硼鋁碳硅鍺錫鉛

1、第八章硼鋁碳硅鍺錫鉛第一節(jié)硼族元素及硼單質(zhì)一、教學(xué)目標(biāo)1. 掌握硼族元素的根本性質(zhì)。2. 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，使學(xué)生能掌握硼族元素的特性。3. 了解硼族元素的電勢(shì)圖4. 掌握硼元素的構(gòu)型。5. 掌握單質(zhì)硼的物理及化學(xué)性質(zhì)二、 教學(xué)重點(diǎn)硼族元素根本性質(zhì)單質(zhì)硼的化學(xué)性質(zhì)三、 教學(xué)難點(diǎn)硼族元素的電勢(shì)圖單質(zhì)硼的化學(xué)性質(zhì)一、硼族元素根本性質(zhì)第川A族包括硼、鋁、鎵、銦和鉈五種元素。其中除硼是非金屬元素外，其余的都是金屬元素，且其金屬性隨著原子序數(shù)的增加而增強(qiáng)。硼族元素的一些根本性質(zhì)列于下表中。性質(zhì)硼(B)鋁(Al)傢(Ga)銦(In)鉈(Tl)原子序數(shù)513314981原子量10.8126.9869.

2、72114.82204.38價(jià)電子構(gòu)型2s22p12 13s23p12 14s 4p2 15s25p12 16s26p1主要氧化態(tài)+3,0+3,0+3,(+1),0+3,+1,0(+3),+1,0共價(jià)半徑pm88125125150155離子半徑(pm)M +m3+2351621328114495第一電離勢(shì)kJ/mol800.6577.6578.8558.3589.3電負(fù)性2.041.611.811.782.04二、硼族元素的特性本族元素原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為 ns2np1,常見(jiàn)氧化態(tài)為+3和+1,隨原子序數(shù) 的遞增，ns2電子對(duì)趨于穩(wěn)定，特別是6s上的2個(gè)電子穩(wěn)定性特別強(qiáng)。使得從硼 到鉈高氧化數(shù)

3、+m 穩(wěn)定性依次減小，即氧化性依次增強(qiáng)；而低氧化數(shù) +1穩(wěn)定性 依次增強(qiáng)，其復(fù)原性依次減弱。例如：Tl川是很強(qiáng)的氧化劑，而Tl I 很穩(wěn)定, 其化合物具有較強(qiáng)的離子鍵特性。+川氧化態(tài)的硼族元素具有相當(dāng)強(qiáng)的形成共價(jià)鍵的傾向。硼因原子半徑較小，電負(fù)性較大，使其共價(jià)傾向最強(qiáng)，其它的硼族元素成鍵時(shí)表現(xiàn)為極性共價(jià)鍵。硼族元素的價(jià)電子層有4條軌道ns、npx、npy、npz，而只有3個(gè)價(jià)電子，這種價(jià)電子層中價(jià)軌道數(shù)超過(guò)價(jià)電子數(shù)的原子稱(chēng)為缺電子原子，中心原子價(jià)軌道數(shù)超過(guò)成鍵電子對(duì)數(shù)的化合物稱(chēng)為缺電子化合物。如本族+川價(jià)單分子化合物BF3、AICI3等。缺電子原子在形成共價(jià)鍵時(shí)，往往采用接受電子形成雙聚分子或

4、 穩(wěn)定化合物和形成多中心鍵即較多中心原子靠較少電子結(jié)合起來(lái)的一種離域共 價(jià)鍵的方式來(lái)彌補(bǔ)成鍵電子的缺乏。三、硼族元素電勢(shì)圖F面列出了硼族元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖H3B03 T3 B-0.55 r 一2十 O 45EtAB(0H)-bAL (0ffl3 £ 31 Al 亂(OH)：亠QGa(OH)4 L5£ gaI聲匕竺i孑匕X並J；寸土T1 (OH)嚴(yán)益T1 Coh-)zQ44t1-D.34|1 ?E T匚_ - £5丁 I四、硼元素硼原子的價(jià)電子構(gòu)型是2s22p1,它能提供成鍵的電子是2s12p1x2p1y,還有一個(gè) 空軌道。硼在化合物的分子中配位數(shù)為 4還是3,取

5、決于sp3或sp2雜化軌道中T 鍵的數(shù)目。同硅一樣，它不能形成多重鍵，而傾向于形成聚合體，例如通過(guò)B-O-B 鏈形成B2O3或H3BO3或硼酸鹽的龐大 分子硼原子成鍵有三大特性：1共價(jià)性一以形成共價(jià)化合物為特征；2缺電 子性一除了作為電子對(duì)受體易與電子對(duì)供體形成c配鍵以外，還有形成多中心鍵的特征；3多面體習(xí)性一晶態(tài)硼和許多硼的化合物為多面體或多面體的碎片 而成籠狀或巢狀等結(jié)構(gòu)。這種多面體習(xí)性同它能形成多種類(lèi)型的鍵有關(guān)。硼的化學(xué)主要表現(xiàn)在缺電子性質(zhì)上。五、單質(zhì)硼無(wú)定形和粉末狀硼比較活潑，而晶態(tài)硼惰性較大。1與氧的作用4B + 302 _±2B2O3 ArH °=-2887kJ

6、mol-1無(wú)定形硼在空氣中燃燒，除生成 B2O3以外，還可生成少量BN。從硼的燃燒熱 及B-0鍵的鍵能(561590kJ.mol-1)可知硼與氧的親和力超過(guò)硅，所以它能從許 多穩(wěn)定的氧化物(如SiO2,P2O5,H2O等)中奪取氧而用作復(fù)原劑。它在煉鋼工業(yè) 中用作去氧劑。(2) 與非金屬作用無(wú)定形硼在室溫下與F2反響得到BF3，加熱時(shí)也能與Cl2、Br2、S和N2反響, 分別得到BCI3、BB® B2S3和BN (在1473K以上)。它不與 出作用。2B + 3F2=2BF3(3) 與酸的作用它不與鹽酸作用，僅被氧化性酸，如濃 HNO3、濃H2SO4和王水所氧化：B + 3HNO3一

7、 H3BO3 + 3NO2 T2B + 3H2SO4 = 2H3BO3 + 3SQ T(4) 與強(qiáng)堿作用無(wú)定形硼與NaOH有類(lèi)似硅那樣的反響：2B + 6NaOH 2Na3BO3 + 3H2 t(5) 與金屬作用硼幾乎與所有金屬都生成金屬型化合物。它們的組成一般為M4B、M2B、MB、M3B4、MB2及MB6，女口 Nb3B4、C“B、LaB6、等。這些化合物一般都很 硬，且耐高溫、抗化學(xué)侵蝕，通常它們都具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。第八章硼鋁碳硅鍺錫鉛第三節(jié)硼的化合物一、教學(xué)目標(biāo)1. 掌握硼的氫化物的理化性質(zhì)。2. 掌握硼氫配合物的物理及化學(xué)性質(zhì)。3. 掌握鹵化硼的物理化學(xué)性質(zhì)二、教學(xué)重點(diǎn) 掌握

