天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件：第十四章碳族元素

《天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件：第十四章碳族元素》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件：第十四章碳族元素（64頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十四章 碳族元素14-1 碳族元素的通性14-2 碳族元素的單質(zhì)及其化合物14-3 無機(jī)化合物的水解性2022-7-32022-7-31 12022-7-32022-7-32 2元素符號(hào)元素符號(hào)CSiGeSnPb英文名稱英文名稱carbonsiliconGerma- niumtinlead價(jià)電層結(jié)價(jià)電層結(jié)構(gòu)構(gòu)2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2電負(fù)性電負(fù)性2.251.902.01()1.96()1.80()2.33 ()1.87 ()主氧化數(shù)主氧化數(shù)+4(+2)+4(+2)+4,+2+4,+2(+4)+2晶體類型晶體類型原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體2022-7-3

2、2022-7-33 3 1. 1.惰性電子對(duì)效應(yīng)惰性電子對(duì)效應(yīng)：C C，Si +Si +氧化態(tài)穩(wěn)氧化態(tài)穩(wěn)定，定，PbPb是是+氧化態(tài)穩(wěn)定。氧化態(tài)穩(wěn)定。 2. 2.C-C,C-H,C-OC-C,C-H,C-O鍵能鍵能很高很高, ,奠定了有機(jī)化合奠定了有機(jī)化合物眾多的基礎(chǔ)。物眾多的基礎(chǔ)。 3. 3.Si-SiSi-Si鍵能低鍵能低，所以硅鏈不會(huì)太長，硅，所以硅鏈不會(huì)太長，硅化合物比碳化合物少得多?；衔锉忍蓟衔锷俚枚?。 Si-OSi-O鍵能高，對(duì)鍵能高，對(duì)應(yīng)化合物多。應(yīng)化合物多。 4. 4.本族元素單質(zhì)本族元素單質(zhì)易形成同素異形體易形成同素異形體。特點(diǎn)：特點(diǎn)：碳原子的成鍵特征成鍵形式成鍵形式價(jià)鍵

3、結(jié)構(gòu)價(jià)鍵結(jié)構(gòu)化合物舉例化合物舉例spsp3 3雜化雜化4 4個(gè)單鍵個(gè)單鍵C C正四面體正四面體金剛石、金剛石、CHCH4 4CClCCl4 4、C C2 2H H6 6spsp2 2雜化，雜化，2 2個(gè)單個(gè)單鍵，一個(gè)雙鍵鍵，一個(gè)雙鍵C C平面三角形平面三角形石墨、石墨、COClCOCl2 2C C2 2H H4 4、C C6 6H H6 6spsp雜化，雜化，1 1個(gè)單個(gè)單鍵，一個(gè)叁鍵鍵，一個(gè)叁鍵CC直線形直線形C C2 2H H2 2、HCNHCNspsp雜化雜化, ,一個(gè)叁一個(gè)叁鍵鍵,1,1個(gè)孤電子對(duì)個(gè)孤電子對(duì)CC直線形直線形COCO2022-7-32022-7-34 4一、碳族元素在自然

4、界的分布二、碳族元素的單質(zhì)三、氧化物四、含氧酸及其鹽五、氫化物六、鹵化物和硫化物2022-7-32022-7-35 5一、自然界的分布C 單質(zhì)狀態(tài)：主要是金剛石和石墨。 化合物：煤、石油、天然氣、動(dòng)植物、 石灰石、白云石、CO2等。Si 靠Si-O鍵聯(lián)結(jié)成各種鏈狀、層狀和立體狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成各種巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物-土壤和泥砂。Ge、Sn、Pb主以硫化物形式存在。2022-7-32022-7-36 62022-7-32022-7-37 7錫石錫石SnOSnO2 2方鉛礦方鉛礦 PbS PbS 二、碳族元素的單質(zhì)1.1.碳的同素異形體碳的同素異形體 金剛石、石墨、碳原子簇 金剛石 天然存在的最硬的單質(zhì)（

5、硬度：10） 所有單質(zhì)中熔點(diǎn)最高（3823K） 金屬：硬度最大為Cr(硬度：9） 熔點(diǎn)最高為W（368320K）2022-7-32022-7-38 82022-7-32022-7-39 9 原子晶體原子晶體，C C：spsp3 3等等性雜化性雜化，所有價(jià)電子都，所有價(jià)電子都參與了共價(jià)鍵的形成參與了共價(jià)鍵的形成, ,晶體中晶體中沒有自由電子沒有自由電子，因此因此不導(dǎo)電不導(dǎo)電。室溫下對(duì)。室溫下對(duì)所有化學(xué)試劑顯惰性。所有化學(xué)試劑顯惰性。 用途：鉆石、裝飾品，用途：鉆石、裝飾品，鉆頭，磨削工具。鉆頭，磨削工具。2022-7-32022-7-31010混合型晶體混合型晶體- -原子晶體、分子晶體、金屬晶

