平的标准之一量是衡量一个国家微电子产业水平的标准之一多晶硅多晶硅2、性质：、性质：二、硅二、硅无定形硅无定形硅晶态硅晶态硅晶态硅结构同金刚石，故常温不活泼，高温晶态硅结构同金刚石，故常温不活泼，高温可以和可以和o2、cl2、n2反应，也可以和反应，也可以和ca、mg、mn等等金属金属反应反应2、性质：、性质：二、硅二、硅l对酸稳定：不与单一酸作用，仅溶于对酸稳定：不与单一酸作用，仅溶于hno3+hf混合酸混合酸 3si +18hf+4hno3= 3h2sif6+4no+8 h2ol与碱作用：与碱作用： si + 2oh+h2o=sio32-+2h2偏硅酸根，常称为偏硅酸根，常称为硅酸根硅酸根3

8、、硅的成键特点：、硅的成键特点：3d轨道参与成键轨道参与成键l参与杂化：参与杂化：sif62-：sp3d2杂化杂化l参与形成离域参与形成离域 键键： sio44-：原硅酸根，等电子：原硅酸根，等电子体：体：so42-，sp3杂化，杂化，285碳、硅某些二元化合物的键能、键长对比碳、硅某些二元化合物的键能、键长对比二、硅二、硅3、硅的成键特点：、硅的成键特点：三、锗、锡、铅三、锗、锡、铅1. 1. 制备制备锗：稀有分散元素。硫银锗矿锗：稀有分散元素。硫银锗矿 ag2sges2，硫，硫铅锗矿铅锗矿2pbs ges2，煤灰，煤灰(含锗高达含锗高达47.5%)锡：锡石锡：锡石 sno2 。铅：方铅矿铅

9、：方铅矿 pbs，白铅矿，白铅矿 pbco3锡石锡石sno2方铅矿方铅矿 pbs 锗：与锗：与si同。同。2h42geclgeoge 水水解解锗锗矿矿sn、pb：与：与as、sb类似类似c2cosnosnpbpbo 焙焙烧烧锡锡矿矿铅铅矿矿2 2、性质：、性质：gesn三、锗、锡、铅三、锗、锡、铅1 1、制备、制备锡包括三种同素异形体：锡包括三种同素异形体：18161 灰灰锡锡白白锡锡脆脆锡锡锡疫锡疫(自催化反应自催化反应)锡制品的毁坏锡制品的毁坏氧化物保护氧化物保护膜膜马口铁马口铁中等活泼金属：中等活泼金属：2pb+o2+co2+h2o = pb2(oh)2co3u与与hcl反应：只有反应：

10、只有ge不反应；不反应；sn+2hcl(浓浓)=sncl2 + h2 sn 与稀盐酸反应慢与稀盐酸反应慢pb + 2 hcl = pbcl2 + h22 pb + 6 hcl (浓浓) 2 hpbcl3 + 2 h2三、锗、锡、铅三、锗、锡、铅2 2、性质、性质u与氧化性酸反应：与氧化性酸反应：ge + 4 hno3 (浓浓) = geo2 h2o+ 4 no2 + h2osn + 4 hno3 (浓浓)= h2sno3+ 4 no2 + h2opb + 4 hno3 (浓浓)=pb(no3)2 + 2 no2 + 2 h2o3 pb + 8 hno3(稀稀)=3 pb(no3)2 + 2 n

11、o + 4 h2o 硝酸不能将硝酸不能将 pb 氧化到氧化到 + 4 价态价态 。u与碱反应：与碱反应：pb + 2 oh = pbo22 + h2sn + 2 oh + 2 h2o = sn (oh)42 + h2ge + 2 oh + h2o = geo32 + 2 h2 ge ( ii ) 不稳定，生成不稳定，生成 ge ( iv )三、锗、锡、铅三、锗、锡、铅2 2、性质、性质pb可作耐酸材料：可作耐酸材料：2+a,pb/pb0.126ve 超电势；超电势；pbcl2、pbso4难溶难溶但不耐浓但不耐浓hcl、浓、浓h2so4、hno3、hac，也不耐碱，也不耐碱hpbcl3、pb(h

