天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)第十二章氮族碳族與硼族2ppt課件

1、第十二章第十二章 氮族、碳族和硼族元素氮族、碳族和硼族元素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第二節(jié)第二節(jié) 碳族元素碳族元素12-2-1 碳族元素概述碳族元素概述0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 鋁鋁 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氬氬4 Ga 鎵鎵 Ge 鍺鍺 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 銦銦 Sn 錫錫 Sb 銻銻 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 鉈鉈 Pb 鉛鉛 Bi 鉍鉍 Po At 砹砹Rn 氡氡12-2-1 12-2-1 碳族元素概述碳族元素概述稱為

2、碳族元素稱為碳族元素A碳碳(C) 硅硅(Si) 鍺鍺(Ge) 錫錫(Sn) 鉛鉛(Pb)原子序數(shù)原子序數(shù)614325082價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半徑原子半徑/pm77117122141175離離子子半半徑徑r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol-1) 1086786763709716電負(fù)性電負(fù)性( )2.51.81.81.81.9 p 含量不多，分布廣，含量不多，分布廣， 是地球上

3、化合物種類是地球上化合物種類 最多的元素之一，最多的元素之一， 是生物界的主要元素是生物界的主要元素 分布廣，在地殼上的含量分布廣，在地殼上的含量 僅次于氧，主要以硅酸鹽礦僅次于氧，主要以硅酸鹽礦 和石英礦存在和石英礦存在 常以硫化物伴生在其它金常以硫化物伴生在其它金 屬硫化物礦中，是暗灰色、屬硫化物礦中，是暗灰色、 重而軟的金屬，晶態(tài)鍺是重重而軟的金屬，晶態(tài)鍺是重 要的半導(dǎo)體資料要的半導(dǎo)體資料 常溫下外表上有一層維護(hù)膜，常溫下外表上有一層維護(hù)膜， 在空氣和水中穩(wěn)定，可防腐蝕，在空氣和水中穩(wěn)定，可防腐蝕， 馬口鐵馬口鐵( (鍍錫鐵鍍錫鐵) )是食品罐頭資料是食品罐頭資料 鉛主要以方鉛礦鉛主要以

4、方鉛礦(PbS)(PbS)方式存方式存 在，是很軟的重金屬，強(qiáng)度不高在，是很軟的重金屬，強(qiáng)度不高 它能擋住它能擋住X X射線，可制造鉛玻璃、射線，可制造鉛玻璃、 鉛圍裙等防護(hù)用品和防鉛圍裙等防護(hù)用品和防X X射線的屏射線的屏 蔽資料、電纜包皮及鉛蓄電池等蔽資料、電纜包皮及鉛蓄電池等 主要以錫石主要以錫石(SnO2) 存在，為雪白色存在，為雪白色金屬、質(zhì)軟、延展性好、無毒、耐腐金屬、質(zhì)軟、延展性好、無毒、耐腐蝕。蝕。 同素異形體：灰錫、白錫、脆錫同素異形體：灰錫、白錫、脆錫 晶體類型：金剛石、晶體類型：金剛石、 金屬型金屬型 灰錫灰錫(-Sn) 白錫白錫( -Sn) 脆脆錫錫(-Sn) 白錫變?yōu)?/p>

5、粉末狀灰錫，此景象叫白錫變?yōu)榉勰罨义a，此景象叫“錫錫疫疫 13 161-48A碳碳(C) 硅硅(Si) 鍺鍺(Ge) 錫錫(Sn) 鉛鉛(Pb)原子序數(shù)原子序數(shù)614325082價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半徑原子半徑/pm77117122141175離離子子半半徑徑r(M4+)/pm1640536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol-1) 1086786763709716電負(fù)性電負(fù)性( )2.51.81.81.8

6、1.9 p 主要化合物主要化合物 +4 +2、+4 +2 的氧化數(shù)的氧化數(shù) (+4) 高氧化數(shù)化合物穩(wěn)定性減小高氧化數(shù)化合物穩(wěn)定性減小 低氧化數(shù)化合物穩(wěn)定性增大低氧化數(shù)化合物穩(wěn)定性增大 即惰性電子對(duì)效應(yīng)明顯即惰性電子對(duì)效應(yīng)明顯A碳碳(C) 硅硅(Si) 鍺鍺(Ge) 錫錫(Sn) 鉛鉛(Pb)原子序數(shù)原子序數(shù)614325082價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)0、+2 +40、+2 +40、(+2) +40、+2 +40、+2 +4原子半徑原子半徑/pm77117122141175離離子子半半徑徑r(M4+)/pm1640

