無機化學-17碳族全解課件

第十七章碳硅硼CarbonandSiliconandBoricⅢAⅣAⅤA

ⅥAⅦA0

2He硼5B碳6C7N8O

9F10Ne鋁13Al硅14Si15P16S17Cl18Ar鎵31Ga鍺32Ge33As34Se

35Br36Kr銦49In錫50Sn51Sb

52Te53I54Xe鉈81Tl鉛82Pb83Bi84Po85At86Rn第十七章碳硅硼ⅢAⅣA第一節(jié)引言1-1自然存在和豐度碳硅硼煤、石油、天然氣白云石、石灰石動植物、CO2碳是自然界化合物種類最多的元素，達400多萬種，它是有機物的骨架元素。豐度0.02329.500.0012硅酸鹽礦，石英礦。硼砂礦(Na2B4O710H2O)、硼鎂礦(Mg2B2O5H2O)等第一節(jié)引言1-1自然存在和豐度碳硅硼煤、石油、天然1-2元素的基本性質(zhì)

碳、硅、硼的一些基本性質(zhì)C、Si、B既不易失去電子，也不奪取電子，主要形成共價鍵電離勢和電負性以碳的最大1-2元素的基本性質(zhì)碳、硅、硼的一些基本性質(zhì)C、Si、B1-3成鍵特征一些單鍵鍵能的平均值（kJ?mol-1）元素自相成鏈能力以碳最強，它構(gòu)成了有機物的骨架硼與氧結(jié)合的鍵能最大，其次是硅，它們主要以氧化物礦存在。碳與氫結(jié)合的鍵能最大，它構(gòu)成了龐大的有機物界1-3成鍵特征一些單鍵鍵能的平均值（kJ?mol-1）元素１、原子間可以相互結(jié)合成鏈，其中以碳成鏈能力最強。它構(gòu)成了整個有機物界的骨架。２、C可以有sp、sp2、sp3等多種雜化態(tài)成鍵，因而可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)復雜多樣的鍵合方式，包括雙鍵、叁鍵、pπ-pπ鍵等。而Si則是以共價單鍵為主。3、B原子有4個價軌道，只有3個價電子，這種價軌道數(shù)目多于價電子數(shù)目的原子，稱為少電子原子，它的成鍵特征是可以形成多中心少電子鍵。１、原子間可以相互結(jié)合成鏈，其中以碳成鏈能力最強。它構(gòu)成了整第二節(jié)碳2-1碳單質(zhì)一、碳的同素異形體金剛石石墨碳-60金剛石晶瑩美麗，光彩奪目，是自然界最硬的礦石。在所有物質(zhì)中，它的硬度最大。在所有單質(zhì)中，它的熔點最高，達3823K。石墨很軟，具有潤滑性，層狀結(jié)構(gòu),導電導熱，密度比金剛石小，熔點比金剛石僅低50K，為3773K。1996年10月7日，瑞典皇家科學院決定把1996年諾貝爾化學獎授予RobertFcurl.Jr(美國)、HaroldWKroto(英國)和RichardESmalley(美國)，以表彰他們發(fā)現(xiàn)C60。第二節(jié)碳2-1碳單質(zhì)一、碳的同金剛石石墨碳-60金B(yǎng)uckyball,“巴基球”，亦稱“富勒烯”，是美國化學家斯莫雷通過碳原子的重新排列創(chuàng)造的第三種形式的碳結(jié)晶體。它標志著納米材料科學的開始。Buckyball,傳統(tǒng)鋼材碳納米管碳納米管的質(zhì)量不到傳統(tǒng)鋼材的六分之一，強度卻高出傳統(tǒng)鋼材100倍。傳統(tǒng)鋼材碳納米管碳納米管的質(zhì)量不到傳統(tǒng)鋼材的六分之一，強度卻C-60（富勒烯）分子晶體三種碳單質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)圖層狀結(jié)構(gòu)SP2雜化sp3雜化C-60（富勒烯）分子晶體三種碳單質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)圖層狀結(jié)構(gòu)SP二、用途和性質(zhì)金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆探用的鉆頭和磨削工具，是重要的現(xiàn)代工業(yè)原料，價格十分昂貴。由于石墨能導電，有具有化學惰性，耐高溫，易于成型和機械加工，所以石墨被大量用來制作電極、高溫熱電偶、坩堝、電刷、潤滑劑和鉛筆芯。C60可做超級耐高溫的潤滑劑，被視為“分子滾珠”。把K、Cs、Tl等金屬原子摻進C60分子的籠內(nèi)，就能使其具有超導性能?？捎糜谥瞥傻桶夷茈姍C。再有C60H60這些相對分子質(zhì)量很大地碳氫化合物熱值極高，可做火箭的燃料。二、用途和性質(zhì)金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆2-2無定形碳和碳的化學性質(zhì)一、無定形碳的種類木炭焦炭活性炭炭黑常溫下碳的化學性質(zhì)是不活潑的，在高溫下，它既可以與氧反應作為能源提供熱量，又可以作為還原劑用于冶煉金屬礦物。所以有關于碳的反應都是高溫反應:Fe2O3+3C=2Fe+3COCuO+C=Cu+COCaO+3C=CaC2+CO2-2無定形碳和碳的化學性質(zhì)一、無定形碳的種類木炭焦炭活性2-3碳的化合物碳的絕大部分化合物是有機物，無機物主要是氧化物和碳酸鹽等。一、氧化物1.一氧化碳CO[KK(σ2s)2(σ2s*)2(πy2p)2(πz2p)2(σ2p)2]C——O????C—O—←結(jié)構(gòu)式：了解工業(yè)水煤氣法：