12、so4)2、pb(no3)2、pb(ac)2、pb(oh)3-铅的可溶化合物有毒铅的可溶化合物有毒铅糖铅糖三、锗、锡、铅三、锗、锡、铅2 2、性质、性质一、碳的氧化物一、碳的氧化物1、co另另：c + h2o = co + h2 混合气体混合气体含含co40，co25，h250 称为水煤气称为水煤气发生发生炉煤气和水煤气都是工业上的燃料气炉煤气和水煤气都是工业上的燃料气制备：制备：空气和水蒸气交替通入红热炭层，得到含空气和水蒸气交替通入红热炭层，得到含co 25%，co2 4%，n2 70%( 体积比体积比)的的发生炉煤气发生炉煤气 18.3 碳的化合物碳的化合物实验室制备：实验室制备： 24

13、h so2hcoohh o co 浓浓24h so22422h c oh o coco浓浓将将 co2和和h2o用固体用固体naoh吸收，得吸收，得co 。纯纯co：4ni(co) (l)ni(s)4co 结构：结构：等电子体：等电子体：n2:c o: :c o:lb.e.=1071.9kjmol-1n2(941.7)，但断开第一个键，但断开第一个键仅需仅需273kjmol-1，远小于，远小于n2(523.3)，故，故co较活泼较活泼一、碳的氧化物一、碳的氧化物1、col偶极矩：偶极矩：:c o: 电负性电负性 配位配位:c o: =0.12d性质：性质：加合性：羰基加合性：羰基羰合物：羰合物

14、：ni(co)4、fe(co)5、co2(co)8；cocl2、cos(碳酰硫碳酰硫)2222hb h o ohb oh o 22hb ocohb co o210k还原性：高温还原金属氧化物还原性：高温还原金属氧化物(g)3co2fe(s)3co(g)(s)ofe232222co pdcl (aq)h opd()co2hcl黑黑色色co的鉴定的鉴定一、碳的氧化物一、碳的氧化物1、co经典的分子结构：经典的分子结构：o=c=o c=o双键键长双键键长124pm (在在ch3cch3中中) c o叁键键长叁键键长113pm co2中，碳、氧之间键长中，碳、氧之间键长116pm c：sp杂化杂化 o

15、432 ：o c o ：等电子体：等电子体：n3-、n2o、no2+、ocn-一、碳的氧化物一、碳的氧化物2、co2专题讨论：氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学对于：对于：rmmo rm ro g2122m(s) 1/2o (g)mo(s) r(s) 1/2o (g)ro(s) gg 更普遍的更普遍的式：式：21m(s) 1/2o (g)m o (s)ababb110.095ght gt图，得近似平行线，称为氧化物的图，得近似平行线，称为氧化物的ellinaham图图专题讨论：氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学转折？转折？2m(g) 1/2o (g)mo(s)专题讨论：

16、氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学对于反应对于反应，不同的还原剂其熵变不同，不同的还原剂其熵变不同-1-1223rm-1-12rm211al(s)o (g)al o (s) 105j molk323mg(s) 1/2o (g)mgo(s) 97j molkss反应熵变与反应反应熵变与反应相近，温度对总反应相近，温度对总反应的的 g影响影响很小，反应方向主要取决于焓变，谓之很小，反应方向主要取决于焓变，谓之焓动力反应焓动力反应-1-1222rm-1-122rm1h (g)o (g)h o(g) 44j molk2c(s)o (g)co (g) 3j molkss温度升高，熵变对反应温

17、度升高，熵变对反应的影响相对弱于的影响相对弱于，即，即h2的还原能力相对增强了的还原能力相对增强了(绝对能力还是减弱了绝对能力还是减弱了)，c基基本没变，谓之本没变，谓之焓熵协同反应焓熵协同反应210.051ghht专题讨论：氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学-1-12rmc(s) 1/2o (g)co(g) 89j molks温度升高，温度升高，c的还原能力绝对增强，称为的还原能力绝对增强，称为熵动力反应熵动力反应210.184ghht碳作为还原剂，碳作为还原剂， 涉及以下三个反应：涉及以下三个反应： (a) 2 co(g) + o2(g) 2 co2(g) (b) c(s) +