6、體原子晶體、分子晶體、金屬晶體。石墨晶體石墨晶體spsp2 2雜化與鄰近的雜化與鄰近的3 3個(gè)碳原子共價(jià)鍵相連，構(gòu)成個(gè)碳原子共價(jià)鍵相連，構(gòu)成片層結(jié)構(gòu)片層結(jié)構(gòu)每個(gè)碳原子有一個(gè)未雜化的每個(gè)碳原子有一個(gè)未雜化的p p電子，形成電子，形成大大 鍵鍵 n nn n導(dǎo)電性。導(dǎo)電性。層層之間分子間力結(jié)合的，作用弱，易滑動(dòng)，潤滑性層層之間分子間力結(jié)合的，作用弱，易滑動(dòng)，潤滑性C C6060 ( (足球烯、富勒烯足球烯、富勒烯) )簡介簡介 2022-7-32022-7-31111 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：6060個(gè)碳原子構(gòu)個(gè)碳原子構(gòu)成近似于球形的成近似于球形的3232面體，面體，即由即由1212個(gè)正五邊形個(gè)正五邊形和和2

7、020個(gè)正六邊形個(gè)正六邊形組成。每個(gè)組成。每個(gè)碳原子以碳原子以spsp2 2雜化軌道與雜化軌道與相鄰三個(gè)碳原子相連。相鄰三個(gè)碳原子相連。剩余的剩余的P P軌道在軌道在C C6060的外圍的外圍和腔內(nèi)形成和腔內(nèi)形成大大鍵鍵。其。其形狀酷似足球，故稱作形狀酷似足球，故稱作足球烯足球烯。1996,NobelPrizetoCurlJr.,Kroto,Smalley2022-7-32022-7-31212制備：用純石墨做電極，制備：用純石墨做電極，在氦氣氛中放電，電弧中在氦氣氛中放電，電弧中產(chǎn)生的碳煙沉積在水冷反產(chǎn)生的碳煙沉積在水冷反應(yīng)器內(nèi)壁，此碳煙中有應(yīng)器內(nèi)壁，此碳煙中有C C6060、C C7070

8、等碳原子簇。等碳原子簇。 用途用途: :超導(dǎo)體（嵌入堿超導(dǎo)體（嵌入堿金屬）、有機(jī)軟鐵磁體、金屬）、有機(jī)軟鐵磁體、光學(xué)材料、功能高分子材光學(xué)材料、功能高分子材料、生物活性材料等。料、生物活性材料等。2022-7-32022-7-31313無定形碳無定形碳木炭木炭活性炭活性炭 炭黑：油漆、顏料炭黑：油漆、顏料 焦炭焦炭 ：冶金還原劑：冶金還原劑吸附能力吸附能力3.金剛石的人工合成 C(石墨）（金剛石）fGm/kJmol-1 0 2.9 /gcm-3 2.260 3.515fHm/kJmol-1 O 1.897 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱的體積減小的反應(yīng)欲使反應(yīng)正向進(jìn)行，需采取的措施是？-高溫、高壓、催化劑。高

9、溫、高壓、催化劑。2022-7-32022-7-314144.4.硅、鍺、錫、鉛單質(zhì)硅、鍺、錫、鉛單質(zhì)Si:原子晶體，類似于金剛石，灰黑色，硬、脆，能刻劃玻璃。低溫下穩(wěn)定，只與強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)堿作用，高溫時(shí)可與許多物質(zhì)反應(yīng)。高純硅可作半導(dǎo)體材料。 * Si+2OH- +H2O=SiO32-+2H2Ge：原子晶體，金剛石型晶體結(jié)構(gòu)，比Si活潑，能溶于氧化性酸（濃H2SO4，濃HNO3）中得到Ge（），難溶于NaOH,也不與空氣中的O2、H2O和非氧化性酸作用。高純鍺也是較好的半導(dǎo)體材料。2022-7-32022-7-315152022-7-32022-7-31616SnSn：灰錫灰錫( ()白錫白錫

10、( ()脆錫脆錫( () 白錫白錫: :有延展性金屬有延展性金屬,286,286K K逐步轉(zhuǎn)化為粉末逐步轉(zhuǎn)化為粉末狀灰錫而自行毀壞狀灰錫而自行毀壞( (錫疫錫疫).).馬口鐵為鍍錫薄鐵馬口鐵為鍍錫薄鐵. . Sn+2HCl(Sn+2HCl(熱、濃熱、濃)=)=SnClSnCl2 2+H+H2 2 3Sn+8HNO3Sn+8HNO3 3( (冷、稀冷、稀)=3)=3Sn(NOSn(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O Sn+4HNOSn+4HNO3 3( (濃濃)=)=H H2 2SnOSnO3 3(SnO(SnO2 2H H2 2O)+4NOO)+4NO2 2+H+H

