無機化學(xué)課件：硼族元素

1、第十七章 碳 硅 硼17.1 碳族元素 17.1.1 碳族元素的通性17.1.2 碳的單質(zhì)17.1.3 碳的化合物17.1.4 硅的化合物(Elements of Carbon Family)0VIIAVIAVAIVAIIIA2He氦K25B硼6C碳7N氮8O氧9F氟10Ne氖LK8213Al鋁14Si硅15P磷16S硫17Cl氯18Ar氬MLK88231Ga鎵32Ge鍺33As砷34Se硒35Br溴36Kr氪NMLK8188249In銦50Sn錫51Sb銻52Te碲53I碘54Xe氙ONMLK818188281Tl鉈82Pb鉛83Bi鉍84Po釙85At砹86Rn氡PONMLK8183218

2、82非金屬金 屬電子層碳族17.1.1 碳族元素的通性1. 元素6C碳12131412.0112s22p250Sn錫112 117 122114 118 124115 119116 120118.715s25p214Si硅28293028.0863s23p232Ge鍺70 7472 767372.614s24p282Pb鉛204 208206207207.26s26p22. 價電子層結(jié)構(gòu)及氧化態(tài)元素符號CSiGeSnPb價電子層結(jié)構(gòu)2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化數(shù)+4,(+2)+4,(+2)+4,+4,+4,原子序數(shù)614325082+2+2+2+4+2C

3、，SiIVIIGe，SnPbIV IIIIIV碳族元素的性質(zhì)3. 碳的特性由于碳的原子半徑最小，電負性最大，電離能也最高，又沒有d軌道。所以碳與本族其它元素之間的差異較大，其主要表現(xiàn)為：（1）它的配位數(shù)僅限于4（2）碳的成鍵能力最強（3）原子間能形成多重鍵碳是世界上化合物種類最多的元素碳的化合物其它元素的化合物(陽離子半徑大的碳酸鹽陽離子半徑小的碳酸鹽過渡金屬碳酸鹽（3）過渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性差陽離子極化作用小的離子陽離子極化作用大的離子（4）H+的極化作用強碳酸鹽碳酸氫鹽碳酸MCO3 MOCO217.1.4 硅的化合物1. 硅的氧化物3s3px3py3pz硅原子sp3雜化3s3px3py3pz

4、基 態(tài) 結(jié)構(gòu)SiO4四面體二氧化硅并不表示單個分子SiO2二氧化碳表示單個分子CO2最簡式最簡式有區(qū)別頂點的氧原子為兩四面體公用硅原子氧原子SiO2結(jié)構(gòu)SiO2CO2形態(tài)固態(tài)氣態(tài)晶型原子晶體分子晶體SiO2與CO2的性質(zhì)比較 性質(zhì)性質(zhì)一：與還原劑反應(yīng)性質(zhì)二：與HF反應(yīng)性質(zhì)三：與堿反應(yīng)性質(zhì)一：與還原劑反應(yīng)在高溫下不能被H2還原，只能被碳、鎂、鋁還原。SiO22C Si2CO3000性質(zhì)二：與HF反應(yīng)除單質(zhì)氟、氟化氫、氫氟酸外，SiO2不與其它的鹵素酸反應(yīng)。SiO24HF(g) SiF42H2OSiO26HF(溶液) H2SiF62H2O性質(zhì)三：與堿反應(yīng)SiO2能溶于熱的強堿溶液或溶于熔融的碳酸鈉

5、中。SiO22NaOH Na2SiO3H2OSiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2熔融2. 硅酸和硅酸鹽（1）硅酸：硅酸是組成復(fù)雜的絮狀固體硅酸通式：xSiO2 yH2O原硅酸H4SiO4x=1y=2SiO22H2O偏硅酸H2SiO3x=1y=1SiO2H2O二偏硅酸H2Si2O5x=2y=12SiO2H2O焦硅酸H6Si2O7x=2y=32SiO23H2O通常用 SiO2H2O 代表硅酸實際見到的硅酸是各種硅酸的混合物 性質(zhì)硅酸是個二元弱酸，在水中溶解度小，呈微弱的酸性。K1 =1.710-10K2 =1.610-12Ka1=4.210-7BBr3 BCl3 BF3 硼原子鹵原子空的2p軌道三鹵化硼分子軌道圖 制備螢石、濃硫酸和B2O3的加熱反應(yīng)制備BF3：B2O33CaF23H2SO4 2BF33CaSO43H2O1BF3(g)AlCl3 AlBCl3BF3(g)AlBr3 AlF3BBr32 性質(zhì)物理性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)BF3BCl3BBr3BI3室溫下存在狀態(tài)氣氣液固熔點/K146166227316沸點/K172285364483三鹵化硼都是共價化合物，熔沸點均很低，并有規(guī)律的按F、Cl、Br、I的順序而逐漸增高，它們的