《无机元素化学》课程教学资源（PPT课件）第3章 碳族元素

第三章碳族元素 3.1概述 c Si Ge Sn Pb 氧化值 +2+4(+2)+2+2 +4 +4+4(+4) 最大配位数46666 单质可形成原子晶体金属晶体

第三章 碳族元素 C Si Ge Sn Pb －4 +2 +4 (+2) +2 +2 +4 +4 +4 (+4) 4 6 6 6 6 氧化值 最大配位数 单质可形成原子晶体 金属晶体 3.1 概述

3.2碳及其化合物 3.2.1碳的同素异形体 产

3.2.1 碳的同素异形体 3.2 碳及其化合物

3.2.2碳的氧化物 CO具有还原能力和较强配位能力 C0+PdCl+H0==C0, +2HCl+Pd Fe(co)s, ni(co), Co(co) 其中C是配位原子。 Hb H0+0o Hb0+hO Hb. 0,+CO-HbC0+02

3.2.2 碳的氧化物 CO具有还原能力和较强配位能力 Hb·O2+CO Hb·CO+O2 CO+PdCl2+H2O == CO2+2HCl+Pd Fe(CO)5 , Ni(CO)4 , Co2 (CO)8 其中C是配位原子。 Hb·H2O+O2 HbO2+H2O

3.2.3Mr与可嵱性碳酸盐的反应特点 1.M电荷高,极易水解,如A3Fe3+,Cr3加入CO32互 相促进,发生双水解反应。 Al2(SO4)+Na2CO3+H2O--AI(OH3+Na2 SO4+CO 2 2.M可水解,其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多,生成 碱式盐沉淀,如Be2+,Mg2+,Cu2+ 2Mg++2 CO3+H,O--Mg2(OH)2CO3+CO2 2 Be2++2 C032-+H20=- Be2(OH) CO3+CO2 3.Mπ水解程度小,碳酸盐溶解度小,生成碳酸盐沉淀, *o+, Sr+, Ba2+: Ba2++CO32-=BaCO3

1. Mn+电荷高,极易水解，如 Al3+,Fe3 +,Cr3+ 加入CO3 2-互 相促进,发生双水解反应。 Al2 (SO4 )3+Na2CO3+H2O == Al(OH)3+Na2SO4+CO2 2. Mn+可水解,其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多,生成 碱式盐沉淀，如Be2+,Mg2+,Cu2+ 。 2 Mg2+ +2 CO3 2－ +H2O ==Mg2 (OH)2CO3+CO2 2 Be2+ +2 CO3 2－ +H2O == Be2 (OH)2CO3+CO2 3. Mn+ 水解程度小,碳酸盐溶解度小,生成碳酸盐沉淀， 如Ca2+,Sr2 +,Ba2 +: Ba2 + +CO3 2－ == BaCO3 3.2.3 Mn+与可溶性碳酸盐的反应特点

3.3硅的化合物 3.3.1硅的卤化物 硅常见的卤化物有SC4、S4,它们均强烈水解: SiCL+H,O=-HSioatHCl 3SiF +4H O== SiO+4H++2SiF22 SiF4 +2HF =- H2SiF6 LSiF6、 AsIf6易嵱 Na2Si6、K2SiF6、BaSF6难溶白色沉淀

Li2SiF6 、CaSiF6 易溶 Na2SiF6、K2SiF6 、BaSiF6 难溶 白色沉淀 3.3.1 硅的卤化物 硅常见的卤化物有SiCl4 、SiF4，它们均强烈水解： SiCl4+H2O == H4SiO4+HCl 3SiF4+4H2O == H4SiO4+4H++2SiF6 2－ SiF4 +2HF == H2SiF6 3.3 硅的化合物

3.3.2硅酸与硅酸盐 H4SO4原硅酸 硅酸{HsO3偏硅酸 xSO2·yH2O多硅酸 胶冻状硅酸出9硅胶 硅酸盐结构复杂,硅氧四面体为基本骨架 硅酸钠:Na2OnS0O Cu2++ Na Sio,==CuSio,+2H+ 泡沸石:Na2O·Al2O3·2SiO2·mH2O

H4SiO4 原硅酸 H2SiO3 偏硅酸 xSiO2 •yH2O 多硅酸 胶冻状硅酸 硅胶 －H2O 硅酸盐结构复杂, 硅氧四面体为基本骨架。 硅酸钠：Na2O•nSiO2 Cu2++ Na2SiO3 == CuSiO3 + 2H+ 泡沸石：Na2O • Al2O3 • 2SiO2 • nH2O 硅酸 3.3.2 硅酸与硅酸盐

(a)[SO4]4-(b)S12 (c)SiO, 8 ( d)SigOng

(a) [SiO4 ] 4－ (b) Si2O7 6－ (c) Si4O12 8－ (d) Si6O18 12－

3.33沸石分子筛 硅铝酸盐:M2nOAl2O3xSiO2yH2O 孔道→空腔,吸附不同大小的分子 吸附剂:干燥,净化或分离 催化剂:催化剂载体 广泛应用于化工,环保, 食品,医疗,能源,农业及日 常生活,石油化工领域 t 常见:A型,Y型,X型,M型 A型

3.3.3 沸石分子筛 硅铝酸盐:M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O 孔道→空腔,吸附不同大小的分子 吸附剂: 干燥,净化或分离 催化剂: 催化剂载体 广泛应用于化工,环保, 食品,医疗,能源,农业及日 常生活,石油化工领域 常见:A型,Y型,X型,M型

3.4锡、铅的重要化合物 34.1单质 Sno2+c== Sn + co2 白锡_锡疫132℃以下 61℃以上 灰锡(元定形) 脆锡(斜方) 2Pb+O2+CO2+H2O ==Pb2(OH)2CO 3 警惕,儿童铅中毒

3.4 锡、铅的重要化合物 白锡 脆锡（斜方） ↓161℃以上 2Pb+O2+CO2+H2O == Pb2 (OH)2CO3 13.2℃以下 灰锡（无定形） 锡 疫 SnO2 + C == Sn + CO2 3.4.1 单质

34.2Sn2与Sn(Ⅳ) H2SncI6 HCI Sn+Cl2(过) SnC/H,0 H2SnO3+HCI↑(强烈) Sns Na,S Na2SnS3SnS2+H2S↑ HCI SnC12-+H2S↑

SnCl4 H2O Sn+Cl2 (过) H2SnO3+HCl↑ (强烈) HCl S 2－ SnS2 Na2SnS3 Na2S H+ SnS2 +H2S↑ [SnCl6 ] 2－+H2S↑ HCl H2SnCl6 3.4.2 Sn2+与 Sn(Ⅳ)