18、 o2(g) co2(g) (c) 2 c(s) + o2(g) 2 co (g)-1-1rm,a-1-1rm,b-1-1rm,c172j molk3j molk178j molksss分别为焓动力、焓熵协同、熵动力反应，分别为焓动力、焓熵协同、熵动力反应，以谁为主？以谁为主？作图，温度高于作图，温度高于983k时，以时，以co为主为主800m.p.273 1273 t/k 200400 600(a)(b)(c)(d)ty tz983k rgm / kjmol-|mno专题讨论：氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学 当温度为当温度为ty时，时，(c) (d)两线相两线相交，该温度时两

19、个反应的交，该温度时两个反应的 rgm相等。当相等。当tty时，时，c可以可以将将mno还原还原，且，且产物是产物是co。tz(a)(b)(c) ty (d)正是由于正是由于2c + o2 2 co 反应的存在，反应的存在，才使得才使得碳碳在冶金工业上被广泛用为还原剂。在冶金工业上被广泛用为还原剂。若产生若产生co2，即，即(d)线和线和(b)线相交，线相交，则温度还要高则温度还要高达到达到tz以上以上专题讨论：氧化物还原的热力学专题讨论：氧化物还原的热力学二、碳酸及其盐二、碳酸及其盐 c 采用采用 sp2 等性杂化等性杂化与端与端 o 之间之间：1 个个 键键 1 个个 键键与羟基与羟基 o

20、 之间：之间：2 个个 键键 sp2 pc 采用采用 sp2 等性杂化等性杂化 存在存在64 oho c oh h2co3 co321、结构、结构二元弱酸？二元弱酸？k1=4.410-7，k2=4.710-11+272231coh ohhco4.4 10k32223) coh oh co1.8 10k42331h cohcoh2.6 10k故故h2co3为中强酸为中强酸二、碳酸及其盐二、碳酸及其盐2、碳酸的酸性、碳酸的酸性3、碳酸盐的溶解性：、碳酸盐的溶解性：碱金属碱金属和和(nh4)2co3等易溶于等易溶于水。水。li和其余碳酸盐难溶，酸式盐溶解度大于正盐和其余碳酸盐难溶，酸式盐溶解度大于正

21、盐钟乳石的形成钟乳石的形成nahco3、khco3和和nh4hco3的溶解度相对小些。的溶解度相对小些。原因是原因是hco3分子间有氢键，分子间有氢键，缔合缔合成成双聚酸根造成的。双聚酸根造成的。专题讨论：碳酸盐的沉淀形式专题讨论：碳酸盐的沉淀形式na2co3、nahco3均显碱性，均显碱性， nahco3的的ph=?以碳酸盐沉淀金属离子时，存在两种沉淀剂，以碳酸盐沉淀金属离子时，存在两种沉淀剂，oh-和和co32-，得到哪种沉淀？，得到哪种沉淀？2233cosp,coohsp,ohjkjk，且且，生生成成碱碱式式碳碳酸酸盐盐ohsp,ohjk，生生成成氢氢氧氧化化物物2233ohsp,oh5

22、6cosp,co/10 10/jkjk关键在于关键在于co32-、oh-的计算的计算l对于对于0.1moldm-3na2co3： co32-=0.10moldm-3、oh-=4.510-3moldm-3 (1) 碳酸盐：碳酸盐：ca2+、sr2+、ba2+、ag+ (2) 碱式碳酸盐：碱式碳酸盐：m2(oh)2co3：mg2+、zn2+、cu2+、cd2+、mn2+、pb2+、bi3+、hg2+、co2+、ni2+ (3) 氢氧化物：氢氧化物： fe3+、cr3+、al3+、sn4+、sn2+、sb3+碱式碳酸盐不是碳酸盐和氢氧化物的混合物，如：碱式碳酸盐不是碳酸盐和氢氧化物的混合物，如：cu

23、2(oh)2co3受热受热(100)不分解，而不分解，而cu(oh)2于于80分解分解专题讨论：碳酸盐的沉淀形式专题讨论：碳酸盐的沉淀形式l对于对于0.1moldm-3nahco3： co32-=1.210-3moldm-3、oh-=2.010-6moldm-3oh-浓度降低更多，部分碱式盐沉淀变为碳酸盐浓度降低更多，部分碱式盐沉淀变为碳酸盐 (1) 碳酸盐：碳酸盐：ca2+、sr2+、ba2+、ag+、cd2+、mn2+、ni2+ 、 mg2+ (2) 碱式碳酸盐：碱式碳酸盐：m2(oh)2co3：zn2+、cu2+、pb2+、bi3+、hg2+、co2+ (3) 氢氧化物：氢氧化物： fe