C＋H2O＝CO＋H2(主要的)

CO＋H2O＝CO2＋H2實驗室法：

濃H2SO4

HCOOH────→CO＋H2O

加熱CO有毒，制備應在通風櫥中進行。CO和N2是等電子體,因此它們分子結(jié)構(gòu)是相似的2-3碳的化合物碳的絕大部分化合物是有機一、氧化物1.一氧性質(zhì)還原性CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HClCO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3高溫還原：

Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

CuO+CO==Cu+CO2

上兩反應可用于檢驗CO的存在羰基化反應CO容易與ⅥB、ⅦB、Ⅷ族金屬形成羰基配合物，如Fe(CO)5，Ni(CO)4，Cr(CO)6等。這類配合物具有受熱揮發(fā)的特點，高溫下分解為金屬和CO，用于提純金屬。

473K,200atm

Ni+4CO============Ni(CO)4

高溫,低壓

Ni(CO)4==========Ni+4CO在羰基物中金屬氧化數(shù)為零CO和羰基物均有毒!性質(zhì)還原性CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HC配位反應Cu(NH3)2CH3COO＋CO＋NH3====Cu(NH3)3·CO·CH3COO醋酸二氨合銅(Ⅰ)醋酸羰基三氨合銅(Ⅰ)CO容易被亞銅鹽溶液吸收此反應用于吸收混合氣中的COCO被人體吸收會引起中毒，這是由與它與血液中的血紅蛋白結(jié)合為COHb，使Hb失去輸送氧氣的能力?？諝庵兄灰?/800體積比的CO就能使人在半小時內(nèi)死亡。與非金屬反應

