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第三章 碳族元素

第三章 碳族元素. 3.1 概述. 氧化值. 最大配位数. 单质可形成原子晶体. 金属晶体. 3.2 碳及其化合物. 3.2.1 碳的同素异形体. Hb · O 2 +CO Hb · CO+O 2. 3.2.2 碳的氧化物. CO 具有还原能力和较强配位能力. Hb · H 2 O+O 2 HbO 2 +H 2 O. CO+PdCl 2 +H 2 O == CO 2 +2HCl+Pd. Fe(CO) 5 , Ni(CO) 4 , Co 2 (CO) 8 其中 C 是配位原子。.

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第三章 碳族元素

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Presentation Transcript

  1. 第三章 碳族元素 3.1 概述 氧化值 最大配位数 单质可形成原子晶体 金属晶体

  2. 3.2 碳及其化合物 3.2.1 碳的同素异形体

  3. Hb·O2+CO Hb·CO+O2 3.2.2 碳的氧化物 CO具有还原能力和较强配位能力 Hb·H2O+O2 HbO2+H2O CO+PdCl2+H2O ==CO2+2HCl+Pd Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8 其中C是配位原子。

  4. 1. Mn+电荷高,极易水解，如 Al3+,Fe3 +,Cr3+加入CO32-互相促进,发生双水解反应。 Al2(SO4)3+Na2CO3+H2O == Al(OH)3+Na2SO4+CO2 3.2.3 Mn+与可溶性碳酸盐的反应特点 2. Mn+可水解,其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多,生成碱式盐沉淀，如Be2+,Mg2+,Cu2+。 2 Mg2+ +2 CO32－+H2O ==Mg2(OH)2CO3+CO2 2 Be2+ +2 CO32－+H2O == Be2(OH)2CO3+CO2 3. Mn+水解程度小,碳酸盐溶解度小,生成碳酸盐沉淀， 如Ca2+,Sr2 +,Ba2 +: Ba2 + +CO32－== BaCO3

  5. 3.3 硅的化合物 3.3.1 硅的卤化物 硅常见的卤化物有SiCl4、SiF4，它们均强烈水解： SiCl4+H2O == H4SiO4+HCl 3SiF4+4H2O == H4SiO4+4H++2SiF62－ SiF4 +2HF == H2SiF6 Li2SiF6 、CaSiF6 易溶 Na2SiF6、K2SiF6、BaSiF6难溶 白色沉淀

  6. －H2O 3.3.2 硅酸与硅酸盐 H4SiO4原硅酸 H2SiO3偏硅酸 xSiO2•yH2O 多硅酸 硅酸 胶冻状硅酸 硅胶 硅酸盐结构复杂, 硅氧四面体为基本骨架。 硅酸钠：Na2O•nSiO2 Cu2++ Na2SiO3 == CuSiO3 + 2H+ 泡沸石：Na2O•Al2O3 •2SiO2•nH2O

  7. (a) [SiO4]4－ (b) Si2O76－(c) Si4O128－ (d) Si6O1812－

  8. 3.3.3 沸石分子筛 硅铝酸盐:M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O 孔道→空腔,吸附不同大小的分子 吸附剂: 干燥,净化或分离 催化剂: 催化剂载体 广泛应用于化工,环保,食品,医疗,能源,农业及日常生活,石油化工领域 常见:A型,Y型,X型,M型

  9. 3.4 锡、铅的重要化合物 3.4.1 单质 SnO2 + C == Sn + CO2 白锡 锡 疫 13.2℃以下 灰锡（无定形） ↓161℃以上 脆锡（斜方） == Pb2(OH)2CO3 2Pb+O2+CO2+H2O 警惕，儿童铅中毒！

  10. 3.4.2Sn2+与 Sn(Ⅳ) H2SnCl6 HCl H2O SnCl4 Sn+Cl2(过) H2SnO3+HCl↑ (强烈) S2－ H+ Na2S SnS2 Na2SnS3 SnS2+H2S↑ HCl [SnCl6]2－+H2S↑

  11. H+ SnS32－ SnS2↓+H2S S22－ HCl+Sn(OH)Cl↓ SnS↓ Sn4+ O2 H2O,Cl－ Sn2+ HgCl2 Fe3+ Hg2Cl2↓+Sn4+ OH－ Sn4++Fe2+ Sn2+ Sn(OH)2↓ Hg↓+ Sn4+ OH－ [Sn(OH)3]－ Bi↓+[Sn(OH)6] 2 － Bi3+