11、2 2O O Sn+2OHSn+2OH- -+2H+2H2 2O= Sn(OH)O= Sn(OH)4 42-2-+H+H2 22022-7-32022-7-31717 Pb: Pb: 質(zhì)軟、密度大（質(zhì)軟、密度大（11.3511.35g gcmcm-3-3),),純鉛在純鉛在空氣中不穩(wěn)定空氣中不穩(wěn)定PbPb（OHOH）2 2或或PbPb2 2（OHOH）2 2COCO3 3 化工廠或?qū)嶒?yàn)室可用鉛做化工廠或?qū)嶒?yàn)室可用鉛做耐酸反應(yīng)器耐酸反應(yīng)器的襯的襯里和儲(chǔ)存、輸送酸液的管道設(shè)備（里和儲(chǔ)存、輸送酸液的管道設(shè)備（ PbCIPbCI2 2、PbSOPbSO4 4等難溶）。不能輸送飲用水等難溶）。不能輸送飲

12、用水( (有毒有毒) )。可輸?？奢斔陀菜陀菜?難溶保護(hù)膜難溶保護(hù)膜PbSOPbSO4 4，PbPb2 2（OHOH）2 2COCO3 3 。 PbPb易溶于稀易溶于稀HNOHNO3 3、濃硫酸、濃硫酸 Pb(HSOPb(HSO4 4) )2 2 和濃鹽酸和濃鹽酸 H H2 2PbCIPbCI4 4 。冷濃冷濃HNOHNO3 3中鈍化中鈍化. .2022-7-32022-7-31818GeGeSnSnPbPb三、氧化物1.1.COCO和和COCO2 22022-7-32022-7-31919制制備備發(fā)生爐煤氣（發(fā)生爐煤氣（C+C+空氣空氣CO+NCO+N2 2）水煤氣水煤氣 C+HC+H2

13、2O O CO+HCO+H2 2實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)室：工業(yè)：工業(yè)：H HC CO OO OH HC CO O+ +H H2 2O OH H2 2C C2 2O O4 4C CO O2 2（N Na aO OH H吸吸收收）+ +C CO O+ +H H2 2O O濃濃H H2 2S SO O4 4濃濃H H2 2S SO O4 4工工業(yè)業(yè)：C Ca aC CO O3 3（石石灰灰石石）C CO O2 2+ +C Ca aO O煅煅燒燒實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室室：C Ca aC CO O3 3+ +2 2H HC Cl lC CO O2 2+ +C Ca aC Cl l2 2+ +H H2 2O O2022-7-3

14、2022-7-32020結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：)()()()()(KK :CO2p22p22p22*s22s2xzy 與與N N2 2是等電子體（是等電子體（1414個(gè)電子）個(gè)電子）思考題：思考題：O O和和C C的電負(fù)性差值較大（的電負(fù)性差值較大（3.44-2.25=0.893.44-2.25=0.89），），但但COCO分子的偶極矩卻很?。ǚ肿拥呐紭O矩卻很小（0.120.12D D），），說明原因。說明原因。3 34 4C CO OO OC CO O2022-7-32022-7-32121COCO的性質(zhì)的性質(zhì)物性：無色、有毒氣體，難溶于水，無味。物性：無色、有毒氣體，難溶于水，無味?；裕夯裕?可

15、燃性可燃性 2 2CO+OCO+O2 2=2CO=2CO2 2 ，藍(lán)色火焰藍(lán)色火焰, ,放出大量熱。放出大量熱。強(qiáng)還原性強(qiáng)還原性 FeO+CO=Fe+COFeO+CO=Fe+CO2 2 ( (冶金）冶金） * * CO+PdCl CO+PdCl2 2+H+H2 2O=COO=CO2 2+2HCl+Pd+2HCl+Pd（檢驗(yàn)檢驗(yàn)COCO存在存在） * * 2Ag(NH 2Ag(NH3 3) )2 2+ +CO+2H+CO+2H2 2O=2Ag+COO=2Ag+CO3 32-2-+4NH+4NH4 4+ +2022-7-32022-7-32222加合性加合性 Ni+4CO=Ni(CO)Ni+4CO

16、=Ni(CO)4 4Ni+4CONi+4CO* * Cu(NHCu(NH3 3 ) )2 2Ac+CO+NHAc+CO+NH3 3 Cu(NHCu(NH3 3) )3 3(CO)Ac(CO)Ac其它反應(yīng)：其它反應(yīng)：CO+2HCO+2H2 2=CH=CH3 3OHOH碳基化合物，碳基化合物， 金屬有機(jī)化學(xué)金屬有機(jī)化學(xué)2022-7-32022-7-32323COCO2 2的性質(zhì)的性質(zhì) 無色、無味（酸味）、不燃、不助燃，可滅無色、無味（酸味）、不燃、不助燃，可滅火，但不能滅火，但不能滅MgMg、AlAl、P P等引起的火災(zāi)。等引起的火災(zāi)。 COCO2 2+Mg=2MgO+C ; 4P+10CO+Mg