7、536978r(M2+)/pm-73118119I1/(kJmol-1) 1086786763709716電負(fù)性電負(fù)性( )2.51.81.81.81.9 p 非金屬性減弱，金屬性加非金屬性減弱，金屬性加強(qiáng)強(qiáng)典型非金屬典型非金屬 準(zhǔn)金屬準(zhǔn)金屬 典型金屬典型金屬12-2-2碳及其重要化合物碳的同素異形體碳的同素異形體金剛石金剛石 石墨石墨 富勒烯碳原子簇富勒烯碳原子簇 如如C60C60 12-2-2 12-2-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物碳的同素異形體碳的同素異形體熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)高、硬度大 室溫下惰性室溫下惰性工業(yè)上用作鉆頭、工業(yè)上用作鉆頭、刀具、精細(xì)軸承等刀具、精細(xì)軸承等 俗稱鉆石

8、，可作俗稱鉆石，可作裝飾品裝飾品薄膜可制造手術(shù)刀、薄膜可制造手術(shù)刀、集成電路、散熱芯集成電路、散熱芯片及各種敏感器件片及各種敏感器件金剛石金剛石碳的同素異形體碳的同素異形體有金屬光澤有金屬光澤 質(zhì)軟、能導(dǎo)電質(zhì)軟、能導(dǎo)電通常情況下，石墨通常情況下，石墨比金剛石穩(wěn)定比金剛石穩(wěn)定可作電極、坩堝、可作電極、坩堝、光滑劑、鉛筆芯等光滑劑、鉛筆芯等在工業(yè)上可采用靜在工業(yè)上可采用靜態(tài)加壓法由石墨合態(tài)加壓法由石墨合成金剛石成金剛石石墨石墨碳的同素異形體碳的同素異形體由由6060個(gè)碳原子個(gè)碳原子組成的組成的3232面體面體的空心球構(gòu)造的空心球構(gòu)造C60比較穩(wěn)定。比較穩(wěn)定。富勒烯碳原子簇可作富勒烯碳原子簇可作高溫

9、光滑劑、耐熱和高溫光滑劑、耐熱和防火資料。防火資料。富勒烯碳原子簇富勒烯碳原子簇將堿金屬摻入將堿金屬摻入C60C60晶體晶體中中, ,可制造超導(dǎo)資料?？芍圃斐瑢?dǎo)資料。在酶抑制、抗病毒、在酶抑制、抗病毒、DNADNA切割、光動(dòng)力醫(yī)療切割、光動(dòng)力醫(yī)療法等方面有廣泛運(yùn)用法等方面有廣泛運(yùn)用前景前景 12-2-2 12-2-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物碳酸碳酸CO2溶于水即構(gòu)成碳酸溶于水即構(gòu)成碳酸僅存在于水溶液中，至今尚未制僅存在于水溶液中，至今尚未制得純碳酸得純碳酸二元弱酸二元弱酸CO2 + H2O H2CO3 大部分大部分CO2CO2以水合分子方式存在以水合分子方式存在H2CO3 HCO3

10、+H+ K =4.510-7* a(1)HCO3 CO3 + H+ K =4.710-11a(2)-2-碳酸鹽碳酸鹽難溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽易溶難溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽易溶如如 CaCO3(難溶難溶 Ca(HCO3)2(易易溶溶)(1)(1)溶解性溶解性12-2-2 12-2-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物碳酸鹽碳酸鹽除除NH4 NH4 、堿金屬、堿金屬(Li(Li除外除外) )鹽，鹽， 普通難溶普通難溶 碳酸氫鹽碳酸氫鹽普通易溶普通易溶+鐘乳石、石筍的構(gòu)成鐘乳石、石筍的構(gòu)成自然界石灰石等在自然界石灰石等在CO2、H2O作用下作用下 CaCO3+ CO2+H2O Ca(HCO3)2 (難