24、3+、cr3+、al3+、sn4+、sn2+、sb3+专题讨论：碳酸盐的沉淀形式专题讨论：碳酸盐的沉淀形式l对于对于co2饱和的饱和的nahco3： (1) 碳酸盐：碳酸盐：ca2+、sr2+、ba2+、ag+、 mg2+ 、cd2+、mn2+、ni2+ 、 zn2+、co2+ (2) 碱式碳酸盐：碱式碳酸盐：m2(oh)2co3：cu2+、pb2+、bi3+、hg2+ (3) 氢氧化物：氢氧化物： fe3+、cr3+、al3+l对于对于co2饱和溶液：饱和溶液： (1) 碳酸盐：碳酸盐：ca2+、sr2+、ba2+、ag+、 mg2+ 、cd2+、mn2+、ni2+ 、 zn2+、co2+

25、、pb2+ (2) 碱式碳酸盐：无碱式碳酸盐：无 (3) 氢氧化物：氢氧化物： fe3+、cr3+、al3+专题讨论：碳酸盐的沉淀形式专题讨论：碳酸盐的沉淀形式常用常用(nh4)2co3、nh4hco3、co(nh2)2作沉淀剂，作沉淀剂，优点在于：优点在于：nh4+易于除去，易于除去，oh-相近，相近，co32-略小略小思考：思考： 0.10moldm-3 nh4hco3溶液各物种的浓度是溶液各物种的浓度是多少？多少？+4323223aa10.100.10nhhcoh onh h o h co /xxkkkxxl特殊地，特殊地，hg22+的沉淀的沉淀2+22323hgcohg co ()hg

26、o()hg()淡淡黄黄色色黄黄色色黑黑色色专题讨论：碳酸盐的沉淀形式专题讨论：碳酸盐的沉淀形式h2co3mhco3m2co34、碳酸盐的热稳定性：、碳酸盐的热稳定性：mco3：m2+的极化能力越强，则越易分解的极化能力越强，则越易分解m2+对对o的反极化作用与的反极化作用与c4+对对o的极化作用的对抗的极化作用的对抗l 同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 beco3 mgco3 caco3 srco3 baco3 分解分解t/ 100 540 900 1290 1360l 过渡金属碳酸盐稳定性差过渡金属碳酸盐稳定性差 caco3 pbco3 znco3 f

27、eco3 分解分解t / 900 315 350 282 价电子构型价电子构型 8e_ (1 8+2)e_ 18e_ (9-17)e_二、碳酸及其盐二、碳酸及其盐1、卤化物：、卤化物： cx4和和cxny4-nl水解：水解：-1422rmcf (g)2h o(g)co4hf= 385kj molg但但cf4动力学稳定，动力学稳定，ccl4高温水解高温水解lcclnf4-n用作制冷剂：氟利昂用作制冷剂：氟利昂破坏臭氧层的元凶破坏臭氧层的元凶lcbrnf4-n用作制冷剂：哈龙用作制冷剂：哈龙灭火剂灭火剂 ccl4也用作灭火剂，但也用作灭火剂，但44naccl4naclc2、硫化物：、硫化物：cs2

28、，常用溶剂，结构同，常用溶剂，结构同co26004224s chcs2h s 2223csna s=na cscs32-：同：同co32-，但不稳定，但不稳定三、碳的卤化物、硫化物与碳化物三、碳的卤化物、硫化物与碳化物3、碳化物：、碳化物：三、碳的卤化物、硫化物与碳化物三、碳的卤化物、硫化物与碳化物l离子型碳化物：与离子型碳化物：与ia、iia、iiia 族金属形成的碳族金属形成的碳化化物，物，不一定有离子键，有典型的金属原子不一定有离子键，有典型的金属原子。离子型。离子型碳化物易被水分解，生成乙炔或甲烷。碳化物易被水分解，生成乙炔或甲烷。c22-：如：如cac2；c4-：如：如al4c3，b