17、=2MgO+C ; 4P+10CO2 2=P=P4 4O O1010+10CO +10CO 干冰干冰- -固體固體COCO2 2（分子晶體），制冷劑。分子晶體），制冷劑。 用途：啤酒、飲料、純堿、小蘇打、鉛白等。用途：啤酒、飲料、純堿、小蘇打、鉛白等。2.SiO2.SiO2 2( (俗名：石英、海砂、水晶、碧玉、瑪瑙等）俗名：石英、海砂、水晶、碧玉、瑪瑙等）原子晶體原子晶體, ,Si:O=1:2,Si:O=1:2,熔點(diǎn)高、硬度大、難溶水熔點(diǎn)高、硬度大、難溶水. .2022-7-32022-7-324242022-7-32022-7-32525硅氧四面體硅氧四面體金剛石金剛石 二氧化硅二氧化硅

18、2022-7-32022-7-32626SiOSiO2 2的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)高溫下被高溫下被MgMg、AlAl、B B還原還原 SiOSiO2 2+2Mg(Al+2Mg(Al、B)Si+MgO(BB)Si+MgO(B2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3) )除除F F2 2、HFHF外不與其它外不與其它X X2 2和酸作用和酸作用 SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2OHOH2 2SiFSiF6 6 （腐蝕玻璃）腐蝕玻璃）溶于熱強(qiáng)堿液或熔融溶于熱強(qiáng)堿液或熔融NaNa2 2COCO3 3 SiO SiO2 2+2OH+2OH- -=SiO=SiO

19、3 32-2-+H+H2 2O O SiO SiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 光纜：高純光纜：高純SiOSiO2 2熔融體中拉出的直徑約熔融體中拉出的直徑約100100m的細(xì)絲（光導(dǎo)纖維）的細(xì)絲（光導(dǎo)纖維）光纜光纜3.Sn、Pb的氧化物2022-7-32022-7-32727SnOSnO：難溶于水的黑色固體，兩性。難溶于水的黑色固體，兩性。 SnO+2HCl=SnCl SnO+2HCl=SnCl2 2+H+H2 2O O SnO+2NaOH=Na SnO+2NaOH=Na2 2SnOSnO2 2+H+H2 2O OSnOSnO2

20、 2：難溶水的白色固體難溶水的白色固體, ,兩性偏酸兩性偏酸. . SnO SnO2 2+2NaOH(+2NaOH(熔融熔融)=)=NaNa2 2SnOSnO3 3+H+H2 2O O Pb Pb的的氧化物氧化物PbO(PbO(密陀僧密陀僧):):黃色、難溶于水黃色、難溶于水, ,兩性兩性偏堿。溶偏堿。溶HAcHAc和和HNOHNO3 3PbPb2+2+ Sn Sn的的氧化物氧化物2022-7-32022-7-32828PbOPbO2 2: :暗棕色暗棕色, ,難溶于水難溶于水, ,兩性偏酸，兩性偏酸，強(qiáng)氧化性。強(qiáng)氧化性。 * * PbOPbO2 2+4HCl+4HCl（濃）濃）= =PbCl

21、PbCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O * * 2PbO 2PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4（濃）濃）=2=2PbSOPbSO4 4+O+O2 2+2H+2H2 2O O * * 5PbO5PbO2 2+2Mn+2Mn2+2+4H+4H+ += =2MnO2MnO4 4- -+5Pb+5Pb2+2+2H+2H2 2O O PbO PbO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2PbOPbO3 3+H+H2 2O O2022-7-32022-7-32929工業(yè)上工業(yè)上PbOPbO2 2主要用于制造鉛蓄電池（正極）主要用于制造鉛蓄電池（正極）電極反應(yīng)電極反應(yīng) 負(fù)

22、：負(fù)：PbSOPbSO4 4+2+2- -=Pb+SO=Pb+SO4 42- 2- (=-0.356V=-0.356V） 正：正：PbOPbO2 2+SO+SO4 42- 2- +4H+4H+ +2+2- -=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O O (=1.69V=1.69V） 總反應(yīng)：總反應(yīng)：P Pb bO O2 2+ +P Pb b+ +2 2H H2 2S SO O4 42 2P Pb bS SO O4 4+ +2 2H H2 2O O放放電電充充電電2022-7-32022-7-33030PbPb3 3O O4 4 :(:(鉛丹、紅鉛鉛丹、紅鉛),),紅色粉末紅色粉末. .*

23、 * PbPb3 3O O4 4+4HNO+4HNO3 3=2Pb(NO=2Pb(NO3 3) )2 2+PbO+PbO2 2+2H+2H2 2O O做紅色顏料做紅色顏料, ,油漆船舶和橋梁鋼架油漆船舶和橋梁鋼架. .PbPb3 3O O4 4+8HCl=3PbCl+8HCl=3PbCl2 2+Cl+Cl2 2+4H+4H2 2O OPbPb3 3O O4 4+4HI=2PbI+4HI=2PbI2 2+PbO+PbO2 2+2H+2H2 2O OPbPb3 3O O4 4+8HI=3PbI+8HI=3PbI2 2+I+I2 2+4H+4H2 2O O四、含氧酸及其鹽1.碳酸和碳酸鹽碳酸(H2C

