信阳师范大学：《无机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第十四章 碳族元素

第十四章碳族元素 ·§14-1碳族元素的通性 ·§14-2碳族元素的单质及其化合物 ·§14-3无机化合物的水解性

• §14-1 碳族元素的通性 • §14-2 碳族元素的单质及其化合物 • §14-3 无机化合物的水解性 第十四章 碳族元素

§14-1碳族元素的通性 C,Si,Ge,Sn,Pb 价电子构型：ns2np2 C Si Ge Sn Pb -4 氧化值 +2 +4 (+2) +2 +2 +4 +4 +4 (+4) 最大 4 配位数 6 6 6 6 单质可形成原子晶体 金属晶体

价电子构型：ns 2np 2 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 C, Si, Ge, Sn, Pb §14-1 碳族元素的通性

§14-2碳族元素的单质及其化合物 2-1自然界存在形式： 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气； 碳酸盐；C02。 硅：SO2和各种硅酸盐。 锗：硫银锗矿4Ag2SGS2, 硫铅锗矿2PbS·GeS2。 锡：锡石Sn02。 铅：方铅矿PbS,白铅矿PbCO3

2-1 自然界存在形式： 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气； 碳酸盐； CO2 。 硅：SiO2和各种硅酸盐。 锗：硫银锗矿 4Ag2S•GeS2 ， 硫铅锗矿2PbS • GeS2 。 锡：锡石 SnO2 。 铅：方铅矿 PbS，白铅矿 PbCO3 。 §14-2 碳族元素的单质及其化合物

锡石SnO2 方铅矿PbS

锡石SnO2 方铅矿 PbS

2-2碳族元素的单质 石墨 金刚石C 硅Si 储Ge 锡Sn 铅(Pb)

2-2 碳族元素的单质

金刚石C 石墨 碳单质的同素异形体： 金刚石：原子晶体，硬度最大，熔点最高。 石墨：层状晶体，质软，有金属光泽

碳单质的同素异形体： 金刚石：原子晶体,硬度最大,熔点最高。 石墨：层状晶体 ，质软，有金属光泽

石墨(sp杂化) 过渡型晶体，层内C 42pm Sp杂化，C-C共价键； 层-层之间范德华力；层 上、下有Ⅱ离域键。 层内：142pm,层间： 335pm. 离域键→导电、导 热；层内C-C共价键→ 耐高温、化学惰性；层 状结构→解离性

石墨(sp2杂化) 过渡型晶体，层内C sp2杂化，C-C共价键； 层-层之间范德华力；层 上、下有Πn n离域键 。 层内：142 pm, 层间： 335 pm. 离域π键 → 导电、导 热；层内C-C共价键→ 耐高温、化学惰性；层 状结构→解离性

金刚石sp杂化) 155pm 原子晶体，C: sp3杂化，高熔点， 高沸点，高硬度。 用于制造钻头和 磨削工具

金刚石(sp3杂化) 原子晶体，C： sp3杂化，高熔点， 高沸点，高硬度。 用于制造钻头和 磨削工具

足球烯或富勒烯：C60,C0等。 C60是1985年用激光轰击石墨作碳的气化实验 时发现的。 C6和是由12个五边形和20个六边形组成的32面 体。五边形彼此不相 连，只与六边形相连

足球烯或富勒烯：C60， C70 等。 C60 是1985年用激光轰击石墨作碳的气化实验 时发现的。 C60 是由12个五边形和20个六边形组成的32面 体。五边形彼此不相 连，只与六边形相连

●● ●●● ②1个C参加2个六。 元环1个五元环， 3个σ键，键角之 和为348°，5p2.28 杂化。 ③剩下的p轨道形 成离域键，C6o有 二种C一C键长： 60个单键(146pm) 和30个双键139 足球烯，富勒烯，C60(sp杂化)pm

足球烯，富勒烯，C60 (sp2杂化) ②1个C参加2个六 元环1个五元环， 3个σ键，键角之 和为348 º ，sp2.28 杂化。 ③ 剩下的p轨道形 成离域键, C60有 二种C－C键长: 60个单键(146 pm) 和30个双键(139 pm)