Cr2O3·ZnO，623－673KCO＋2H2====================CH3OH

Fe,Co或Ni523K,101KPaCO＋3H2===================CH4＋H2O

活性碳CO＋Cl2========COCl2(光氣，有毒)配位反應Cu(NH3)2CH3COO＋CO＋NH3====C二氧化碳O=C=OCO2臨界溫度高，加壓時易液化，液態(tài)CO2的汽化熱很高，它自由蒸發(fā)汽化時，一部分CO2被冷凝成雪花狀的固體，這固體俗稱“干冰”。它是分子晶體。在常壓下，干冰不經(jīng)熔化，于194.5K時直接升華氣化，因此常用來做制冷劑和人工造雨。CO2是酸性氧化物，能與堿反應。工業(yè)上CO2用于制備純堿、小蘇打、碳酸氫氨、啤酒、飲料、干冰。CO2NaHCO3Na2CO3NH4HCO3NaOHNaOH氨水CO2用于作滅火劑。但著火的鎂條在CO2氣中能繼續(xù)燃燒，所以CO2不助燃也是相對的。二氧化碳CO2臨界溫度高，加壓時易液化，液態(tài)CO2的汽化熱很二、碳酸和碳酸鹽碳酸根的結(jié)構(gòu)COOO….….….COHOOH2-正鹽碳酸COHOO….….-酸式鹽∏46熱穩(wěn)定性：正鹽>酸式鹽>酸與氫離子強極化作用有關!!!C二、碳酸和碳酸鹽碳酸根的結(jié)構(gòu)COOO….….….COHOOH碳酸鹽的性質(zhì)溶解性水解性熱穩(wěn)定性所有酸式鹽可溶，正鹽只有堿金屬和銨鹽可溶;難溶碳酸鹽均可溶于稀酸中：M2CO3＋2H+＝M2+＋CO2↑＋H2OCO32-＋H2O＝HCO3-＋OH-HCO3-+H2O=H2CO3+OH-2Al3+＋3CO32-＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑2Cu2+＋2CO32-＋H2O＝Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑熱穩(wěn)定性與陽離子的極化能力有關，陽離子的極化能力越強，穩(wěn)定性越差堿金屬鹽>堿土金屬鹽>重金屬鹽堿土金屬鹽隨半徑的增大而增強碳酸鹽溶解性水解性熱穩(wěn)定性所有酸式鹽可溶，正鹽只有堿金屬和銨第三節(jié)硅3-1硅單質(zhì)硅是本族元素豐度最大的元素，在所有元素中居于第二，它是構(gòu)成自然界礦物的主體元素，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。一、硅的制備

電爐2C＋SiO2=======Si＋2CO↑723-773KSi(粗硅)＋2Cl2=======SiCl4

SiCl4＋2H2======Si(純)＋4HCl用碳或碳化鈣在電爐中還原二氧化硅可得到粗硅，經(jīng)過精煉可得到純硅純硅用區(qū)域熔融法可以得到高純硅第三節(jié)硅3-1硅單質(zhì)硅是本族元素豐度最大的元素，在所有物理性質(zhì)

硅單質(zhì)無定形硅單晶硅多晶硅單晶硅能帶為1.12eV,能量利用效率為19.4%.法國費萊堡世界領先,太陽能利用效率達23%.多晶硅能帶為1.4eV,日本三菱公司16.4%,法國費萊堡19%。非晶硅能帶為1.7eV.多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在力學性質(zhì)、電學性質(zhì)等物理性質(zhì)方面。多晶硅均不如單晶硅好。單晶硅可算得上是世界上最純凈的物質(zhì)了，半導體器件要求硅的純度六個9以上。大規(guī)模集成電路硅的純度必須達到九個9。目前已經(jīng)能制造出純度為十二個9的單晶硅。單晶硅是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。物理性質(zhì)硅單質(zhì)無定形硅單晶硅多晶硅單晶硅能帶為1.12eV化學性質(zhì)１、與非金屬反應Si+F2==SiF4△Si+2X2＝SiX4(X=Cl,Br)△Si＋O2＝=SiO21573K3Si＋2N2＝=====Si3N4Si在含氧酸中被鈍化，但與氫氟酸及其混合酸反應，生成SiF4或H2SiF6:3Si+4HNO3+18HF＝3H2SiF6+4NO↑+8H2O2、與酸反應3、與堿反應無定形硅能與強堿反應放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑4、與金屬反應與鈣、鎂、銅、鐵等化合生成硅化物：高溫

Si＋2Mg========Mg2Si化學１、與非金屬反應Si+F2==SiF4Si在含氧酸中被鈍硅烷與碳類似，硅和氫組成的化合物稱硅烷，但其數(shù)量和穩(wěn)定性遠不如烷烴，其組成為：