8、硼的氫化物的理化性質(zhì)。三、教學(xué)難點(diǎn) 掌握硼氫配合物的物理及化學(xué)性質(zhì)。硼的氫化物-硼烷一：硼烷的概況用類(lèi)似于制硅烷的方法已制得二十多種硼的氫化物-硼烷。硼烷在組成上與硅 烷、烷烴相似，而在物理、化學(xué)性質(zhì)方面更像硅烷。碳、硅、硼的氫化物的物理性質(zhì)的比較硼烷烷烴硅烴化合物熔點(diǎn)/K沸點(diǎn)/K化合物熔點(diǎn)/K沸點(diǎn)/K化合物熔點(diǎn)/K沸點(diǎn)/KB2H6107.5180.5CH490110SiH488161C2H6101184.7Si2H6141258C3H883228Si3H8156326B4H10153291C4H10148272.5Si4H10189380B5H9226.4321C5H12141309.2Si

9、5H12-> 373B5H11150336C6H14178.7342Si6H14-> 373B6H10210.7383-C7H16183.0371.4-B10H14372.6486C10H22241447-硼烷有BnHn+4和BnHn+6兩大類(lèi)，前者較穩(wěn)定。在常溫下，B2H6及B4H1O為氣 體，B5B8的硼烷為液體，B10H14及其它高硼烷都是固體。常見(jiàn)硼烷的物理性質(zhì)見(jiàn)下表。分子式B2H6B4H10B5H9B5H11B6H10B10H14名稱(chēng)乙硼烷丁硼烷戊硼烷-9戊硼烷-11已硼烷癸硼烷室溫下?tīng)顟B(tài)氣體氣體液體液體液體固體沸點(diǎn)/K180.5291321336383486熔點(diǎn)/K10

10、7.5153226.4150210.7372.6溶解情況易溶于乙醚易溶于苯易溶于苯-易溶于苯易溶于苯水解情況室溫下很快室溫下緩慢363K，三天尚未水解完全-363K 時(shí) 16小時(shí)尚未 水解完全室溫緩慢加熱較快穩(wěn)定性373K以下穩(wěn)定不穩(wěn)定很穩(wěn)定室溫分解室溫緩慢分解極穩(wěn)定硼烷多數(shù)有毒、有氣味、不穩(wěn)定，有些硼烷加熱即分解。硼烷水解即放出H2,它們還是強(qiáng)復(fù)原劑，如與鹵素反響生成鹵化硼。在空氣中劇烈地燃燒且放出大量 的熱。因此，硼烷曾被考慮用作高能火箭燃料。如：B2H6 + 302 =!ffi=B2O3 + 3H2OrH 匚-2166kJmol-1B2H6 + 6X2 2BX3 + 6HX組成相當(dāng)于CH

11、4和SiH4的BH3是否能瞬時(shí)存在，至今還是個(gè)疑問(wèn)，制備反響 中得到的是BH3的二聚體B2H604BF3 Et20 + 3NaBH42B2H6T + 3NaBF+ 4Et?0、乙硼烷的性質(zhì)1. 分子結(jié)構(gòu)在B2H6分子中，每個(gè)B原子都采用sp3雜化，4條雜化軌道中2條與兩個(gè)H 原子形成c鍵，這4個(gè)c鍵在同一平面。另兩條雜化軌道和另一個(gè)硼原子的兩條 雜化軌道以及另兩個(gè)氫的1s軌道重疊并分別共用2個(gè)電子，形成了垂直于上述 平面的兩個(gè)三中心二電子鍵，一個(gè)在平面之上，另一個(gè)在平面之下見(jiàn)圖13-26。每個(gè)三中心二電子鍵是由一個(gè)氫原子和兩個(gè)硼原子共用2個(gè)電子構(gòu)成的，又稱(chēng)硼氫橋鍵圖13-26 B2H6的分子結(jié)

12、構(gòu)這種三中心二電子鍵是由三個(gè)原子2個(gè)B，1個(gè)H軌道組成三個(gè)分子軌道成鍵、反鍵、非鍵軌道其能級(jí)與原來(lái)的硼原子的一樣，而讓2個(gè)電子填充在 成鍵軌道上形成的見(jiàn)圖13-27。在B2H6分子中共有兩種鍵：B-H2c-2e硼氫鍵J.和；上3c-2e氫橋鍵。圖13-27 3c-2e鍵中分子軌道能級(jí)圖2性質(zhì):乙硼烷受熱容易分解，它的熱分解產(chǎn)物很復(fù)雜，有B4H10、B5H9、B5H11和B10H14等，控制不同條件，可得到不同的主產(chǎn)物。如：2B2H61 B4H10 + H2它遇水立即發(fā)生水解:B2H6 + 6H2O2H3BO3 J + 6H T乙硼烷是缺電子化合物，屬路易斯酸，它可以與路易斯堿化合，如:B2H6

13、 + 2LiH =2LiBH 4B2H6 + 2CO 匚;；2H3B CO與NH3反響產(chǎn)物復(fù)雜，由反響條件決定:高週過(guò)量三：高硼烷的分子結(jié)構(gòu)B在高硼烷中，除了 B-H(2c-2e)硼氫鍵和-；】(3c-2e)氫橋鍵這兩種鍵以外，還可能有：B-B(2c-2e)硼-硼鍵,上(3c-2e)開(kāi)口三中心鍵(硼橋鍵)和(或B/ 門(mén)(3c-2e)閉合三中心鍵(閉合硼鍵)。所以硼烷分子中常見(jiàn)的鍵型共有五種。高硼烷的分子構(gòu)型為正二十面體，或?yàn)椴煌暾亩骟w碎片(去掉一個(gè)或幾個(gè) 頂角)所具有的巢狀或蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖13-28)圖13-28巢狀硼烷結(jié)構(gòu)硼氫配合物B2H6與LiH反響，將得到一種比B2H6的復(fù)原性更