24、O3 ) 二元弱酸 K1=4.210-7（水中主要CO2H2O） K2=5.610-11 碳酸鹽正鹽：銨及堿金屬（Li除外）鹽易溶，余難溶。酸式鹽：大多易溶2022-7-32022-7-331312022-7-32022-7-33232 S(S(難溶正鹽難溶正鹽)S(S(相應(yīng)酸式鹽相應(yīng)酸式鹽) ) S S（CaCOCaCO3 3) SCa(HCO)S(S(相應(yīng)酸式鹽相應(yīng)酸式鹽) ) S(Na S(Na2 2COCO3 3)S(NaHCO)S(NaHCO3 3) )易溶鹽：易溶鹽： NaNa2 2COCO3 3 NaHCO NaHCO3 3 K K2 2COCO3 3 KHCO KHCO3 31

25、00100溶解度溶解度 45 16 156 60 45 16 156 60( (g/100gHg/100gH2 2O)O)2022-7-32022-7-33333* *(2)(2)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性A A 無水碳酸鹽的穩(wěn)定性同族內(nèi)自上而下增加無水碳酸鹽的穩(wěn)定性同族內(nèi)自上而下增加 BeCOBeCO3 3 MgCO MgCO3 3 CaCO CaCO3 3 SrCO SrCO3 3 BaCO BaCO3 3 373K 813K 1170K 1462K 1633K 373K 813K 1170K 1462K 1633KB B 碳酸正鹽碳酸正鹽 碳酸氫鹽碳酸氫鹽 碳酸碳酸C C 堿金屬碳酸鹽堿金屬碳酸鹽

26、 堿土金屬碳酸鹽堿土金屬碳酸鹽 過渡金屬碳酸鹽過渡金屬碳酸鹽 NaNa2 2COCO3 3 CaCO CaCO3 3 CuCO CuCO3 3 難難 1170 1170K 473KK 473K2022-7-32022-7-33434 氫氧化物沉淀：氫氧化物沉淀：S S氫氧化物氫氧化物S S碳酸鹽碳酸鹽 AlAl3+3+、FeFe3+3+、CrCr3+3+、SnSn2+2+、SnSn4+4+、SbSb3+3+等等( (水解性強(qiáng)水解性強(qiáng)) ) 2 2FeFe3+3+3CO+3CO3 32-2-+3H+3H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)3 3+3CO+3CO2 2 堿式碳酸鹽：堿式碳酸鹽

27、：S S氫氧化物氫氧化物 S S碳酸鹽碳酸鹽MgMg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+、BiBi3+3+、ZnZn2+ 2+ 、HgHg2+ 2+ 、CdCd2+2+等等 2 2CuCu2+2+2CO+2CO3 32-2-+H+H2 2O=2CuO=2Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3+CO+CO2 2 碳酸鹽沉淀：碳酸鹽沉淀：S S氫氧化物氫氧化物S S碳酸鹽碳酸鹽CaCa2+2+、SrSr2+2+、BaBa2+2+、NiNi2+2+、AgAg+ +、MnMn2+2+等等( (難水解難水解) ) BaBa2+2+CO+CO3 32-2-=BaCO=BaCO3 32.硅酸

28、和硅酸鹽 硅酸：通式xSiO2YH2O 正硅酸 H4SiO4 偏硅酸 H2SiO3 二偏硅酸 H2Si2O5 焦硅酸 H6Si2O7 K1=3.010-10 ； K2=2.010-12 2022-7-32022-7-33535 Na Na2 2SiOSiO3 3+2HCl=H+2HCl=H2 2SiOSiO3 3+2NaCl+2NaCl* * Na Na2 2SiOSiO3 3+2NH+2NH4 4Cl=HCl=H2 2SiOSiO3 3+2NaCl+2NH+2NaCl+2NH3 32022-7-32022-7-33636 硅膠硅膠 稍透明的白色固態(tài)物質(zhì)，內(nèi)部有很多微小稍透明的白色固態(tài)物質(zhì)，內(nèi)

29、部有很多微小的空隙，內(nèi)表面積很大，有很強(qiáng)的吸附性能，的空隙，內(nèi)表面積很大，有很強(qiáng)的吸附性能，可做吸附劑可做吸附劑 、干燥劑和催化劑載體。、干燥劑和催化劑載體。S Si iO O4 44 4- -+ +H H+ +H H4 4S Si iO O4 4( (可可溶溶單單分分子子硅硅膠膠）放放置置或或加加H H+ +或或加加其其它它電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶膠膠（膠膠體體溶溶液液）或或凝凝膠膠（彈彈性性）脫脫水水硅硅膠膠2022-7-32022-7-33737變色硅膠干燥劑變色硅膠干燥劑用用CoClCoCl2 2溶液浸泡硅酸凝膠，然后干燥活化得到溶液浸泡硅酸凝膠，然后干燥活化得到 CoCl CoCl2 2（無