SinH2n+2n≤7重要的硅烷是甲硅烷：SiH4二、硅烷的制備SiO2+4Mg==Mg2Si+2MgOMg2Si＋4HCl＝SiH4↑＋2MgCl2三、硅烷的性質(zhì)★原因一:鍵能C—C>Si—Si222345.6穩(wěn)定性：硅烷<烷還原性：硅烷>>烷水解性：硅烷水解（堿介質(zhì)），烷烴不水解原因二:Si-Si之間因原子半徑大,難形成p∏-p∏鍵,故無雙鍵.硅烷與碳類似，硅和氫組成的化合物稱硅烷，但其數(shù)量和穩(wěn)定性遠不

燃燒SiH4＋2O2===SiO2＋2H2OSiH4＋2KMnO4＝2MnO2↓＋K2SiO3

＋H2＋H2OSiH4＋8AgNO3＋2H2O＝8Ag↓＋

SiO2↓＋8HNO3還原性水解性熱不穩(wěn)定在堿催化下硅烷與水發(fā)生激烈反應(甲烷不發(fā)生水解)：SiH4＋(n+2)H2O==SiO2·nH2O↓＋4H2硅烷分解為單質(zhì)硅和氫氣：

SiH4＝Si＋2H2這一反應可用于高純硅的制備。后兩個反應可用于檢驗硅烷的存在與PH3相似，SiH4在空氣中能自燃燃燒還原性水解性熱不穩(wěn)定在堿催化下硅烷與水3-3硅的鹵化物和氟硅酸鹽一、鹵化物硅和硼的鹵化物都是共價物，熔點、沸點都較低，主要有氟化硅和氯化硅。制備Si＋2X2＝SiX4(F2常溫，Cl2,Br2在673-873K)SiO2＋2CaF2＋2H2SO4＝SiF4↑＋2CaSO4＋2H2O化性SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HClSiF4＋3H2O＝H2SiO3+4HFSiF4＋2HF＝H2SiF6CF4和CCl4不活潑，遇水不發(fā)生水解，而SiF4和SiCl4卻強烈地水解，它們在潮濕空氣中發(fā)煙：容易水解想一想：為什么碳的鹵化物不水解，而硅的鹵化物卻容易水解呢？3-3硅的鹵化物和氟硅酸鹽一、鹵化物硅和硼的鹵化物都是共價可溶性鹽：CaSiF6、Li2SiF6。難溶鹽：鈉鉀鋇的氟硅酸鹽。氟硅酸鹽(了解)氟硅酸溶液H2SiF6是一種相當于硫酸的強酸，但游離態(tài)的氟硅酸還未制得，氟硅酸鹽的應用較大。溶解性制備3SiF4＋2Na2CO3＋2H2O＝2Na2SiF6↓