14、強(qiáng)的復(fù)原劑硼氫化鋰 LiBH4。 讓過(guò)量的NaH與BF3反響，或讓NaH與硼酸三甲脂BOCH33反響，可得到硼 氫化鈉NaBH4。2LiH + B2H6 =2LiBH44NaH + BF3 一 NaBH4 + 3NaF4NaH + BOCH33 = NaBH4 + 3NaCH3O硼氫化物都是白色鹽型化合物晶體，能溶于水或乙醇，無(wú)毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 由于其分子中有BH4離子即H-離子，它們是極強(qiáng)的復(fù)原劑。在復(fù)原反響中，它 們各有選擇性例如NaBH4只復(fù)原醛、酮和酰氯類(lèi)且用量少，操作簡(jiǎn)單，對(duì)溫度 又無(wú)特殊要求，在有機(jī)合成中副反響少，這樣就使得一些復(fù)雜的有機(jī)合成反響變 得快而簡(jiǎn)單，并且產(chǎn)品質(zhì)量好。它

15、在制藥、染料和精細(xì)化工制品作為制氫化物的起始原料的生產(chǎn)中已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。LiBH 4的燃燒熱很高，可作火箭燃料鹵化硼硼的四種鹵化物BX3均已制得,它們的一些物理性質(zhì)列于表13-30中.表13-30鹵化硼的一些物理性質(zhì)名稱(chēng)BF3BCl3BBr3BI3狀態(tài)(室溫)氣體液(略加壓)液體固體熔點(diǎn)/(K)146166227316沸點(diǎn)/(K)172285364483它們都是共價(jià)化合物，易溶于非極性溶劑，都易于水解這些化合物都是缺電子化 合物，是很強(qiáng)的路易士酸，因此，都易于和具有孤電子對(duì)的物質(zhì)如 HF、NH3、醚、醇 以及胺類(lèi)等反響，有的形成加合物BCI3遇水強(qiáng)烈地水解：BCl3(l) + 3H 2

16、0(1) = H3BO3G) + 3HCI(aq)第八章硼鋁碳硅鍺錫鉛第四節(jié) 硼酸及酸式鹽一、教學(xué)目標(biāo)1. 掌握氟硼酸的性質(zhì)。2. 掌握硼的氧化物的性質(zhì)。3. 掌握硼酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4. 掌握硼砂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)5 掌握硼的其它化合物的性質(zhì)二、教學(xué)重點(diǎn)1. 硼的氧化物的性質(zhì)。2. 硼砂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)三、 教學(xué)難點(diǎn)硼砂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氟硼酸當(dāng)BF3遇水那么形成1:1或1:2的加合物。只有在較小量BF3通入水時(shí)，才能得到氟硼酸溶液4BF 3 + 3H 203BF4 + 3H + + HsBO它是一種強(qiáng)酸，僅以離子狀態(tài)存在于水溶液中。銅、錫、鉛、鎘、鈷、鐵、鎳等金屬的氟硼 酸鹽用于電鍍，速度快，鍍層質(zhì)量好，又省

17、電。硼的氧化物三氧化二硼 BQ的熔點(diǎn)為72OK沸點(diǎn)為2523K；易溶于水，形成硼酸：B2Q + 3H 202HB0但遇熱的水蒸氣可生成易揮發(fā)的偏硼酸：B2Q + H 20g2HB0g由于B-0鍵能大，即使在高溫下也只能被強(qiáng)復(fù)原劑鎂或鋁所復(fù)原。熔融玻璃體B2Q可以溶解多種金屬氧化物得到有特征顏色的玻璃，也用此來(lái)作定性鑒定。硼酸一：結(jié)構(gòu)如果說(shuō)構(gòu)成二氧化硅、硅酸和硅酸鹽的根本結(jié)構(gòu)單元是Si04四面體，那么，構(gòu)成三氧化二硼、硼酸和多硼酸的根本結(jié)構(gòu)單元是平面三角形的B0見(jiàn)圖13-30，a和四面體的B0見(jiàn)圖13-32。在HB0的晶體中，每個(gè)硼原子用3個(gè)sp2雜化軌道與3個(gè)氫氧根中的氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合見(jiàn)圖

18、13-30，b。每個(gè)氧原子除以共價(jià)鍵與一個(gè)硼原子和一個(gè)氫原子 相結(jié)合外，還通過(guò)氫鍵同另一HPQ單元中的氫原子結(jié)合而連成片層結(jié)構(gòu)如圖13-30，C，層與層之間那么以范德華力相吸引。硼酸晶體是片狀的，有滑膩感，可作潤(rùn)滑劑。硼酸的這種締合結(jié)構(gòu)使它在冷水中的溶解度很小273K時(shí)為6.359/100g水；加熱時(shí)，由于晶體中的部分氫鍵被破壞，其溶解度增大373K時(shí)為27.6g/100g水。圖13-30 B0 3及HB0結(jié)構(gòu)示意圖二：性質(zhì)硼酸HB0為白色片狀晶體，微溶于水，在熱水中溶解度明顯增大，這是由于受熱時(shí)，晶體中的氫鍵局部斷裂所致。HB0是一元弱酸，Ka= 6X 10-10。它之所以有酸性并不是因?yàn)樗?/p>

19、本身給出質(zhì)子，而是由于硼是缺電子原子，它加合了來(lái)自H20分子的0H其中氧原子有孤電子對(duì)而釋出H離子。X0鞏Qg + H20 二HO-B y OHY + ATQH利用HBO的這種缺電子性質(zhì)，參加多羥基化合物(如甘油或甘露醇等)，可使硼酸的酸性大為增強(qiáng)：RH-C-OZ+ H+ + 3也0H-C-OH2H-C-OH所生成的配合物的 27.08 X 10_6，此時(shí)溶液可用強(qiáng)堿以酚酞為指示劑進(jìn)行滴定。常利用硼酸和甲醇或乙醇在濃HSQ存在的條件下，生成揮發(fā)性硼酸酯燃燒所特有的綠色火焰來(lái)鑒別硼酸根。H3BO + 3CH3O= B(OCh3) 3 + 3H2OHBO與強(qiáng)堿NaOH中和，得到偏硼酸鈉 NaBO,

20、在堿性較弱的條件下那么得到四硼酸鹽, 如硼砂NstB4O 10H2O,而得不到單個(gè) BO3-離子的鹽。但反過(guò)來(lái)，在任何一種硼酸鹽的溶液 中加酸時(shí)，總是得到硼酸，因?yàn)榕鹚岬娜芙舛容^小，它容易從溶液中析出。加熱灼燒HBO時(shí)起以下變化：57SJTfBOHBO> E2QHQH-BIO IEIOH多硼酸鹽-硼砂一：結(jié)構(gòu)硼酸同硅酸相似，可縮合為鏈狀或環(huán)狀的多硼酸xB2QyH2 O,所不同的是在多硅酸中，只有SiO4四面體這一種結(jié)構(gòu)單元，而在多硼酸中有兩種結(jié)構(gòu)單元，一種即前述BQ平面三角形，另一種系硼原子以sp3雜化軌道與氧原子結(jié)合而成的BO四面體。在多硼酸中最重要的是四硼酸。實(shí)驗(yàn)證明四硼酸根B4O5