29、e2cmg2c3 + 4 h2o = 2 mg(oh)2 + 形成形成炔炔3chchc al4c3 + 12 h2o = 4 al (oh)3 + 3 ch4 alalalalcccbe2c：反：反caf2结构，即结构，即c4-面心立方面心立方密堆积，密堆积，be2+填于所有四面体空隙填于所有四面体空隙3、碳化物：、碳化物：三、碳的卤化物、硫化物与碳化物三、碳的卤化物、硫化物与碳化物l原子型原子型(共价型共价型)碳化物：碳化物：高硬度：高硬度：sic(硬度为硬度为9)、b4c(打磨金刚石打磨金刚石)；高熔；高熔点；耐腐蚀点；耐腐蚀sic(金刚砂金刚砂)，结构同金刚，结构同金刚石，最稳定的石，最

30、稳定的si的二元化的二元化合物。在空气中能被熔融合物。在空气中能被熔融的碱或碳酸钠所分解。的碱或碳酸钠所分解。sic + 4koh +2o2 k2sio3 +k 2co3 + 2h2osic + 2na2co3 na2sio3 + na2o + 2co(g) + c3、碳化物：、碳化物：三、碳的卤化物、硫化物与碳化物三、碳的卤化物、硫化物与碳化物l金属型碳化物：碳与过渡金属中半径较大的金属金属型碳化物：碳与过渡金属中半径较大的金属所形成。有金属光泽，能传热导电，熔点高，硬度所形成。有金属光泽，能传热导电，熔点高，硬度大大(但脆性也较大但脆性也较大)。这些性质和原有的金属十分相。这些性质和原有的

31、金属十分相似，因此也叫金属化合物。似，因此也叫金属化合物。碳碳化化钨钨锯锯片片wc用于制造高速切削工具用于制造高速切削工具tic用于耐高温涂层用于耐高温涂层一、硅烷一、硅烷通式：通式：sinh2n+2，n1称多硅酸称多硅酸x = 1 ， y = 1 ， h2sio3 (偏偏)硅酸硅酸x = 1 ， y = 2 ， h4sio4 正硅酸正硅酸(原硅酸原硅酸)x = 2 ， y = 1 ， h2si2o5 二偏硅酸二偏硅酸x = 2 ， y = 3 ， h6si2o7 焦硅酸焦硅酸h2sio3制备：制备：=3) 形成一维长链或环状形成一维长链或环状环状：环状： sio3n2n-(n=3) 长链：长

32、链：n n-1，sio32-四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐共用共用2个角氧：个角氧： 硅灰石硅灰石ca3(si3o9)星叶石星叶石na2feti(si4o12) 绿宝石绿宝石be3al2(si6o18)透辉石透辉石camg(sio3)2四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐共用共用2个角氧：链状硅酸根之间，通过阳离子相个角氧：链状硅酸根之间，通过阳离子相互结合成束，即成纤维状硅酸盐，如石棉。互结合成束，即成纤维状硅酸盐，如石棉。 蓝石棉蓝石棉 四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐温石棉温石棉 h4 (mg fe)3 si2o9(注意有注意有oh和和h2o)四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐共用共用3个角

33、氧：个角氧： si:o=1:(1+30.5)=1:2.5通式：通式：si2o5n2n-，层状结构，层状结构白云母白云母kal2(alsi3o10)(oh)2两种两种al：铝氧半径比：铝氧半径比=0.41，既可，既可4配位取代配位取代si的位置，又可的位置，又可6配或配或作为平衡电荷阳离子作为平衡电荷阳离子硅铝酸盐：硅铝酸盐：(al+si):o=1:2.5四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐 金云母金云母 h4k2mg6al2si6o24四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐共用共用2.5个角氧个角氧(共用两个与三个角氧的硅交共用两个与三个角氧的硅交替排列替排列)： si:o=2:(4+1.5)=1:2.