＋H2SiO4＋2CO2SiF4＋2KF＝K2SiF6可溶性鹽：CaSiF6、Li2SiF6。氟硅酸鹽(了解)氟硅一、二氧化硅3-4硅含氧化合物SiO2是原子晶體，基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體，如圖所示，原子比Si:O＝1:2。Si-O以共價單鍵結(jié)合。熔點高，硬度大，不導電，不溶于水純的石英稱水晶，無色透明，石英玻璃是將石英加熱熔融冷卻而成，具有耐高溫，膨脹系數(shù)小，透明度大，不吸收紫外線，用于作光學和耐高溫儀器。二氧化硅的化學性質(zhì)不活潑，但容易被堿和氫氟酸腐蝕：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋H2OSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2OSiO2＋Na2CO3====Na2SiO3＋CO2↑SiOOOOSiO4四面體思考：為何二氧化碳與二氧化硅性質(zhì)差別很大?一、二氧化硅3-4硅含氧化合物SiO2是原子晶體，基本結(jié)構(gòu)二、硅酸組成通式：xSiO2·yH2O：原硅酸H4SiO400偏硅酸H2SiO311二硅酸H6Si2O723三硅酸H4Si3O832二偏硅酸H2Si2O521一般用偏硅酸H2SiO3的式子代表硅酸制備剛生成的硅酸主要以H4SiO4單分子形式存在,放置就逐漸縮合成多硅酸溶膠,在溶膠中加酸或電解質(zhì),便可沉淀出白色透明有彈性的硅酸凝膠,烘干并活化,便可制得硅膠,主要用于作干燥劑和吸咐劑。SiO2是酸性氧化物，難溶于水，不能用它和水反應得到硅酸，只能用可溶性硅酸鹽經(jīng)過酸化而得到：SiO32-+2H+＝H2SiO3↓二、硅酸組成通式：xSiO2·yH2O：制備剛生成的硅酸主要H4SiO4單分子形式硅酸溶液硅酸溶膠硅酸凝膠白色透明軟而富有彈性固體硅膠放置縮合加酸電解質(zhì)烘干活化CoCl2浸泡-烘干變色硅膠性質(zhì)硅酸是二元弱酸:K1＝2×10-10K2＝1×10-12因此，它的鹽容易水解呈堿性。硅膠的制備簡圖H4SiO4硅酸溶液硅酸溶膠硅酸凝膠白色透明軟而硅膠二、硅酸鹽硅酸鈉天然硅酸鹽

熔融SiO2＋Na2CO3====Na2SiO3＋CO2↑硅酸鈉的實際組成為xNa2O·ySiO2，俗稱水玻璃，也稱泡花堿，用途很廣，用于做粘合劑，防腐劑，軟水劑，洗滌劑和肥皂的填充劑，也是制硅膠和分子篩的原料。硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復雜，但基本結(jié)構(gòu)單元是相同的，均為硅氧四面體SiO42-，通過它的角頂氧原子可以連接成鏈狀，環(huán)狀，層狀或三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等。下面請看各種硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖形。(Si-硅酸鹽結(jié)構(gòu))二、硅酸鹽硅酸鈉天然硅酸鹽熔融天然硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖(1)(2)(4)(3)天然硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖(1)(2)(4)(3)(5)(6)(7)沸石型分子篩鋁硅酸鹽，用于作吸附劑(5)(6)(7)沸石型分子篩鍺分族:GeSnPb金屬的冶煉、性質(zhì)和用途硫化物礦氧化物培燒碳還原金屬一、金屬冶煉鍺分族:GeSnPb金屬的冶煉、性質(zhì)和用途硫化物礦氧化物Ge的冶煉鍺分散地存在于其它礦物中,它是硫化物礦石、煤、高溫冶金所得中間產(chǎn)物或廢渣、煙道灰為原料的工廠副產(chǎn)物。這些原料所提供的鍺通常為二氧化鍺，用鹽酸處理并蒸餾得四氯化鍺GeO2＋4HCl＝GeCl4＋2H2OGeCl4＋2H2O＝GeO2＋4HCl△GeO2＋2H2===Ge＋2H2O通過精餾提純GeCl4，并加水水解得到二氧化鍺然后用氫在813K~923K還原GeO2，得到金屬粉末鍺是主要的半導體材料之一，鍺半導體廣泛地用于電子計算機、雷達、火箭、導彈、導航控制設備、電子通訊以及自動化設備中。Ge的冶煉鍺分散地存在于其它礦物中,它是硫化物礦石、煤、高溫本族元素的惰性電子對效應GeSnPb隨電子層數(shù)增多,高價離子氧化性增強,不穩(wěn)定性增強,其低價離子穩(wěn)定性高.因此:PbO2具有很強的氧化性,Sn4+也有一定氧化能力,而Sn2+具有很強的還原性.穩(wěn)定性:Ge2+<

Sn2+<Pb2+(還原性降低)

Ge4+>Sn4+>Pb4+(氧化性升高)本族元素的惰性電子對效應GeSnPb二、單質(zhì)的化學性質(zhì)