21、(OH)42-離子的結(jié)構(gòu)如圖13-31所示。0/H0.O2_圖13-31 B 4O5(OH)4 _離子的立體結(jié)構(gòu)二：性質(zhì)除IA族金屬元素以外，多數(shù)金屬的硼酸鹽不溶于水。多硼酸鹽與硅酸鹽一樣，加熱 時(shí)容易玻璃化。最常用的硼酸鹽即硼砂。它是無(wú)色半透明的晶體或白色結(jié)晶粉末。在它的晶體中， B4O(OH)42-離子通過(guò)氫鍵連接成鏈狀結(jié)構(gòu)，鏈與鏈之間通過(guò) Na+離子鍵結(jié)合，水分子存在于鏈之間，所以硼砂的分子式按結(jié)構(gòu)應(yīng)寫(xiě)為NazBO(OH)4.8H2O硼砂在枯燥空氣中容易風(fēng)化，加熱到623673K時(shí)，成為無(wú)水鹽，繼續(xù)升溫至1151K那么熔為玻璃狀物。它風(fēng)化時(shí)首先失去鏈之間的結(jié)晶水，溫度升高，那么鏈與鍵之間

22、的氫鍵因失水而被破壞，形成牢固的偏硼酸骨架。硼砂同B2O3一樣，在熔融狀態(tài)能溶解一些金屬氧化物，并依金屬的不同而顯出特征的顏色(硼酸也有此性質(zhì))。例如：NazBG + CoO2NaBOCo(BC2)2(藍(lán)寶石色)因此，在分析化學(xué)中可以用硼砂來(lái)作“硼砂珠試驗(yàn)，鑒定金屬離子。此性質(zhì)也被應(yīng)用于搪瓷和玻璃工業(yè)(上釉、著色)和焊接金屬(去金屬外表的氧化物)。硼砂還可以代替 BC3用于制 特種光學(xué)玻璃和人造寶石。硼酸鹽中的B-O-B鍵不及硅酸鹽中的 Si-O-Si鍵牢，所以硼砂較易水解。它水解時(shí)， 得到等物質(zhì)的量的 H3BO和B(OH)4 ,2-B4Q(OH)4 + 5H 2O2HBO + 2B(OH)

23、4這種水溶液具有緩沖作用。硼砂易于提純，水溶液又顯堿性， 所以分析化學(xué)上常用它來(lái)標(biāo)定酸的濃度。硼砂還可以作肥皂和洗衣粉的填料。硼的其它化合物一：過(guò)硼酸鹽將硼酸鹽與 反響或者讓 HBO與堿金屬的過(guò)氧化物反響，都可以得到過(guò)硼酸鹽。如HsBO + Na2Q + HCl + 2H 2。NaBO 4H 2O + NaCl過(guò)硼酸鈉NaBO 4H2O是強(qiáng)氧化劑，水解時(shí)放出 H2Q,用于漂白羊毛、絲、革和象牙 等物或加在洗衣粉中作漂白劑。過(guò)硼酸鈉的分子結(jié)構(gòu)尚未弄明白，可看作是含 HQ的水合物NaBO H2Q3H2Q它是無(wú)色晶體，加熱失水后成為黃色固體。二:氮化硼將硼砂與NHCI 同加熱，再用鹽酸、熱水處理、可

24、得到白色固體氮化硼B(yǎng)NNa 2B4O + 2NH 4CI2NaCI + B 2Q + 2BN + 4H 2。在高溫下用硼和氨或氮作用也可得 BN BN具有石墨型晶體結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的硼原子和 氮原子均采取sp2雜化軌道相互結(jié)合。結(jié)構(gòu)中 B-N基團(tuán)同C-C基團(tuán)是等電子體。BN耐腐蝕、 熱穩(wěn)定性好，在3272K的高溫下仍保持穩(wěn)定的固體狀態(tài)。 它的電阻大，導(dǎo)熱率大，絕緣性能 好。當(dāng)前它主要用作潤(rùn)滑材料，耐磨材料，電氣和耐熱的涂層材料。在咼溫咼壓下，石墨晶形的 BN可轉(zhuǎn)化為金剛石型立方晶系的BN。這種金剛石結(jié)構(gòu)的BN的硬度可與金剛石的硬度相比較。第八章硼鋁碳硅鍺錫鉛第四節(jié)鋁及其化合物一、教學(xué)目標(biāo)1. 掌握單

25、質(zhì)鋁的性質(zhì)。2. 掌握鋁的氧化物的性質(zhì)。3. 掌握氫氧化鋁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4. 掌握鋁鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)二、教學(xué)重點(diǎn)1. 掌握單質(zhì)鋁的性質(zhì)。2. 掌握氫氧化鋁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)三、教學(xué)難點(diǎn)1. 掌握單質(zhì)鋁的性質(zhì)。2. 掌握氫氧化鋁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)四、教學(xué)過(guò)程金屬鋁鋁是銀白色金屬,熔點(diǎn)930K,沸點(diǎn)2700K.具有良好的導(dǎo)電性和延展性，也是光和 熱的良好反射體.鋁最突出的化學(xué)性質(zhì)是親氧性，同時(shí)它又是典型的兩性元素。鋁一接觸空氣或氧氣，其外表就立即被一層致密的氧化膜所覆蓋，這層膜可阻 止內(nèi)層的鋁被氧化，它也不溶于水，所以鋁在空氣和水中都很穩(wěn)定。鋁的親氧性還可以從氧化鋁非常高的生成焓看出來(lái)。4AI + 302 = 2

26、Al2O3 fH 0 = -3339 kJ mol-1由于鋁的親氧性，它能從許多氧化物中奪取氧，故它是冶金上常用的復(fù)原劑。且常被用于冶煉鐵，鎳,鉻錳，釩等難熔金屬，稱(chēng)為鋁復(fù)原法。Fe2O3 + 2AI = Al 2O3 + 2Fe高純度的鋁99.950%不與一般酸作用，只溶于王水。普通的鋁能溶于稀鹽酸或稀硫酸，被冷的濃H2SO4或濃、稀HNO3所鈍化。所以常用鋁桶裝運(yùn)濃 H2SO4、濃HNO3或某些化學(xué)試劑但是鋁能同熱的濃H2SO4反響2AI + 6H 2SO4(濃)_A12(SO4)3 + 3SO2 T + 6HO鋁比較易溶于強(qiáng)堿中。2AI + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAI(O