  12. 3.4.3 Pb2+的难溶性及Pb(Ⅳ)的氧化性 PbCO3↓ (白) PbCl2 ↓(白) PbSO4 ↓ (白) PbCrO4↓(黄) PbI2 ↓(黄) PbS ↓(黑) PbCO3+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O+CO2↑ PbSO4+OH－(过量) → [Pb(OH)3]－+SO42－ PbSO4+NH4Ac(饱和) → Pb(Ac)3－+SO42－+NH4+ 如何使这些沉淀溶解? 醋酸铅俗名叫“铅糖”,甜,有毒

  13. PbS + HNO3 → Pb2++S↓+NO↑+H2O H2[PbCl4] + H2S↑ PbS+ HCl(浓)== PbS + H2O2 → PbSO4↓+H2O 现出土的古代壁画、泥桶常常是黑的， 因为古代人用铅白作白颜料,铅白与H2S作 用成PbS黑色沉淀,因此可用此法使之变白。

  14. PbCrO4 + HNO3 == Pb2+ +Cr2O72－+ NO3－ PbCl2 、PbI2 溶于热水 PbCl2 + HCl == H2[PbCl4] PbI2 + KI == K2[PbI4] 沉淀互相转化: Na2SO4 KI Pb(NO3)2 PbSO4↓(白) PbI2 ↓(黄) Na2CO3 PbS ↓ PbCO3 ↓(白)

  15. PbO2+HCl(浓) △ PbCl2+ Cl2↑ PbO2 + Mn2++ H+ △MnO42－+ Pb2+ + H2O PbO2(棕黑) 强氧化剂 能氧化HCl,H2SO4,Mn2+ Pb3O4红色 铅丹(2PbO·PbO2) Pb3O4 + HNO3 == Pb(NO3)2 + PbO2+ H2O K2CrO4 PbCrO4↓ 沉淀分离出来:

  16. ⅢAⅣAⅤA B C N Al SiPGaGe As In Sn Sb Tl Pb Bi 3.5 专题讨论 3.4.1 惰性电子对效应 与族数对应的最高氧化态越来越不稳定，与族数差2的氧化态愈来愈稳定 主要是6s2电子对的惰性 ns2np1 ns2np2ns2np3 +1 +2 +3 ns2ns2 ns2

  17. Tl3++ H2S == Tl2S + S + H+ Tl + HCl == TlCl + H2 PbO2 + 4HCl(浓) == PbCl2 + Cl2 + 2H2O PbO2 + 2H2SO4== 2PbSO4 + O2+ 2H2O Ag + 5PbO2+ 2Mn2+ + 4H+== 5Pb2+ +2MnO4－+ H2O 5NaBiO3(s)+2Mn2++14H+ == 2MnO4+5Na++5Bi3++7H2O

  18. 2MO(s)== MO2(s) + M(s)△rG(kJ/mol） 2GeO(s) == GeO2(s) + Ge(s) －122.6 2SnO(s) == SnO2(s) + Sn(s) －7.2 2PbO(s) == PbO2(s) + Pb(s) +162.0 从 热 力 学 上 从 结 构 上

  19. 3.5.2 共价化合物的水解性 1.影响共价化合物水解因素 ① 中心原子价层结构（中心原子所处周期、配位情 况、空轨、半径大小等）。 ② 空间效应（中心原子半径、配体的大小和数量）。 ③ 电负性效应（中心原子与配体电负性的差异）。 2.机理

  20. H4SiO4+4HCl CCl4不水解 SiCl4水解 SiCl4+H2O → H4SiO4+4HCl H2O +H2O －HCl +HCl 四步水解

  21. P(OH)3+3HF 冷水 水解TeF6+6H2OH6TeO6+6HF NF3不水解; PF3水解 H2O + H2O→ → 水解 BCl3 水解SF4(g)+H2O → H2SO3+4HF SF4 SF6 不水解 TeF6

  22. NF3不水解 NCl3水解NCl3+3H2O == NH3+3HClO 反复 NHCl2+HClO NH3 + HClO

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