11、溶難溶) (易溶易溶) 隨著自然條件的變化，隨著自然條件的變化， 上述反響逆向重新析出上述反響逆向重新析出CaCO3 碳酸鹽碳酸鹽難溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽易溶難溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽易溶如如 CaCO3(難溶難溶 Ca(HCO3)2(難難溶溶)(1)(1)溶解性溶解性易溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽溶解度較小易溶碳酸鹽對(duì)應(yīng)的碳酸氫鹽溶解度較小12-2-2 12-2-2 碳及其重要化合物碳及其重要化合物碳酸鹽碳酸鹽除除NH4 NH4 、堿金屬、堿金屬(Li(Li除外除外) )鹽，鹽， 普通難溶普通難溶 碳酸氫鹽碳酸氫鹽普通易溶普通易溶+向濃碳酸鈉溶液中通入向濃碳酸鈉溶液中通入CO2至飽和至飽和 可析出可

12、析出NaHCO3 Na2CO3+ CO2+H2O 2NaHCO3 (易溶易溶) (溶解度小溶解度小) 如如碳酸鹽碳酸鹽碳酸鹽碳酸鹽水溶液呈堿性水溶液呈堿性 碳酸氫鹽碳酸氫鹽水溶液呈微堿性水溶液呈微堿性(2)(2)水解性水解性可溶性碳酸鹽可作沉淀劑可溶性碳酸鹽可作沉淀劑, ,分別某些離子分別某些離子碳酸鹽碳酸鹽堿式碳酸鹽堿式碳酸鹽氫氧化物氫氧化物生成物生成物反響物反響物 金屬氫氧化物金屬氫氧化物對(duì)應(yīng)碳酸鹽對(duì)應(yīng)碳酸鹽金屬氫氧化物金屬氫氧化物 對(duì)應(yīng)碳酸鹽對(duì)應(yīng)碳酸鹽Ba2+ CO3 BaCO3 Ba2+ CO3 BaCO3 2Ag+ CO3 Ag2CO32Ag+ CO3 Ag2CO3如如2-2-2Cu

13、2+ 2CO3 +H2OCu2(OH)2CO3 + CO2 2Cu2+ 2CO3 +H2OCu2(OH)2CO3 + CO2 2Mg2+ 2CO3 +H2OMg2(OH)2CO3 + CO22Mg2+ 2CO3 +H2OMg2(OH)2CO3 + CO2如如2-2-2Fe3+ 3CO3 +3H2O2Fe(OH)3 +3CO2 2Fe3+ 3CO3 +3H2O2Fe(OH)3 +3CO2 2Al3+ 3CO3 +3H2O2Al(OH)3 +3CO22Al3+ 3CO3 +3H2O2Al(OH)3 +3CO22-2-如如解釋解釋根據(jù)離子極化概念根據(jù)離子極化概念2.2.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性1.堿金屬鹽堿

14、金屬鹽堿土金屬鹽堿土金屬鹽過渡金屬鹽過渡金屬鹽銨鹽銨鹽2.碳酸鹽碳酸鹽碳酸氫鹽碳酸氫鹽碳酸碳酸普通規(guī)律普通規(guī)律: :熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性差，易分解熱穩(wěn)定性差，易分解 MCO3 MO + CO2 2MHCO3 M2CO3 + H2O+CO2(3)(3)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_解釋解釋根據(jù)離子極化概念根據(jù)離子極化概念2.2.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性(1)堿金屬鹽堿金屬鹽堿土金屬鹽堿土金屬鹽過渡金屬鹽過渡金屬鹽銨鹽銨鹽(2)碳酸鹽碳酸鹽碳酸氫鹽碳酸氫鹽碳酸碳酸普通規(guī)律普通規(guī)律熱穩(wěn)定性差，易分解熱穩(wěn)定性差，易分解 MCO3 MO + CO2

15、MHCO3 M2CO3 + H2O+CO2H+H+極化力強(qiáng)，反極化作用大極化力強(qiáng)，反極化作用大3.3.熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大NoImage+_+_+_+_+_+_+_+_+_1.1.當(dāng)無外電場(chǎng)時(shí)，當(dāng)無外電場(chǎng)時(shí)，CO3 CO3 中三個(gè)中三個(gè)O2-O2-被被C4+C4+極極 化而變形化而變形 2.2.金屬離子相當(dāng)于外電場(chǎng)，對(duì)臨近的一個(gè)金屬離子相當(dāng)于外電場(chǎng)，對(duì)臨近的一個(gè) O2- O2-產(chǎn)生反極化作用產(chǎn)生反極化作用. .當(dāng)反極化作用劇烈當(dāng)反極化作用劇烈, , 可導(dǎo)致可導(dǎo)致CO3 CO3 破裂，碳酸鹽分解破裂，碳酸鹽分解 3.3.金屬離子的極化力越強(qiáng)，其反極化作用金屬離子的