27、H) 4 + 3H2 T氧化鋁: a-AbO3自然界存在的剛玉為a- AI2O3,它的晶體屬于六方緊密堆積構(gòu)型，6個(gè)氧原 子圍成一個(gè)八面體，在整個(gè)晶體中有 2/3的八面體孔穴為AI原子所占據(jù)。由于 這種緊密堆積結(jié)構(gòu)，加上晶體中AI3+離子與O2-離子之間的吸引力強(qiáng)，晶格能大， 所以a- AI2O3的熔點(diǎn)(2288 ±5K)和硬度(8.8)都很高。它不溶于水，也不溶于酸 或堿，耐腐蝕且電絕緣性好，用作高硬度材料、研磨材料和耐火材料。天然的或 人造剛玉由于含有不同雜質(zhì)而有多種顏色。例如，合微量Cr(m)的呈紅色，稱(chēng)為紅寶石；含有Fe(U )、Fe)或Ti(W)的稱(chēng)為藍(lán)寶石；含少量Fe3O

28、4的稱(chēng)為剛玉 粉。將任何一種水合氧化鋁加熱至 1273K以上，都可以得到a-AI2O3。工業(yè)上 用高溫電爐或氫氧焰熔化氫氧化鋁以制得人造剛玉。二：YAI2O3在溫度為723K左右時(shí)，將AI(OH)3、偏氫氧化鋁AIO(OH)或鋁銨磯 (NH4)2SO4 Al2(SO4)3 24H2O加熱，使其分解，那么得到 Y- AI2O3。這種AI2O3不溶 于水，但很易吸收水分，易溶于酸。把它強(qiáng)熱至1273K，即可轉(zhuǎn)變a AI2O3。丫AI2O3的粒子小，具有強(qiáng)的吸附能力和催化活性，所以又名活性氧化鋁，可用 作吸附劑和催化劑。P-AI2O3還有一種3-Al 2O3,它有離子傳導(dǎo)能力(允許Na+通過(guò))，以3

29、鋁磯土為電解質(zhì)制成鈉一硫蓄電池。由于這種蓄電池單位重量的蓄電量大，能進(jìn)行大電流放電，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。這種電池負(fù)極為熔融鈉，正極為多硫化鈉(Na2Sx),電解質(zhì)為3-鋁磯土(鈉離子導(dǎo)體)其電池反響為：+板由正極 2Na + xS + 2e- ,、NazSx負(fù)極 2Na - 2Na+ + 2e-總反響：2Na + xSNa2Sx充電1這種蓄電池使用溫度范圍可達(dá) 620680K，其蓄電量為鉛蓄電池蓄電量的 35倍。用3- AI2O3陶瓷做電解食鹽水的隔膜生產(chǎn)燒堿，有產(chǎn)品純度高，公害小的 特點(diǎn)。氫氧化鋁AI2O3的水合物一般都稱(chēng)為氫氧化鋁。它可以由多種方法得到。加氨水或堿于 鋁鹽溶液中，得一種

30、白色無(wú)定形凝膠沉淀。它的含水量不定，組成也不均勻，統(tǒng) 稱(chēng)為水合氧化鋁。無(wú)定形水合氧化鋁在溶液內(nèi)靜置即逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶的偏氫氧化 鋁AIO(OH)，溫度越高，這種轉(zhuǎn)變?cè)娇?。假設(shè)在鋁鹽中加弱酸鹽碳酸鈉或醋酸鈉， 加熱，那么有偏氫氧化鋁與無(wú)定形水合氧化鋁同時(shí)生成。只有在鋁酸鹽溶液中通入CO2，才能得到真正的氫氧化鋁白色沉淀，稱(chēng)為正氫氧化鋁。結(jié)晶的正氫氧化鋁 與無(wú)定形水合氧化鋁不同，它難溶于酸，而且加熱到373K也不脫水；在573K下，加熱兩小時(shí)，才能變?yōu)?AIO(OH)。氫氧化鋁是典型的兩性化合物。新鮮制備的氫氧化鋁易溶于酸也易溶于堿：3H2O + A|3+ J AI(OH) 3 J AI(OH) 4

31、-例如：AI(0H)3 + 3HNO3 AI(NO3)3 + 3H2OAI(OH) 3 + KOH 一 KAI(OH) 4鋁鹽和鋁酸鹽一：鋁鹽用金屬鋁或氧化鋁或氫氧化鋁與酸反響即可得到鋁鹽。鋁鹽都含有AI3+離子，在水溶液中AI3+離子實(shí)際上以八面體的水合配離子AI(H 2O)63+而存在。它在水 中水解，而使溶液顯酸性。如3+2+AI(H 2O)63 + H2O :一 AI(H 2O)5OH2 + H3OAI(H 2O)5OH2+還將逐級(jí)水解。因?yàn)锳I(OH) 3是難溶的弱堿，一些弱酸(如H2CO3、 H2S、HCN等)的鋁鹽在水中幾乎完全或大局部水解，所以弱酸的鋁鹽如 AI2S3 及AI

32、2(CO3)2等不能用濕法制得。二：鋁酸鹽用金屬鋁或氧化鋁或氫氧化鋁與與堿反響即生成鋁酸鹽。鋁酸鹽中含AI(OH) 4_或AI(OH) 4(H2O)2_及AI(OH) 6 _等配離子，拉曼光譜已證實(shí)有 AI(OH) 4_ 離子存在。鋁酸鹽水解使溶液顯堿性，水解反響式如下：AI(OH) 4 AI(OH) 3 + OH_在這溶液中通入CO2,將促進(jìn)水解的進(jìn)行而得到真正的氫氧化鋁沉淀。工業(yè)上利用此反響從鋁土礦制取純 AI(OH) 3和AI 2O3，方法是：先將鋁土礦與燒堿共熱， 使礦石中的AI2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘钠X酸鈉而溶于水，然后通入CO2，即得到AI(OH) 3沉淀，濾出沉淀，經(jīng)過(guò)煅燒即成 A

33、I2O3。2NaAI(OH)4 + CO2 出0 + 2AI(0H) 3 J + N2CO3 2AI(OH)3 二 AI2O3 + 3H2O這樣制得的AI2O3,可用于冶煉金屬鋁。將上法得到的AI(OH) 3和Na2CO3一同溶于氫氟酸，那么得到電解法制鋁所需要 的助熔劑冰晶石Na3AIF6。2AI(OH)3 + 12HF + 3Na2CO3 2Na3AIF6 + 3C6 T + 9HO鋁的鹵化物一：鋁的三鹵化物鋁的四種鹵化物AIX3都存在，它們的一些物理性質(zhì)如下表所示名稱(chēng)AIF3AICI 3AIBr3AII 3狀態(tài)(室溫)無(wú)色晶體無(wú)色晶體無(wú)色晶體棕色片狀固體熔點(diǎn)/(K)-463*371464