△

Ge＋O2＝GeO2

△Sn＋O2＝SnO2

△2Pb＋O2＝2PbOGe、Sn、Pb可形成+4和+2兩種氧化態(tài)化合物，由于惰性電子對效應，兩種氧化態(tài)的穩(wěn)定性為：

+4：Ge>Sn>Pb+2:Ge<Sn<<PbPb4+具有很強的氧化性Sn2+具有很強還原性二、單質(zhì)的化學性質(zhì)△Ge、Sn、Pb可形M+鹵素MCl4MCl2SMS2MS鍺和錫都不與水反應，鉛在有空氣的條件下可緩慢與水反應生成氫氧化物

2Pb＋O2＋2H2O＝2Pb(OH)2與鹵素和硫反應SnCl2化學性質(zhì)穩(wěn)定嗎？

有PbS2這種物質(zhì)嗎？M+鹵素MCl4SMS2鍺和錫都不與水反應，鉛在有空氣的條件Ge金屬性不強，不溶于稀酸，但溶于濃硫酸和濃硝酸Ge＋4H2SO4(濃)==Ge(SO4)2＋2SO2＋4H2OGe＋4HNO3(濃)＝GeO2·H2O↓＋NO2＋H2OSn＋2HCl＝SnCl2＋H2↑(稀硫酸反應很慢)Sn＋4H2SO4(濃)＝Sn(SO4)2＋2SO2↑＋4H2OSn+4HNO3＝H2SnO3↓(β-錫酸)+4NO2↑+H2OPb溶于稀硝酸(難溶于稀鹽酸和稀硫酸)3Pb＋8HNO3＝3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2OGe金屬性不強，不溶于稀酸，但溶于濃硫酸和濃硝酸Ge＋4H2氫氧化鉛Pb(OH)2Pb(OH)2＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋2H2OPb(OH)2在373K脫水,得到紅色的PbO，如果溫度低，則得到黃色PbO。Pb(OH)2＝PbO＋2H2OPb(OH)2＋2HCl＝PbCl2＋H2OPb(OH)2＋2NaOH＝Na[Pb(OH)3]Pb(OH)2具有兩性NotPb(NO3)4

氫氧化鉛Pb(OH)2＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋2H2PbO紅色或黃色固體，兩性偏堿，溶于醋酸或硝酸，較難溶于堿。PbO＋2HAc＝PbAc2＋H2OPbO＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋H2OPbO＋KOH＋H2O＝KPb(OH)3一氧化鉛PbO俗稱密陀僧2、鉛的氧化物PbO紅色或黃色固體，兩性偏堿，溶于醋酸或硝酸，較難溶于堿。PbO2

黑色固體，是強氧化劑，兩性偏酸可通過氧化鉛酸鹽得到：Pb(OH)3-+ClO-＝PbO2+Cl-+OH-+H2OPbO2＋2NaOH＋2H2O==Na2[Pb(OH)6]PbO2+4HCl==PbCl2＋Cl2↑＋2H2O2PbO2+2H2SO4==PbSO4+O2↑+2H2O2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3＝2HMnO4＋5Pb(NO3)2＋2H2O怎樣制備？PbO2黑色固體，可通過氧化鉛酸鹽得到：PbO2＋2NaPbO2實際上是非整比化合物，O：Pb=1.88：1，由于有些應該為O原子占據(jù)的位置為空穴，所以它能導電，用在鉛蓄電池中作電極。鉛丹溶于硝酸析出黑色沉淀：Pb3O4+4HNO3＝PbO2↓+2Pb(NO3)2+2H2OPb3O4(鉛丹，紅丹)紅色粉末，化學式2PbO·PbO2，Pb[PbO4],主要用于制鉛玻璃和鐵具涂料你知道如何用實驗來判斷鉛丹中含有兩種不同價態(tài)的鉛嗎？PbO2實際上是非整比化合物，O：Pb=1.88：1，由于有PbS的溶解度很小，不溶于稀酸，不溶于硫化物或多硫化物難溶鹽：硫酸鹽（白）、碳酸鹽（白）、鉻酸鹽（黃），主要用于作油漆或涂料。可溶性鹽：Pb(NO3)2