16、極化力越強(qiáng)，其反極化作用 越強(qiáng)，碳酸鹽越不穩(wěn)定越強(qiáng)，碳酸鹽越不穩(wěn)定2-2-Mn+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+電子構(gòu)型電子構(gòu)型 288888分解溫度分解溫度/11001800 402 814 109812771. 1. 堿金屬碳酸鹽穩(wěn)定，難分解堿金屬碳酸鹽穩(wěn)定，難分解電荷少電荷少, ,半徑大半徑大 8 8電子構(gòu)型電子構(gòu)型 極化力小極化力小 反極化作用小反極化作用小 碳酸鹽穩(wěn)定碳酸鹽穩(wěn)定(3)(3)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_Mn+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+B

17、a2+2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+電子構(gòu)型電子構(gòu)型 288888分解溫度分解溫度/11001800 402 814 109812772.2.碳酸鹽碳酸鹽: :堿土金屬比堿金屬不穩(wěn)定堿土金屬比堿金屬不穩(wěn)定金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_同同 一一 周周 期期電荷電荷 半徑半徑 反極化作用反極化作用 穩(wěn)定性穩(wěn)定性堿金屬堿金屬 堿土金屬堿土金屬(3)(3)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性Mn+Li+Na+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+r(Mn+)/pm60956599113 135Mn+電子構(gòu)型電子構(gòu)型 288888分解溫度分解溫度/11001

18、800 402 814 109812773. 堿土金屬碳酸鹽從堿土金屬碳酸鹽從Mg到到Ba穩(wěn)定性加強(qiáng)穩(wěn)定性加強(qiáng)半徑半徑 , ,反極化作用反極化作用金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_Mn+Fe2+Cd2+Pb2+Ag+r(Mn+)/pm7497120126Mn+電子構(gòu)型電子構(gòu)型 9 17 1818+218分解溫度分解溫度/2823603152184. 過渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性較差過渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性較差金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_過渡金屬離子具有非過渡金屬離子具有非8 8電子構(gòu)型電子構(gòu)型, ,極化力強(qiáng)極化力強(qiáng), ,反極

19、化作用強(qiáng)反極化作用強(qiáng)(3)(3)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性Ba(OH)2BaCO3 (白色白色)CO3 + 2H+ CO2 + H2O 2-(稀稀HCl或或H2SO4)(4) CO3 (4) CO3 的鑒定的鑒定2-12-3-3碳化硼和碳化硅12-2-3 碳化硼和碳化硅碳化硼和碳化硅碳化硼碳化硼(B4C) 用焦炭和氧化硼在電爐中反響制得用焦炭和氧化硼在電爐中反響制得2B2O3 + 7C B4C + 6CO有光澤的黑色晶體有光澤的黑色晶體難熔，硬度大，是重要的工業(yè)磨料難熔，硬度大，是重要的工業(yè)磨料12-2-3 碳化硼和碳化硅碳化硼和碳化硅碳化硅碳化硅(SiC) 用石英和焦碳在電爐中反響制得用石英和焦碳在電

20、爐中反響制得SiO2 + 3C SiC + 2CO俗稱金剛砂俗稱金剛砂熔點(diǎn)高，硬度大，可用作工業(yè)磨料熔點(diǎn)高，硬度大，可用作工業(yè)磨料化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度大，熱膨脹率低，可做高溫構(gòu)造度大，熱膨脹率低，可做高溫構(gòu)造陶瓷資料陶瓷資料12-3-4硅及其重要化合物12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物鹵化物鹵化物通式為通式為SiX4,SiX4,均為無均為無色色常溫常溫 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 氣體氣體 液體液體 液體液體 固固體體 制取制取 2CaF2+SiO2+2H2SO4 2CaSO4+SiF4 +2H2O 硫酸與螢石

21、和石英砂的混合物作用硫酸與螢石和石英砂的混合物作用鹵化物鹵化物通式為通式為SiX4,SiX4,均為無均為無色色常溫常溫 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 氣體氣體 液體液體 液體液體 固固體體 性質(zhì)性質(zhì)1.與與HF作用作用 2HF+SiF4 H2SiF62.純氟硅酸不存在純氟硅酸不存在, 在水溶液中穩(wěn)定在水溶液中穩(wěn)定 3.氟硅酸的酸性與硫酸相近氟硅酸的酸性與硫酸相近重要鹽重要鹽(Na2SiF6) 是農(nóng)業(yè)殺蟲、滅菌劑、木材防腐劑是農(nóng)業(yè)殺蟲、滅菌劑、木材防腐劑 可用于制造抗酸水泥、搪瓷等可用于制造抗酸水泥、搪瓷等12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物鹵化物鹵化物通式