34、沸點(diǎn)/(K)1564升華456升華536633*表示在250kPa下.這些鹵化物中，僅AIF3為離子型化合物，其余均為共價(jià)化合物。在通常條件下 都是雙聚分子，這是因?yàn)檫@些共價(jià)化合物都是缺電子的，為了解決這一矛盾，只能采用雙聚形式。二、三氯化鋁無(wú)水AICI3在常溫下是一種白色固體，遇水強(qiáng)烈水解，解離為AI(H 2O)63+ft CI-離子。AICI 3還容易與電子對(duì)給予體形成配離子(如AICI 4-)和加合物(如 AICI3 -NH3)。這一性質(zhì)使它成為有機(jī)合成中常用的催化劑。三：堿式氯化鋁以鋁灰和鹽酸為主要原料還有其他方法和原料，在控制的條件下制得的堿式氯化鋁是一種高效凈水劑。它為無(wú)色或黃色樹(shù)

35、脂狀固體，溶液無(wú)色或呈黃褐色， 粗制品為灰黑色。它是由介于 AICI3和AI0H3之間一系列中間水解產(chǎn)物聚合而 成的高分子化合物。它的組成式為Al2OHnCl6-nm, 1Wn<,5 mC 10,是一種多羥 基多核配合物，通過(guò)羥基架橋而聚合。因其式量較一般絮凝劑Al2SO43、明磯或FeCl3大得多且有橋式結(jié)構(gòu)，所以它有強(qiáng)的吸附能力。另一方面，它在水溶液 中形成許多高價(jià)配陽(yáng)離子，如Al 2OH2H2O84+和Al3OH4H2O105+等。它 能顯著地降低水中泥土膠粒上的負(fù)電荷，所以它有高的凝聚效率和沉淀作用，能除去水中的鐵、錳、氟、放射性污染物和重金屬、泥沙、油脂、木質(zhì)素以及印染 廢水中

36、的流水性染料等，因而在水質(zhì)處理方面大有取代Al2SO43和FeCb之勢(shì)。硫酸鋁無(wú)水硫酸鋁Al 2SO43為白色粉末。從水溶液中得到的為 Al2SO43.18H2O，它 是無(wú)色針狀結(jié)晶。將純AlOH 3溶于熱的濃H2SO4或者用H2SO4直接處理鋁土礦 或粘土都可以制得Al2SO43。2AlOH 3 + 3H2SO4 一 Al 2SO43 + 6H2OAl 2O3 2SiO2 2H2O粘土 + 3H2SO4 一 Al2SO43 + 2H4SiO4 J + HO硫酸鋁易與K+、Rb+、Cs+、NH4+ft Ag+等的硫酸鹽結(jié)合形成磯，其通式為MAlSO 42 12H2O M表示一價(jià)金屬離子。在磯的

37、分子結(jié)構(gòu)中，有 6個(gè)H2O分 子與Al3+配位，形成AlH 2O63+離子，余下的為晶格中的水分子，它們?cè)贏lH 2O63+ 與陰離子SO42-之間形成氫鍵。硫酸鋁鉀KAlSO42 12H2O對(duì)叫做鋁鉀磯，俗稱(chēng) 明磯，它是無(wú)色晶體。Al 2SO43或明磯都易溶于水并且水解，它們的水解過(guò)程與AICI3的相同，產(chǎn)物也是從一些堿式鹽到 AlOH 3膠狀沉淀。由于這些水解產(chǎn)物膠粒的吸附作用和Al 3+的凝聚作用，Al2SO43和明磯是人們?cè)缫褟V泛使用的凈 水劑絮凝劑，但是處理水的效果不及堿式氯化鋁好。鋁離子能引起神經(jīng)元退 化，假設(shè)人腦組織中鋁離子濃度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)早衰性癡呆癥。Al2SO43和明磯還用作媒

38、染劑?？椢镉肁l2SO43的水溶液浸泡以后，再浸在Na2CO3或CaOH2溶液 中片刻，那么所產(chǎn)生的膠狀 AlOH 3沉積在纖維上，很容易吸附染料。此外， Al2SO43 還是泡沫滅火機(jī)中常用的藥劑。第八章 硼鋁碳硅鍺錫鉛第五節(jié) 碳族元素教學(xué)目標(biāo)1. 使學(xué)生了解碳族元素的性質(zhì)及其規(guī)律2. 使學(xué)生進(jìn)一步了解運(yùn)用元素周期律知識(shí)學(xué)習(xí)同族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法， 并運(yùn) 用這些知識(shí)學(xué)習(xí)碳族元素及其化合物的知識(shí)。3. 培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、思考、判斷能力。教學(xué)重點(diǎn) 碳族元素遞變規(guī)律，硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn) 以碳族元素知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生歸納、運(yùn)用、遷移知識(shí)的能力。課時(shí)安排 2 課時(shí)教學(xué)方法 引導(dǎo)、探

39、究、自學(xué)、比照、練習(xí)教具準(zhǔn)備 投影儀 炭塊、 有劃痕的罐頭瓶蓋、 鑷子、兩條枯燥的布條或線(xiàn)繩 其中一條 在硅酸鈉溶液中預(yù)先浸過(guò) 、酒精燈、火柴第一課時(shí)引言 請(qǐng)大家看課本彩圖中的硅單質(zhì)照片。并展示晶體硅半導(dǎo)體收音機(jī)中有導(dǎo)入新課 別看它看起來(lái)灰溜溜， 它自己及它的化合物的作用卻是大得很。 大到高科技領(lǐng) 域，小到我們的周?chē)?，到處都有硅及其化合物的蹤影。?dāng)今電子工業(yè)的飛速開(kāi)展， 更是與人 們對(duì)硅的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)息息相關(guān)。 本章， 我們就來(lái)學(xué)習(xí)硅及硅酸鹽工業(yè)， 同時(shí)了解幾種新型無(wú) 機(jī)非金屬材料。板書(shū) 第七章 硅和硅酸鹽工業(yè)師 用鑷子取一塊炭展示給學(xué)生 它和硅是兄弟關(guān)系， 它就是我們初中學(xué)過(guò)的炭！ 請(qǐng)大家 寫(xiě)

40、出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并說(shuō)明它們的異同。學(xué)生活動(dòng)后答復(fù) 碳和硅的原子序數(shù)不同，電子層數(shù)不同，但最外層電子數(shù)相同。提問(wèn)說(shuō)出它們?cè)谥芷诒碇械奈恢?。碳位于第二周期第WA族，硅位于第三周期第WA族。小結(jié) 也即它們?cè)谠刂芷诒碇械年P(guān)系是不同周期、同主族。泛?jiǎn)?那么，與碳、硅同主族的四、五、六周期的元素的原子序數(shù)分別是多少呢？請(qǐng)大家 根據(jù)各周期元素的種類(lèi)數(shù)進(jìn)行推斷。學(xué)生推測(cè)后答復(fù) 它們的原子序數(shù)分別是： 32 50 82 。師 很正確。查一下元素周期表，默寫(xiě)它們的元素符號(hào)，并叫出它們的名稱(chēng)。生它們分別是鍺、錫、鉛。問(wèn)把它們編制在同一主族的依據(jù)是什么？生因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱与娮訑?shù)都是 4。師很好。由于硅、鍺