30、水）無水） CoClCoCl2 26 6H H2 2O O （可再生）可再生）蘭色蘭色藍(lán)紫藍(lán)紫紫紅紫紅粉紅粉紅硅酸鹽a 堿金屬硅酸鹽易溶，余難溶。重金屬硅酸鹽有特征顏色。2022-7-32022-7-33838水水中中花花園園2022-7-32022-7-33939b b SiO SiO2 2 + +不同比例的堿性氧化物共熔，可得不同比例的堿性氧化物共熔，可得到確定組成的硅酸鹽到確定組成的硅酸鹽 最簡單：偏硅酸鹽（最簡單：偏硅酸鹽（NaNa2 2SiOSiO3 3）水玻璃水玻璃 正硅酸鹽（正硅酸鹽（NaNa4 4SiOSiO4 4） 普通玻璃：普通玻璃：NaNa2 2COCO3 3、CaCOC

31、aCO3 3和和SiOSiO2 2共熔得到共熔得到的硅酸鈉和硅酸鈣的混合物。的硅酸鈉和硅酸鈣的混合物。 組成為組成為 NaNa2 2COCO3 3CaCOCaCO3 34 4SiOSiO2 2。加不同金屬氧化物可得不同顏色玻璃。加不同金屬氧化物可得不同顏色玻璃。2022-7-32022-7-34040結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)SiOSiO2 2和硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元均為和硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元均為SiOSiO4 4四面體四面體硅氧四面體硅氧四面體無限長單鏈狀結(jié)無限長單鏈狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根構(gòu)的多硅酸根2022-7-32022-7-34141無限長雙鏈兼環(huán)狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根無限長雙鏈兼環(huán)狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根2022-7-32

32、022-7-34242鋁硅酸鹽鋁硅酸鹽 硅氧四面體中，如有部分硅被鋁取代，則硅氧四面體中，如有部分硅被鋁取代，則網(wǎng)絡(luò)骨架帶負(fù)電，骨架空隙中必須存在中和電網(wǎng)絡(luò)骨架帶負(fù)電，骨架空隙中必須存在中和電荷的陽離子。此礦物即鋁硅酸鹽。荷的陽離子。此礦物即鋁硅酸鹽。 鈉長石：鈉長石：NaNa2 2O OAlAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2 粘土粘土: : AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22 2H H2 2O O 鈉沸石：鈉沸石：NaNa2 2O OAlAl2 2O O3 33SiO3SiO2 22 2H H2 2O O粘粘土土+ +石石灰灰石石燒燒結(jié)結(jié)塊塊水水泥泥1 17 72

33、23 3K K磨磨碎碎CaOCaO鋁酸鹽鋁酸鹽硅酸鹽硅酸鹽 分子篩 沸石分子篩某些籠形的天然硅酸鹽和鋁硅酸鹽可以選擇地吸附一定大小的分子，起到篩分子的作用。 2022-7-32022-7-34343Zeolite Zeolite (Al(Al0.080.08SiSi23.9223.92O O4848) )2022-7-32022-7-34444合成分子篩合成分子篩A A型組成：型組成：NaNa2 2O OAlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 25 5H H2 2O O2022-7-32022-7-34545* *3.3.錫鉛的氫氧化物及含氧酸鹽錫鉛的氫氧化物及含氧酸鹽 SnSn2+2O

34、H-=Sn(OH)2白，兩性 Sn(OH)2+2H+= Sn2+2H2O Sn(OH)2+2OH-= Sn(OH)42-Sn4+4NH3H2O-H2SnO3白,兩性偏酸-錫酸,無定形體,易溶于堿和濃鹽酸 Sn(OH)4+2OH-= Sn(OH)62- Sn(OH)4+6HCl=H2SnCl6+4H2OSn+HNO3(濃)-H2SnO3 白色晶態(tài),兩性偏酸，難溶于酸堿。2022-7-32022-7-346462022-7-32022-7-34747亞錫酸根離子亞錫酸根離子 SnSn（OHOH）4 42-2-為強(qiáng)還原劑為強(qiáng)還原劑 B BSn(OH)Sn(OH)6 62-2-/Sn/Sn（OHOH）

35、4 42-2-=-0.96V-0.96V3Sn(OH)3Sn(OH)4 42-2-+2Bi+2Bi3+3+6OH+6OH- -=2Bi(=2Bi(黑黑)+3)+3Sn(OH)Sn(OH)6 62-2-BiBi3+3+的鑒定反應(yīng)的鑒定反應(yīng)2022-7-32022-7-34848 PbPbPbPb2+2+2OH+2OH- -=Pb(OH)=Pb(OH)2 2白色，兩性偏堿。白色，兩性偏堿。 Pb(OH) Pb(OH)2 2+2HNO+2HNO3 3=Pb(NO=Pb(NO3 3) )2 2+2H+2H2 2O O Pb(OH) Pb(OH)2 2+OH+OH- -=Pb(OH)=Pb(OH)3 3