22、為通式為SiX4,SiX4,均為無均為無色色常溫常溫 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 氣體氣體 液體液體 液體液體 固固體體 制取制取1.加熱硅與氯加熱硅與氯 Si + 2Cl2 SiCl4 2.將二氧化硅、氯、碳直接加熱將二氧化硅、氯、碳直接加熱 SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+ 2CO 12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物鹵化物鹵化物通式為通式為SiX4,SiX4,均為無均為無色色常溫常溫 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 氣體氣體 液體液體 液體液體 固固體體 性質(zhì)性質(zhì)1.刺激性無色液體刺激性無色液體 12-2-4 12-2-4 硅及其

23、重要化合物硅及其重要化合物 2.易水解，在潮濕空氣中產(chǎn)生濃煙易水解，在潮濕空氣中產(chǎn)生濃煙 SiCl4+3H2O H2SiO3 +4HCl 假設(shè)假設(shè)NH3與與SiCl4同時(shí)蒸發(fā)，同時(shí)蒸發(fā)， 因生成因生成NH4Cl，煙霧，煙霧更濃更濃二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石) )有兩種形狀有兩種形狀 無定形無定形 晶體晶體 如如 硅藻土硅藻土 石石英英12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物水晶水晶無色透明的純石英無色透明的純石英紫水晶紫水晶( (含少量含少量Mn)Mn)煙水晶煙水晶 碧玉碧玉瑪瑙瑪瑙雞血石雞血石蛋白石蛋白石( (貓眼石貓眼石) )圖像圖像二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石)

24、 )有兩種形狀有兩種形狀 無定形無定形 晶體晶體 如如 硅藻土硅藻土 石石英英石英在石英在16001600時(shí)熔化成粘稠液體，時(shí)熔化成粘稠液體，其內(nèi)部構(gòu)造變?yōu)椴灰?guī)那么形狀，假其內(nèi)部構(gòu)造變?yōu)椴灰?guī)那么形狀，假設(shè)急劇冷卻，因粘度大不易再結(jié)晶設(shè)急劇冷卻，因粘度大不易再結(jié)晶而構(gòu)成石英玻璃而構(gòu)成石英玻璃 石英玻璃具有許多特性石英玻璃具有許多特性1.1.熱膨脹系數(shù)小，能透過可見光和熱膨脹系數(shù)小，能透過可見光和紫外紫外 光，可制造高級(jí)化學(xué)器皿和光學(xué)光，可制造高級(jí)化學(xué)器皿和光學(xué)儀器儀器2.2.制光導(dǎo)纖維制光導(dǎo)纖維12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物二氧化硅二氧化硅( (硅石硅石) )有兩種

25、形狀有兩種形狀 無定形無定形 晶體晶體 如如 硅藻土硅藻土 石石英英與普通酸不起反響，與氫氟酸反響與普通酸不起反響，與氫氟酸反響SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2OSiO2 + Na2CO3 Na2SiO3+ CO2 與氫氧化鈉或純堿共熔與氫氧化鈉或純堿共熔 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3+H2O12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物硅酸硅酸方式很多，組成常以方式很多，組成常以xSiO2yH2OxSiO2yH2O表表示示 隨構(gòu)成條件而異隨構(gòu)成條件而異 硅酸名稱硅酸名稱 化學(xué)式化學(xué)式x y 備備 注注正硅酸正硅酸H4SiO41 2偏硅酸偏硅酸H2SiO31

26、 1二偏硅酸二偏硅酸 H2Si2O52 1x2 多硅酸多硅酸三偏硅酸三偏硅酸 H4Si3O83 2焦硅酸焦硅酸H6Si2O72 3通常以通常以H2SiO3H2SiO3表示表示 12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物二元弱酸二元弱酸 開場(chǎng)生成可溶于水的單硅酸開場(chǎng)生成可溶于水的單硅酸 以后逐漸縮合脫水成硅酸溶膠以后逐漸縮合脫水成硅酸溶膠 H2SiO3 HSiO3 +H+ K =2.510-10 a(1)HSiO3 SiO3 + H+ K =1.610-12a(2)-2- OH OH OH OH OH OH OH OH OH Si OH+OH Si OH HO Si O Si