34、75通式：通式：si4o11n6n-，双链，双链(并并4、6元环双链元环双链)透闪石透闪石(并并6元环元环)ca2mg5(si4o11)2(oh)2四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐共用共用4个角氧：个角氧： si:o=1:(40.5)=1:2，骨架状，骨架状(体状体状)结构，结构，sio2为什么会形成种类如此繁多的硅酸盐？为什么会形成种类如此繁多的硅酸盐？地球化学：地壳中含量地球化学：地壳中含量(原子原子clarke值值)：o：53.8%；si：18.2%，不是，不是4:1啊啊四、含氧酸及其盐四、含氧酸及其盐高岭土高岭土 al2o32sio22h2o白云母白云母 k2o3al2o36sio2石

35、石 棉棉 cao3mgo4sio2正长石正长石 k2oal2o36sio2天然沸石：天然沸石：naca0.5(al2si5o14) 10h2o泡沸石：泡沸石：na2o al2o3 2sio2 nh2o(al/si=1)沸石：沸石：al/si=3) 长链：长链：napo3n、sio32-、so3、cro3oa(oh)3层状：云母层状：云母 有限集团：有限集团：p4o10a(oh)4环状环状长链长链双链双链层状层状无限体状无限体状sio2双双链链2. 条件：条件：与与oh的酸性有关。酸性越强，条件越苛刻的酸性有关。酸性越强，条件越苛刻l强酸：以浓强酸：以浓h2so4、p4o10脱水脱水2410h

36、o427p o2hclocl o l中强酸：加热脱水中强酸：加热脱水42272khsok s oh o 2242227h o2nah pona h p o l弱酸：调节弱酸：调节ph即可，如硅酸盐的缩合即可，如硅酸盐的缩合2+21442722cro2hcr oh o 4.2 10k专题讨论：含氧酸盐缩合的规律性专题讨论：含氧酸盐缩合的规律性3. 普遍性：普遍性：latpl卤代硅烷的缩合卤代硅烷的缩合44sirxsir(oh) ()nnnn 水水解解硅硅醇醇缩合一次：硅醚缩合一次：硅醚缩合两次：链状硅油：粘度低，沸点高，用于加缩合两次：链状硅油：粘度低，沸点高，用于加热油浴、真空泵油等热油浴、真

37、空泵油等缩合三次：硅橡胶缩合三次：硅橡胶(无机橡胶无机橡胶)，稳定性。由，稳定性。由n=1, 2, 3物质按一定比例缩合而成，物质按一定比例缩合而成，n=1者在端部，者在端部， n=2者成链，者成链， n=3者成链并交联者成链并交联(交连度可调交连度可调)l分子内脱水形成重键或成环分子内脱水形成重键或成环2h o2524c h ohc h 2h o22 52 5h n(ch ) cooh()hn(ch ) c=o 谷谷氨氨酸酸l脱其它小分子：酯化、成肽、硝化、磺化、脱脱其它小分子：酯化、成肽、硝化、磺化、脱h2等等谷酰胺谷酰胺专题讨论：含氧酸盐缩合的规律性专题讨论：含氧酸盐缩合的规律性一、氧化

38、物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )1、酸碱性：、酸碱性：两种氧化物：两种氧化物：mo和和mo2，mo两性偏两性偏碱，碱，mo2两性偏酸，均不溶于水。氧化物的水化物也两性偏酸，均不溶于水。氧化物的水化物也不同程度的具有两性。在水溶液中有两种电离方式：不同程度的具有两性。在水溶液中有两种电离方式：18.5 锡、铅的化合物锡、铅的化合物 m 2+ + 2 oh m (oh)2 h+ + hmo2 m 4+ + 4 oh m (oh)4 h+ + hmo3 + h2o碱性最强的是碱性最强的是pb(oh)2，酸性最强的是酸性最强的是ge(oh)4 。即：。即：geo2 sno2 pbo2ge(

39、oh)4 sn(oh)4 pb(oh)4geo sno pboge(oh)2 sn(oh)2 pb(oh)2酸性增加酸性增加碱性增加碱性增加一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )2、sn(ii)的还原性的还原性sn+o2、sno+o2sno222snosnosn 无氧无氧4+2+a,sn/sn0.15vesn(ii)为强还原剂，为强还原剂，与氧化性酸作用得与氧化性酸作用得sn(iv)23222(2)h osn4hnosnoh o4noxx -锡酸锡酸 -锡酸？锡酸？4226sncl6h oh sn(oh)4hcl有何区别？有何区别？ 二者均为不溶物，但二者均为不溶物，但 -锡酸溶

