2019高中化學(xué)關(guān)于碳族元素的疑難點總結(jié)精品教育

1、第1頁高中化學(xué)關(guān)于碳族元素的疑難點總結(jié)高中化學(xué)關(guān)于碳族元素的疑難點總結(jié)1、碳族元素的相似性和遞變性碳族元素包括(C)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)等 五種元素，位于周期表的第 IVA 族，其原子最外層上均有 4 個電子。碳族元素的原子不容易得、失電子，通常表現(xiàn)為較 易形成共價化合物，而較難形成離子化合物。1那么， 碳族元素為何容易形成共價化合物， 而不易形成離子化合物呢 ?原來，碳族元素介于典型金屬 (IA) 和典型非金屬 (VIIA) 的中間，其最外層電子數(shù)為4。因為碳族元素原子的最外層上有 4 個電子，在化學(xué)反應(yīng)中往往既不容易失去電子形成陽 離子，也不容易得到電子形成陰離

2、子，而是以共價鍵的形式 與其他元素結(jié)合形成化合物，這就是碳族元素的成鍵特點。 故碳族元素通常易形成共價化合物，不易形成簡單的離子。當(dāng)然， 我們也不能將這個問題絕對化， 一方面說碳族元素 不易直接形成離子鍵，并不是說碳族元素不能存在于離子化 合物之中，因為很多碳酸鹽及簡單的硅酸鹽都是離子化合物 另一方面，像鉛等原子半徑特別大的元素，也可在一定條件 下形成簡單的陽離子。2碳族元素的主要化合價有 +4 價和+2 價，其中 C、 Si、Ge Sn 的+4 價化合物比較穩(wěn)定， 而 Pb 的+2 價化合物比較穩(wěn)第2頁定。?“鉛的 +2 價化合物穩(wěn)定，而其它碳族元素的 +4 價化 合物穩(wěn)定”體現(xiàn)出了同一主族

3、元素的一般性與特殊性之間 的關(guān)系。2、碳族元素及其單質(zhì)的一些重要性質(zhì)在周期表中從上到下， 顏色： 堿金屬略有加深，鹵素依 次加深，氧族中氧 → 硒加深，碳族中分為三截： C→Si 加深，Sn→Pb 加深;Ge 比 Si 淺，但比 Sn 深。 熔點、沸點：堿金屬依次降低，鹵素和氧族依次升高，碳族 總體呈降低趨勢 （熔點：錫比鉛低 ; 沸點：鍺比硅高 ） 。碳是明顯的非金屬，硅、鍺是半導(dǎo)體，錫、鉛是明顯的 金屬。碳、硅雖屬非金屬，但其熔、沸點明顯比鹵族、氧族 中的非金屬要高得多，其原因主要是碳、硅屬原子晶體。鹵 族，氧族中的非金屬通常屬于分子晶

4、體，據(jù)此便可解釋有關(guān) 熔、沸點的遞變現(xiàn)象。同理，從錫、鉛熔點遞變與堿金屬遞 變的差異性中，也可說明錫、鉛結(jié)構(gòu)不同的實質(zhì)。堿金屬、 鹵素單質(zhì)的熔沸點隨著原子序數(shù)的遞增， 均呈現(xiàn) 出一定的變化規(guī)律，但碳族元素單質(zhì)的熔沸點卻無明確的變 化規(guī)律。這是因為，物質(zhì)的熔沸點決定于物質(zhì)形成晶體的結(jié) 構(gòu)。對于堿金屬和鹵素而言， 它們同一族元素的單質(zhì)所形成的 晶體屬于同一類型。堿金屬單質(zhì)形成金屬晶體，它們的價電 子數(shù)相同，隨著原子半徑的增大，其金屬鍵減弱，故熔沸點 降低; 鹵素的單質(zhì)形成分子晶體，隨著分子量的增大，其分 子間作用力增強(qiáng)，故熔沸點升高。對于碳族元素而言，由于 它們的單質(zhì)的晶體類型不同，所以第3頁不可

5、能形成同一規(guī)律。碳 可形成金剛石（原子晶體）、石墨（混合型晶體）及 C60 等多種 晶體，硅通常形成原子晶體，而錫和鉛形成金屬晶體，鍺的 晶體類型不甚明確。氧族元素、氮族元素的單質(zhì)也有類似的 情況。金剛石、石墨、晶體硅屬原子晶體，其熔、沸點很高， 碳族元素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)相對于其它族元素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜。3、碳族元素的金屬性與非金屬性1在碳族元素的單質(zhì)中，碳是非金屬；硅雖外貌像金屬，但在化學(xué)反應(yīng)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)；錫和鉛都是金屬。可見，金屬和非 金屬之間并無絕對嚴(yán)格的界限，如石墨雖屬非金屬，卻具有 金屬光澤、能導(dǎo)電、導(dǎo)熱等金屬性質(zhì)；硅、鍺則是良好的

6、半 導(dǎo)體材料等。碳族元素的金屬性和非金屬性遞變規(guī)律?學(xué)習(xí)中主要把握其表現(xiàn)形式，如比較碳族元素和其他族元素的原 子半徑大小、氫化物穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸 堿性強(qiáng)弱等等。2已知在金屬活動性順序表中， 錫位于鉛之前， 而根據(jù)元素周期律，由同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推斷可知鉛應(yīng)比錫 的金屬性強(qiáng)，這是為什么呢 ?金屬性的相對強(qiáng)弱與金屬活動性的相對強(qiáng)弱看來還有一 定的差別。金屬活動性主要是通過測定在溶液中發(fā)生反應(yīng)的 活性而得，金屬性的測定則更強(qiáng)調(diào)原子狀態(tài)下的反應(yīng)活性。 由于錫鉛在固態(tài)時，其晶體結(jié)構(gòu)可能有差異，從而導(dǎo)致在通 常狀況下的反應(yīng)活性與其原子結(jié)構(gòu)的不一致性?？梢娕袛辔?質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)具有一定

7、的復(fù)雜性。第4頁元素的金屬性是指元素的 氣態(tài)原子失去電子的性質(zhì)，主要用第一電離能來量度，第一 電離能越小，則元素的金屬性越強(qiáng)。查有關(guān)化學(xué)數(shù)據(jù)手冊可 知，錫的第一電離能為 7.34eV ，而鉛的第一電離能為7.42eV ， 故錫的金屬性應(yīng)比鉛強(qiáng)。金屬活動順序表是以實驗事實為依 據(jù)編寫的，金屬活動性除了與第一電離能有關(guān)外，還與金屬 離子的水和能、水和離子在水中的遷移速率等有關(guān)。不管從 哪個角度比較，都是錫的金屬性比鉛強(qiáng)。這樣一來， 就出現(xiàn)了事實與現(xiàn)階段所學(xué)理論不相符合的現(xiàn) 象。其實，這是周期律中“鑭系收縮”規(guī)律在發(fā)揮作用。因 為鉛位于周期表中第六周期，第六周期中由于鑭系15 種元素的存在，使得后邊的元素原子半徑顯著減小。元素的金屬 性、非金屬性都是核電荷數(shù)和原子半徑分別對元素原子得失 電子的影