27、OH+H2O OH Si OH+OH Si OH HO Si O Si OH+H2O OH OH OH OH OH OH OH OH溶解度小溶解度小 SiO3 + 2H+ H2SiO3 2-硅酸硅酸12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物溶液溶液 溶膠溶膠懸浮液懸浮液顆粒大小顆粒大小/pm105分散相分散相 分散介質(zhì)分散介質(zhì)溶膠溶膠固固 水水凝膠凝膠 水水固固硅酸硅酸12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物在稀硅酸溶膠中參與電解質(zhì)在稀硅酸溶膠中參與電解質(zhì) 在適當(dāng)濃度硅酸鹽溶液中加酸在適當(dāng)濃度硅酸鹽溶液中加酸 凝膠凝膠 演示演示溶液溶液 溶膠溶膠懸浮液懸浮

28、液顆粒大小顆粒大小/pm105分散相分散相 分散介質(zhì)分散介質(zhì)溶膠溶膠固固 水水凝膠凝膠 水水固固硅酸硅酸12-2-4 12-2-4 硅及其重要化合物硅及其重要化合物在稀硅酸溶膠中參與電解質(zhì)在稀硅酸溶膠中參與電解質(zhì) 在適當(dāng)濃度硅酸鹽溶液中加酸在適當(dāng)濃度硅酸鹽溶液中加酸 凝膠凝膠 演示演示硅酸鹽硅酸鹽* * 制?。褐迫。篠iO2SiO2與堿性氧化物共熔與堿性氧化物共熔 SiO2+ M2O M2SiO3SiO2+ 2M2O M4SiO4性質(zhì)：性質(zhì)：1.1.除堿金屬硅酸鹽外，普通難溶除堿金屬硅酸鹽外，普通難溶 制?。褐迫。篠iO2SiO2與堿性氧化物共熔與堿性氧化物共熔 性質(zhì)：性質(zhì)：1.1.除堿金屬硅

29、酸鹽外，普通難溶除堿金屬硅酸鹽外，普通難溶 2.2.硅酸鈉劇烈水解硅酸鈉劇烈水解, ,水溶液呈堿性水溶液呈堿性 硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃, ,又稱又稱“泡花堿泡花堿 市售水玻璃為粘稠狀液體市售水玻璃為粘稠狀液體 M(Na2O):M(SiO2)=1:3.3 M(Na2O):M(SiO2)=1:3.3SiO3 的鑒定的鑒定參與參與NH4Cl 2-2NH3 +2H2OSiO3 +2NH4 +2H2O H2SiO3 +2NH3H2O2-+硅酸鹽硅酸鹽* * 12-2-5 錫、鉛重要化合物錫、鉛重要化合物12-2-5 12-2-5 錫、鉛重要化合物錫、鉛重要化合物氧化物和氫氧化物氧化

30、物和氫氧化物氧氧 化化 數(shù)數(shù)+2SnO(黑色黑色) PbO(黃或黃紅色黃或黃紅色)+4SnO2(白色白色 ) PbO2(棕黑棕黑色色 )混合氧化物混合氧化物 Pb3O4(鉛丹鉛丹) 鮮紅鮮紅色色 相當(dāng)于相當(dāng)于 Pb2PbO4 或或 2PbOPbO2 Pb2O3 橙色橙色 PbOPbO2 PbPbO3+2HNO3 Pb(NO3)2+PbO2 +H2OPbPbO3+2HNO3 Pb(NO3)2+PbO2 +H2OPb2PbO4+4HNO32Pb(NO3)2+ PbO2 Pb2PbO4+4HNO32Pb(NO3)2+ PbO2 +2H2O +2H2O 氧氧 化化 數(shù)數(shù)+2SnO(黑色黑色) Sn(O