36、- - Pb(OH) Pb(OH)3 3- -+ClO+ClO- -PbOPbO2 2+Cl+Cl- -+H+H2 2O+OHO+OH- -Pb(OH)Pb(OH)4 4 棕色，兩性，不穩(wěn)定。棕色，兩性，不穩(wěn)定。2022-7-32022-7-34949Ge(OH)Ge(OH)4 4 Sn(OH) Sn(OH)4 4 Pb(OH) Pb(OH)4 4 棕棕 白白 棕棕Ge(OH)Ge(OH)2 2 Sn(OH) Sn(OH)2 2 Pb(OH) Pb(OH)2 2 白白 白白 白白酸酸性性增增強(qiáng)強(qiáng)酸酸 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng)堿堿 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng)堿堿性性增增強(qiáng)強(qiáng)GeGe、SnSn、PbPb氫氧化物的酸

37、堿性氫氧化物的酸堿性五、氫化物C-H化合物，有機(jī)討論Si-H化合物，通式SinH2n+2(n=16)甲硅烷：SiH42022-7-32022-7-35050H HS Si iH HH HH H結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：電負(fù)性電負(fù)性X XC C = 2.25= 2.25X XH H = 2.2= 2.2X XSi Si = 1.9= 1.92022-7-32022-7-35151性質(zhì)性質(zhì)物性：無色、無臭氣體物性：無色、無臭氣體化性：化性：熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 SiH SiH4 4CHCHCH4 4易水解易水解 S Si iH H4 4+ +2 2O O2 2自自燃燃S Si iO O2 2+ +2 2H H2 2

38、O OS Si iH H4 4+ +2 2K KM Mn nO O4 42 2M Mn nO O2 2+ +K K2 2S Si iO O3 3+ +H H2 2O O+ +H H2 22022-7-32022-7-35252SiHSiH4 4制法：制法：GeHGeH4 4: :無色氣體，不穩(wěn)定。無色氣體，不穩(wěn)定。SnSn、PbPb氫化物極少見。氫化物極少見。六、鹵化物C,SiMX4; Ge,Sn,PbMX2,MX41.CCl1.CCl4 4 無色液體，四面體型非極性分子，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 用途：有機(jī)溶劑，滅火劑（如：電器火災(zāi)）。2022-7-32022-7-353532.2.SiX

39、SiX4 4SiFSiF4 4 SiO2+4HF=SiF4+2H2O無色帶刺激性臭味的氣體，易溶于水并水解。 3SiF4+4H2O=H4SiO4+2H2SiF6（酸性H2SO4)2022-7-32022-7-35454NaOHNaOH或或NaCI(NaCI(過過) ) Na Na2 2SiFSiF6 6 （農(nóng)業(yè)殺蟲滅菌劑，木料防腐劑）農(nóng)業(yè)殺蟲滅菌劑，木料防腐劑）NaNa、K K、BaBa的氟硅酸鹽的氟硅酸鹽難溶于水難溶于水LiLi、CaCa的氟硅酸鹽的氟硅酸鹽能溶于水能溶于水2022-7-32022-7-355553 3SiFSiF4 4+2Na+2Na2 2COCO3 3+2H+2H2 2O

40、=2NaO=2Na2 2SiFSiF6 6+H+H4 4SiOSiO4 4+2CO+2CO2 2SiClSiCl4 4: : Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4 SiO SiO2 2+2C+2Cl+2C+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4+2CO+2CO無色無色液體液體，易揮發(fā)，有強(qiáng)烈的刺激性。潮濕空氣中因，易揮發(fā)，有強(qiáng)烈的刺激性。潮濕空氣中因水解產(chǎn)生白色煙霧。水解產(chǎn)生白色煙霧。 SiClSiCl4 4+4H+4H2 2O=HO=H4 4SiOSiO4 4+4HCl+4HCl思考題：產(chǎn)物中是否會(huì)產(chǎn)生思考題：產(chǎn)物中是否會(huì)產(chǎn)生H H2 2SiClSiCl6 6? ?為什么

41、？為什么？3 3、SnSn的鹵化物的鹵化物2022-7-32022-7-35656SnCISnCI2 2 2 2FeFe3+3+Sn+Sn2+2+=2Fe=2Fe2+2+Sn+Sn4+4+ * * 2Sn 2Sn2+2+O+O2 2+4H+4H+ +=2Sn=2Sn4+4+2H+2H2 2O O * * 2HgCl 2HgCl2 2+SnCl+SnCl2 2=SnCl=SnCl4 4+Hg+Hg2 2ClCl2 2 * * HgHg2 2ClCl2 2+SnCl+SnCl2 2= SnCl= SnCl4 4+2Hg+2Hg* *水解：水解：SnClSnCl2 2+H+H2 2O=Sn(OH)C