40、于酸锡酸溶于酸和碱，和碱， -稀酸不溶于酸；一般认为二者含水量、质稀酸不溶于酸；一般认为二者含水量、质点大小、表面性质不同；高温灼烧后的点大小、表面性质不同；高温灼烧后的sno2不与不与酸碱作用，仅溶于熔融碱酸碱作用，仅溶于熔融碱2-62b,sn(oh) /hsno0.96ve sn(ii)在酸中鉴定在酸中鉴定hgsn(ii)在碱中鉴定在碱中鉴定bi2-3362bi(oh)3sn(oh) 3oh2bi(s,)3sn(oh) 黑黑2-2-22262-2-226sn2hgcl4clhg cl (s,)snclsnhg cl4cl2hg(l,)sncl 白白黑黑sn(oh)3-在浓强碱中歧化：在浓强

41、碱中歧化：2-362sn(oh) sn(oh) sn() 浅浅黑黑色色一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )2、sn(ii)的还原性的还原性3、pb(iv)的氧化性的氧化性pbo、pbo2稳定性差别小：生成焓分别为稳定性差别小：生成焓分别为-219和和-276，故，故pb在空气中加热生成在空气中加热生成pbo。一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )pbo有红色、黄色两种晶型有红色、黄色两种晶型pbo(黄色黄色)又名黄丹、密陀僧，药材又名黄丹、密陀僧，药材488pbo()pbo()红红色色正正方方黄黄色色正正交交37555022334pbopb opb opbo pb

42、2o3混合氧化物：橙色，混合氧化物：橙色，pbo pbo2pb3o4：红色，又称铅丹或：红色，又称铅丹或红丹，为红丹，为pbii2pbivo4如何验证？如何验证？pb3o4+4 hno3=2 pb(no3)2+pbo2( (棕黑棕黑) )+ +2 h2opb(no3)2通过生成通过生成pbcro4黄色沉淀得以证实；黄色沉淀得以证实；pbo2可由反应证实可由反应证实 pbo2+4 hcl = pbcl2 + cl2+ 2 h2o3、pb(iv)的氧化性的氧化性一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )pb(iv)具有强氧化性具有强氧化性5pbo2+2mn2+ + 4 h+=5pb2+2

43、mno4 +2h2o如何制备如何制备pbo2?pbo2用作铅蓄电池的正极，负极为用作铅蓄电池的正极，负极为pb，介质为，介质为h2so4pb(oh)3+clo = pbo2 + cl+ oh+ h2opb(ac)4 + 2h2o = pbo2 + 4hac (最纯最纯)2+a,pb/pb0.126ve 2a,pbo /pb1.455ve2.041v ?e4-244a,pbso /pbpbso2epbso0.356ve 负负极极：4+-2442a,pbo /pbsopbo3h2hso2epbso2h o1.685ve正正极极：3、pb(iv)的氧化性的氧化性一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸(

44、 (盐盐) )4、sn(ii)、pb(ii)盐盐l溶解性：溶解性：易溶盐：易溶盐：pb(ac)2和和pb(no3)2，且均存，且均存在配位作用在配位作用pbso4可溶于可溶于3moldm-3的的hno3，但不溶于相同浓度，但不溶于相同浓度的的hclo4，表明其与，表明其与no3-亦存在配位作用亦存在配位作用pb(ac)n2-n： 1=145， 2=810， 3=2950，表明，表明pb(ac)2很少电离很少电离+3pb(no ) :15.14443424pbso3nh ac()nh pb(ac)(nh ) so饱饱和和一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) )多数难溶：多数难溶：pbcl2，pbi2，pbso4，pbco3，pbcro4等等4、sn(ii)、pb(ii)盐盐l溶解性：溶解性：pb2+的鉴定：黄色的鉴定：黄色pbcro4，可溶于碱，可溶于碱2134343pbcro3ohpb(oh)cropb(oh) :2 10bacro4、srcro4均不溶于碱均不溶于碱一、氧化物、含氧酸一、氧化物、含氧酸( (盐盐) ) pb2+ pb2+ pb(oh) 3- pbcl2(白白) pbso4(白白) pbi2(黄黄) pbcro4 (黄黄) pbcl42- pbhso4 pbi42- pb2+cr2o72-浓浓hcl浓浓h2so4