31、H)2 2(白色白色) 兩性偏堿兩性偏堿PbO(黃或黃紅色黃或黃紅色) Pb(OH)2(白色白色) 兩性偏堿兩性偏堿+4SnO2(白色白色 ) Sn(OH)4(白色白色) 兩性偏酸兩性偏酸PbO2(棕黑棕黑色色 ) Pb(OH)4(棕色棕色) 兩性偏酸兩性偏酸 Sn(OH)2+2H+ Sn2+ +2H2O Sn(OH)2+2OH- Sn(OH)42- Pb(OH)2+2H+ Pb2+ +2H2O Pb(OH)2+2OH- Pb(OH)42-氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物氧氧 化化 數(shù)數(shù)+2SnO(黑色黑色) Sn(OH)2(白色白色) 兩性偏堿兩性偏堿PbO(黃或黃紅色黃或黃紅色) Pb(O

32、H)2(白色白色) 兩性偏堿兩性偏堿+4SnO2(白色白色 ) Sn(OH)4(白色白色) 兩性偏酸兩性偏酸PbO2(棕黑棕黑色色 ) Pb(OH)4(棕色棕色) 兩性偏酸兩性偏酸-H2OSn(OH)4 H2SnO3 正錫酸正錫酸 偏錫酸偏錫酸 -H2SnO3 -H2SnO3 制取制取 Na2SnO3+HCl Sn+Na2SnO3+HCl Sn+濃濃HNO3HNO3性質(zhì)性質(zhì) 無定形粉末無定形粉末 白色粉末白色粉末 溶于過量濃溶于過量濃HClHCl和堿和堿 難溶于酸和堿難溶于酸和堿氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物鹽類鹽類1.1.錫錫()()在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原性在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)

33、原性( (黑色黑色) )堿性介質(zhì)：堿性介質(zhì)： 此為鑒定鉍鹽的方法此為鑒定鉍鹽的方法2Bi3+6OH-+3Sn(OH)42-2Bi 2Bi3+6OH-+3Sn(OH)42-2Bi +3Sn(OH)62-+3Sn(OH)62-酸性介質(zhì)：酸性介質(zhì)： 2HgCl2+SnCl2 Hg2Cl2 + SnCl4 ( (白色白色) )Hg2Cl2 +SnCl2 2Hg + SnCl4 ( (黑色黑色) )SnCl2過量過量 鑒定鑒定Sn2+Sn2+的方法的方法1.錫錫()在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原性在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原性2. Pb(IV)的氧化性的氧化性: PbO2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑3.3.錫錫(

34、)()易水解易水解, SnCl4, SnCl4在潮濕空氣中冒白在潮濕空氣中冒白煙煙 鹽類鹽類2Mn2+5PbO2+4H+2MnO4 +5Pb2+2H2O( (紫紅色紫紅色) ) PbO2+ 4HCl(濃濃) PbCl2 +Cl2 + 2H2O ( (白色白色) )-SnCl2+ H2O Sn(OH)Cl + HCl( (白色白色) )配制配制SnCl2，需參與：，需參與：1.濃濃HCl,防水解防水解 2.錫粒，防氧化錫粒，防氧化SnO2 + 2H2O Sn(OH)2 +2OH-( (白色白色) )2-1.1.錫錫()()在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原性性2. Pb(I

35、V)的氧化性的氧化性: PbO2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑4.4.鉛鉛()()鹽鹽: : 絕大多數(shù)難溶于水絕大多數(shù)難溶于水PbI2+ 2KI K2PbI4PbI2(金黃色金黃色)溶解度小溶解度小,溶于沸水和溶于沸水和KI溶液溶液3.3.錫錫()()易水解易水解, SnCl4, SnCl4在潮濕空氣中冒白在潮濕空氣中冒白煙煙 PbCl2難溶于冷水，溶于熱水和濃難溶于冷水，溶于熱水和濃HClPbCl2+ 2HCl(濃濃) H2PbCl4 PbSO4PbSO4難溶于水難溶于水, ,溶于濃溶于濃H2SO4H2SO4和飽和和飽和NH4OAc NH4OAc 鹽類鹽類PbSO4+ H2SO4(濃濃) Pb(HSO

36、4)2PbSO4+ 2OAc-(濃濃) Pb(OAc)2+SO4 2-1.1.錫錫()()在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原在堿性、酸性介質(zhì)中均有的復(fù)原性性2. Pb(IV)的氧化性的氧化性: PbO2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑4.4.絕大多數(shù)鉛鹽難溶于水絕大多數(shù)鉛鹽難溶于水 3.3.錫錫()()易水解易水解, SnCl4, SnCl4在潮濕空氣中冒白在潮濕空氣中冒白煙煙 5.5.硝酸鉛與碳酸鈉反響硝酸鉛與碳酸鈉反響 2Pb2+2CO3 +H2OPb2(OH)2CO3 +CO2( (俗稱鉛白俗稱鉛白) )2-6.Pb2+6.Pb2+的鑒定的鑒定Pb2+ + CrO4 PbCrO4 (黃色黃色為黃色顏料，俗