41、、錫、鉛都位于周期表的第WA族，且它們都和碳一樣，最外層有4個(gè)電子。因此，我們把它們統(tǒng)稱(chēng)為碳族元素。板書(shū)第一節(jié)碳族元素一、碳族元素碳硅鍺錫鉛C Si Ge Sn Pb過(guò)渡本節(jié)課我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下碳族元素，然后在此根底上學(xué)習(xí)硅及其化合物的知識(shí)。問(wèn)大家能否根據(jù)碳族元素的漢字名稱(chēng)推測(cè)出它們哪些是金屬，哪些是非金屬呢？生碳、硅為非金屬，鍺、錫、鉛為金屬。師展示罐頭瓶蓋大家看，該瓶蓋的里面是鐵，外面所鍍的這一薄層金屬，就是錫。它起保護(hù)內(nèi)層金屬的作用，因?yàn)樗诔叵虏慌c空氣中的氧氣作用。第WA族元素中，碳是典型的非金屬；硅雖外貌像金屬，但在化學(xué)反響中多顯示非金屬性，通常被認(rèn)為是非金屬；鍺的金屬性比非金屬性強(qiáng)

42、；錫和鉛都是金屬。這說(shuō)明大家的推測(cè)是正 確的。由于硅和鍺在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線(xiàn)附近，所以常用來(lái)做半導(dǎo)體材料。問(wèn)碳族元素的原子結(jié)構(gòu)有什么異同？生原子序數(shù)和電子層數(shù)不同，最外層電子數(shù)相同。板書(shū)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：原子序數(shù)和電子層數(shù)不同 最外層電子數(shù)相同師碳族元素結(jié)構(gòu)上的這種異同，也導(dǎo)致了它們性質(zhì)的異同。請(qǐng)大家根據(jù)所學(xué)元素周期律 的知識(shí)，填寫(xiě)下表。投影展示碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律兀素符號(hào)CSiGeSnPb原子序數(shù)原子半徑的變化趨勢(shì)金屬性與非金屬性的變化趨 勢(shì)最咼正價(jià)最高價(jià)氧化物化學(xué)式最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式及酸堿性強(qiáng)弱氫化物的化學(xué)式及穩(wěn)定性強(qiáng) 弱上表可由學(xué)生答復(fù)，教師填寫(xiě)完成師注意，碳族元

43、素的氫化物的寫(xiě)法是碳族元素在前，氫元素在后。答案614325082逐漸增加非金屬性減弱、金屬性增強(qiáng)+4 二二 +4 二+4+4+4CQSiQ2GeQSnQPbQH2CQH2SiQ3Ge(QH)4Sn(Q H)4Pb(QH)4酸性減弱、堿性增強(qiáng)CHSiH4穩(wěn)定性減弱師從上表可以看出，碳族元素隨著核電荷數(shù)的遞增，其性質(zhì)呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。板書(shū)2性質(zhì)遞變規(guī)律師它們?cè)谥芷诒碇袕纳系较拢氐脑影霃街饾u增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱，非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)很明顯。但由于碳族元素處于容易失去電子的堿金屬與容易得到電子的鹵素的中間位置，這決定了它們得失電子的能力都較弱，一般容易形成共價(jià)化合

44、物。板書(shū)(1)非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)明顯，易形成共價(jià)化合物。師碳族元素的化合價(jià)除了 +4價(jià)外，還有+2價(jià)。其中，碳、硅、鍺、錫的 +4價(jià)化合物是 穩(wěn)定的，而鉛的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。因此， +4價(jià)的鉛(如PbQ)在參加化學(xué)反響時(shí)，往往 會(huì)得電子而被復(fù)原成+2價(jià)的化合物，它本身是強(qiáng)氧化劑。板書(shū)(2)主要化合價(jià)+4、+2 Pb的+2價(jià)穩(wěn)定投影例題1.如果發(fā)現(xiàn)114號(hào)新元素(位于第七周期WA族)，以下有關(guān)X可能具有的性質(zhì) 合理的是A. X是非金屬元素B.X的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定C.XQ具有強(qiáng)氧化性D.X有穩(wěn)定的氫化物解析：根據(jù)碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知114號(hào)元素的金屬性比鉛還強(qiáng)，

45、一定是金屬元素。它的穩(wěn)定價(jià)態(tài)應(yīng)與鉛相同，即為 +2價(jià)，所以XQ比XQ穩(wěn)定。+4價(jià)的X易得電子變成+2價(jià), 所以XQ具有強(qiáng)氧化性。X是金屬元素，不可能存在穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。答案：BC2. 課本上說(shuō)“碳、硅、鍺、錫的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，而鉛的 +2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。(1) 根據(jù)上一句話(huà)判斷：錫的 +2價(jià)化合物(如SnCI2)應(yīng)具有較強(qiáng)的 性，鉛的+4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的 性。Fe 304可以寫(xiě)成FeQ FezQ的形式，根據(jù)化合價(jià)規(guī)律和這種書(shū)寫(xiě)方法，假設(shè)將PbsO用上述形式表示，其化學(xué)式可寫(xiě)為 。(3)PbQ2與濃鹽酸可發(fā)生氧化復(fù)原反響生成 Cl2,該反響的化學(xué)方程式為 。解析：(1)關(guān)鍵要理解錫

46、的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，因而 +2價(jià)化合價(jià)不穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)變?yōu)?+4 價(jià)化合物，而顯示較強(qiáng)的復(fù)原性；同理，鉛的 +4價(jià)化合物具有較強(qiáng)的氧化性。(2) 鉛的兩種常見(jiàn)化合價(jià)中，+2價(jià)穩(wěn)定，+4價(jià)不穩(wěn)定，易得電子被復(fù)原。 題中信息表 明，F(xiàn)esQ中有+2、+3兩種價(jià)態(tài)的鐵元素。思維遷移到 PbsQ中鉛的化合價(jià)+2價(jià)和+4價(jià)。仿 照上述形式的寫(xiě)法，將 PbsQ寫(xiě)成2PbO- PbQ，此化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零。(3) PbO2與濃鹽酸反響，濃鹽酸的氧化產(chǎn)物是CI2，那么PbO的復(fù)原產(chǎn)物必然是+2價(jià)的化合物，這里應(yīng)是PbCb,另有HO生成。(注：此處也可將 MnO與濃鹽酸的反響遷移，即可寫(xiě)出PbQ與