42、l+HClO=Sn(OH)Cl+HCl 思考題思考題 實(shí)驗(yàn)室如何配制與保存實(shí)驗(yàn)室如何配制與保存SnClSnCl2 2溶液？溶液？S Sn n4 4+ +S Sn n2 2+ +S Sn n0 0. .1 15 54 4- -0 0. .1 13 36 6鑒定鑒定SnSn2+2+ Hg Hg2 2+ +2022-7-32022-7-35757配溶液：配溶液：先將先將SnClSnCl2 22H2H2 2O O溶解在濃鹽酸中，然溶解在濃鹽酸中，然后加水稀釋到所需濃度。目的是抑制水解。后加水稀釋到所需濃度。目的是抑制水解。 SnCISnCI2 2+H+H2 2O=Sn(OH)CI+HCIO=Sn(OH

43、)CI+HCI保存溶液：保存溶液：加錫粒防止氧化加錫粒防止氧化 2 2SnSn2+2+O+O2 2+4H+4H+ +=2Sn=2Sn4+4+2H+2H2 2O O Sn Sn4+4+Sn= +Sn= 2 2SnSn2+2+2022-7-32022-7-35858SnClSnCl4 4 無色無色液體液體, ,共價(jià)化合物共價(jià)化合物, ,溶于有機(jī)溶劑。溶于有機(jī)溶劑。遇水強(qiáng)烈水解，在潮濕空氣中發(fā)煙。遇水強(qiáng)烈水解，在潮濕空氣中發(fā)煙。 SnCl SnCl4 4+2H+2H2 2O=SnOO=SnO2 2+4HCl+4HCl SnCl SnCl4 4+ +（x+2)Hx+2)H2 2O=SnOO=SnO2

44、2xHxH2 2O+4HClO+4HCl在鹽酸中在鹽酸中 SnClSnCl4 4+2HCl=H+2HCl=H2 2SnClSnCl6 6* * 2HgCl 2HgCl2 2+SnCl+SnCl2 2+2HCl=H+2HCl=H2 2SnClSnCl6 6+Hg+Hg2 2ClCl2 2* * HgHg2 2ClCl2 2+SnCl+SnCl2 2+2HCl=H+2HCl=H2 2SnClSnCl6 6+2Hg+2Hg 思考題：思考題：HgClHgCl2 2 過量和過量和 SnClSnCl2 2過量，最終過量，最終產(chǎn)物是否相同？產(chǎn)物是否相同？4.4.PbPb的鹵化物的鹵化物 PbCl2:白色,易

45、溶于沸水和濃鹽酸 PbCl2 +2HCl=H2PbCl42022-7-32022-7-35959PbI2: 黃色絲狀有亮光 易溶于沸水和KI。 PbI2+2KI=K2PbI4PbCl4:低溫存在PbO2+4HCl(PbCl4)PbCl2+Cl2 七、七、SnSn、PbPb的硫化物的硫化物 SnS SnS2 PbS 顏色 暗棕 黃色 黑色 酸堿性 弱堿 弱酸 弱堿Na2S ;(NH4)2S SnS32- Na2S2 ;(NH4)2S2 SnS32- 2022-7-32022-7-36060SnSSnS3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2S+SnSS+SnS2 22022-7-32022

46、-7-36161PbS+4HClPbS+4HCl（濃）濃）= =H H2 2S+HS+H2 2PbClPbCl4 4 3PbS+8H3PbS+8H+ +2NO+2NO3 3= =3Pb=3Pb2+2+3S+2NO+4H+3S+2NO+4H2 2O OPbS+4HPbS+4H2 2O O2 2=PbSO=PbSO4 4+4H+4H2 2O O八、鉛的一些含氧酸鹽八、鉛的一些含氧酸鹽易溶鹽：Pb(NO3)2 , Pb(Ac)2(有毒）難溶鹽： PbSO4（白），制白色油漆 PbSO4+H2SO4 (熱、濃)=Pb(HSO4)2PbSO4+2NH4Ac(飽和)=Pb(Ac)2+(NH4)2SO4Pb

47、SO4+3NaOH(過量、熱)=NaPb(OH)3+Na2SO42022-7-32022-7-362622022-7-32022-7-36363PbCrOPbCrO4 4 黃黃( (鉻黃顏料的主成分鉻黃顏料的主成分) )PbPb2+2+CrO+CrO4 42-2-=PbCrO=PbCrO4 4（中性或微酸性中形成）中性或微酸性中形成） 鑒定鑒定PbPb2+2+或或CrOCrO4 42-2-離子離子能溶于能溶于NaOHNaOH及強(qiáng)酸及強(qiáng)酸PbCrOPbCrO4 4+3NaOH=NaPb(OH)+3NaOH=NaPb(OH)3 3 +Na+Na2 2CrOCrO4 42 2PbCrOPbCrO4 4+4HNO+4HNO3 3=2Pb(NO=2Pb(NO3 3) )2 2+H+H2 2CrCr2 2O O7 7+H+H2 2O O PbCO PbCO3 3白，有毒，用于防銹油漆和陶瓷工業(yè)。白，有毒，用于防銹油漆和陶瓷工業(yè)。2022-7-32022-7-36464習(xí)題：習(xí)題：14-1114-1114-1214-1214-1714-1714-1814-18