37、稱鉻黃為黃色顏料，俗稱鉻黃2-鹽類鹽類硫化物硫化物+2SnS( (棕色棕色) )PbS( (黑色黑色) )+4SnS2 ( (黃色黃色) )堿性堿性堿性堿性酸性酸性PbS不溶于水、稀鹽酸、堿金屬硫化物不溶于水、稀鹽酸、堿金屬硫化物 溶于濃鹽酸和稀硝酸溶于濃鹽酸和稀硝酸SnS溶于溶于Na2S2 SnS+S2 SnS3 H+(H2SnS3) SnS2 +H2S 2-2-PbS+4HCl(濃濃) PbCl42-+H2S +2H+ 3PbS+8H+2NO3 3Pb2+3S +2NO +4H2O-+2SnS( (棕色棕色) )PbS( (黑色黑色) )+4SnS2 ( (黃色黃色) )/堿性堿性堿性堿性

38、酸性酸性PbS不溶于水、稀鹽酸、堿金屬硫化物不溶于水、稀鹽酸、堿金屬硫化物 溶于濃鹽酸和稀硝酸溶于濃鹽酸和稀硝酸SnS2易溶于堿金屬硫化物或硫化銨易溶于堿金屬硫化物或硫化銨SnS2+S2- SnS3 (H2SnS3)SnS2 +H2S H+2-留意：這兩組反響不同留意：這兩組反響不同硫化物硫化物SnS溶于溶于Na2S2 SnS+S2 SnS3 H+(H2SnS3) SnS2 +H2S 2-2-第二節(jié)終了第十二章第十二章 氮族、碳族和硼族元氮族、碳族和硼族元素素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案無機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第二節(jié)第二節(jié) 終了終了碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)

39、算以上的解離常數(shù)值是按以上的解離常數(shù)值是按 溶于水的溶于水的CO2CO2全部轉(zhuǎn)為全部轉(zhuǎn)為H2CO3 H2CO3 計(jì)算的計(jì)算的 實(shí)踐大部分實(shí)踐大部分 CO2 CO2以水合分子以水合分子(CO2H2O)(CO2H2O)方式存在方式存在H2CO3 HCO3 +H+ K =4.510-7 a(1)HCO3 CO3 + H+ K =4.710-11a(2)-2-碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算k1(正正)k1(逆逆)(1) CO2+ H2O (1) CO2+ H2O H2CO3H2CO3= = =1.710-3k1(正正) 3.910-2 k1(逆逆) 23 K K 1碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)

40、的計(jì)算(1) CO2+H2O H2CO3(1) CO2+H2O H2CO3 =1.710-3K K 1k2(逆逆) 2.210-4K K= = =4.3107k2(正正) 9.4103 2(2) CO2+ OH- (2) CO2+ OH- HCO3 HCO3 k2(正正)k2(逆逆)-碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算(1) CO2+H2O H2CO3(1) CO2+H2O H2CO3=1.710-3K K 1K2=4.3107(2) CO2+OH- HCO3 (2) CO2+OH- HCO3 -K K K K 1 2 (1)-(2)得得 HCO3 +H2O H2CO3+OH- K3= =

41、=4.010-11 1.710-3 4.3107 -a(1) K K =2.510-4 K3 = c(H2CO3)/c c(OH-)/c c(H+)/c c(HCO3)/c c(H+)/c K K a(1) K K a(1) Kw 1.0Kw 1.010-10-1414= =4.010-11碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算a(1) K K =2.510-4 即即 H2CO3 H+ +HCO3 -K2=4.3107(2) CO2+OH- HCO3 (2) CO2+OH- HCO3 -(1) CO2+H2O H2CO3(1) CO2+H2O H2CO3=1.710-3K K 1碳酸解離常數(shù)的計(jì)算碳酸解離常數(shù)的計(jì)算a(1)K =2.510-4 a(1)K 為為H2CO3真正的真正的K a(1)a(1)K 即為普通書所指的即為普通書所指的Ka(1)K =K1K =(1.710-3)(2.510-4)=4.210-7 a(1)(1)+(3) CO2+ H2O H+ HCO3