47、濃鹽酸反響的化學(xué)方程式 ) 答案：復(fù)原、氧化(2)2PbO - PbO2(3)PbO 2+4HCIPbCI 2+CI2 f +2H2O師下面，我們可通過(guò)下表來(lái)認(rèn)識(shí)一下碳族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)。板書(shū)3.單質(zhì)的物理性質(zhì)投影展示碳族元素及其單質(zhì)的一些重要性質(zhì)元糸 名稱(chēng)元糸 符號(hào)原子半徑主要化合價(jià)單質(zhì)的性質(zhì)顏色、狀態(tài)密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)nm-3gcmCC碳C0.077+2,+4金剛石：無(wú)色固體石墨：灰黑色固體3.512.25355036523697升華48274827硅Si0.117+2,+4晶體硅：灰黑色固體2.32 2.3414102355鍺Ge0.122+2,+4銀灰色固體5.35937.42830錫Sn

48、0.141+2,+4銀白色固體7.28231.92260鉛Pb0.175+2,+4r監(jiān)白色固體11.34327.51740師從上表可看出，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的碳族元素原子半徑的遞變規(guī)律與我們根據(jù)原子核外電子排 布預(yù)測(cè)的是一致的。碳族元素單質(zhì)的密度是從碳到鉛逐漸增大，熔、沸點(diǎn)逐漸降低，錫的熔、沸點(diǎn)較特殊，這與其成鍵情況及空間結(jié)構(gòu)有關(guān)系。問(wèn)碳元素形成的單質(zhì)， 在表上列出了金剛石和石墨兩種，它們與碳元素的關(guān)系是什么？生它們都是碳元素的同素異形體。師對(duì)。不過(guò)，碳元素的同素異形體不止兩種，還有C60、C70等等。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本 P148 “C0及其應(yīng)用前景學(xué)生閱讀板書(shū)4.C60簡(jiǎn)介師從閱讀材料里我們可以看出，碳

49、元素除了金剛石和石墨外，還有多種同素異形體，在已發(fā)現(xiàn)的碳族成員如 Go、Go、Go、C84 中Go是最穩(wěn)定的。Go可以形成各種化合物，可用 作高溫潤(rùn)滑劑、耐熱和防火材料等。目前，將C6o應(yīng)用于超導(dǎo)體、材料科學(xué)等領(lǐng)域的探索正在不斷地深入。Go分子的結(jié)構(gòu)是足球狀的，是由20個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形呈一定弧度一個(gè)接一個(gè)地排列成的一個(gè)球體分子。它的結(jié)構(gòu)是由英國(guó)科學(xué)家克羅托教授最先設(shè)想出來(lái)的。在他為了這個(gè)大大的“碳分子的結(jié)構(gòu)而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的時(shí)候，是著名建筑學(xué)家布克曼斯特富勒設(shè)計(jì)的一個(gè)球形模型給了他靈感。所以，他又把自己設(shè)計(jì)的這種新的碳分子的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為“富勒籠球。C6o及一系列碳族分子的

50、發(fā)現(xiàn)，是化學(xué)開(kāi)展史上一件具有劃時(shí)代意義的大事。為了表彰這一重大科學(xué)成就，1996年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授給了克羅托和另外兩位對(duì)C6o的發(fā)現(xiàn)作出奉獻(xiàn)的科學(xué)家一一美國(guó)賴(lài)斯大學(xué)的化學(xué)教授柯?tīng)柡退鼓?。投影練?xí) 1. 以下氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是A. CH4B.NH3C.SiH 4D.H 2S答案： C2. 以下關(guān)于碳族元素的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A. 單質(zhì)都是無(wú)色晶體B. 隨著原子序數(shù)的增加，單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸升高C. 由碳到鉛， A族元素最高氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性逐漸增強(qiáng)D. 除鉛以外其他元素的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的答案： D3. 近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新分子，它具有空心的類(lèi)似足球狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為C6o，以下說(shuō)法正

51、確的選項(xiàng)是A.C60是一種新型化合物B . C 60和石墨都是碳的同素異形體C. C60在純氧中充分燃燒只生成惟一產(chǎn)物COD. C60的摩爾質(zhì)量為720答案： BC小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了碳族元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及隨著原子序數(shù)的遞增，其性質(zhì)遞變的規(guī)律，同時(shí)還認(rèn)識(shí)了碳元素的另一種同素異形體C60。布置作業(yè) 1. 復(fù)習(xí)初中所學(xué)碳及其化合物的知識(shí)。2. 預(yù)習(xí)硅及其化合物的知識(shí)。3. 課本習(xí)題一 1、 2。參考練習(xí)1.某WA族元素的氣態(tài)氫化物含氫 12.5%，該元素的相對(duì)原子質(zhì)量是A.12B.142. 以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是A.硅和鍺都是重要的半導(dǎo)體材料答案： CB. 硅酸的酸性比碳酸還要弱C.SiH4的穩(wěn)定

52、性比PH的差D.CH 4 穩(wěn)定性比 NH3 強(qiáng) 答案： D3. 某些保健品中含有的鍺Ge元素，位于周期表中的第四周期第WA族。有關(guān)鍺的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A.鍺的原子序數(shù)為34B. 鍺的金屬性比錫強(qiáng)C. Ge可形成NazGeO的鹽D. 單質(zhì)鍺是半導(dǎo)體材料答案： CD第八章 硼鋁碳硅鍺錫鉛第五節(jié) 碳族元素教學(xué)目標(biāo)1. 使學(xué)生了解碳族元素的性質(zhì)及其規(guī)律2使學(xué)生進(jìn)一步了解運(yùn)用元素周期律知識(shí)學(xué)習(xí)同族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法，并運(yùn)用這些知識(shí)學(xué)習(xí)碳族元素及其化合物的知識(shí)。3.培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、思考、判斷能力。教學(xué)重點(diǎn)碳族元素遞變規(guī)律，硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn)以碳族元素知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生歸納、運(yùn)用、遷移知識(shí)的能力。課時(shí)安排 2 課時(shí)教學(xué)方法引導(dǎo)、探究、自學(xué)、比照、練習(xí)教具準(zhǔn)備投影儀 炭塊、有劃痕的罐頭瓶蓋、鑷子、兩條枯燥的布條或線(xiàn)繩(其中一條在硅酸鈉溶液中預(yù)先浸過(guò))、酒精燈、火柴第二課時(shí)引言上節(jié)課我們系統(tǒng)地介紹了碳族元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性質(zhì)遞變規(guī)律，本節(jié)課我們重點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)碳族元素中的硅及其化合