和PbAc2·3H2O(俗稱鉛糖，有毒)，用于制備鉛的其他化合物。3PbS＋8HNO3＝3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O＋3SPbS被H2O2氧化生成白色的硫酸鉛：PbS＋4H2O2＝PbSO4＋4H2O溶解原因？PbS的溶解度很小，不溶于稀酸，不溶于硫化物或多硫化物難溶鹽氧化物和氫氧化物GeO2

白色GeO黑色Ge(OH)4

棕色Ge(OH)2

白色SnO2

白色SnO黑色Sn(OH)4

白色Sn(OH)2白色PbO2

棕黑PbO黃紅Pb(OH)4

棕色Pb(OH)2白色堿性增強堿性增強氧化性增強MO2是兩性偏酸的共價物MO是兩性偏堿的共價物酸堿性和氧化還原性的變化規(guī)律？氧化物及其水合物都是不溶于水的固體。氧化物和氫氧化物GeO2白色GeO二、錫的氧化物Sn+O2====SnO2

（難溶于酸和堿）錫石礦的主要成份是SnO2，與堿共熔生成可溶性鹽：SnO2＋2NaOH=Na2SnO3＋H2OSnO2+2Na2CO3+4S=Na2SnS3+Na2SO4+CO2↑二、錫的氧化物Sn+O2====SnO2（難溶于酸和堿）氫氧化亞錫Sn(OH)2Sn(OH)2＋2HCl＝SnCl2＋2H2OSn(OH)2+2NaOH=Na2[Sn(OH)4]兩性反應還原性3Na2Sn(OH)4＋2Bi(OH)3＝2Bi↓＋3Na2Sn(OH)6氫氧化錫Sn(OH)4制備：

SnCl4＋4NH3·H2O＝Sn(OH)4↓＋4NH4Cl兩性:Sn(OH)4＋2NaOH＝Na2Sn(OH)6Sn(OH)4＋4HCl＝SnCl4＋4H2O也稱為錫酸,

還可用化學式：H2SnO3表示氫氧化亞錫Sn(OH)2＋2HCl＝SnCl2＋2H2O兩性二鹵化物此反應用于檢驗Hg2+離子或Sn2+離子。2HgCl2+SnCl2＝SnCl4+Hg2Cl2↓(白色)Hg2Cl2＋SnCl2＝SnCl4＋2Hg↓(黑色)Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+

SnCl2＋I2＋2HCl＝SnCl4＋2HISnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HClSnCl4+Sn2SnCl2SnCl2是強還原劑SnCl2的水解性配制溶液應當注意防止它的水解和被氧化，因此配制溶液時要先用濃鹽酸溶解，抑制水解,再稀釋，要加入錫粒防止被氧化。如何配制？二鹵化物此反應用于檢驗Hg2+2HgCl2+SnCl2＝Sn一、四鹵化物常用的是GeCl4和SnCl4：GeO2＋4HCl＝GeCl4＋2H2OSnCl2＋Cl2＝SnCl4性質(zhì)GeCl4+4H2O=Ge(OH)4+4HClSnCl4+4HO=Sn(OH)4+4HCl四鹵化物均為共價物，與四氯化硅類似，極易水解，在空氣中冒煙??！因此配制四鹵化物溶液必須在濃鹽酸中溶解,在濃HCl中以氯配離子形式存在：GeCl4+2HCl=H2[GeCl6]SnCl4+2HCl=H2[SnCl6]水解一、四鹵化物常用的是GeCl4和SnCl4：性質(zhì)GeCl二鹵化鉛PbCl2白色PbBr2白色PbI2黃色溶解度PbCl2PbBr2PbI2Ksp1.6×10-57.9×10-6

1.0×10-9二鹵化鉛的溶解度隨溫度的升高而增大，它們都可溶于熱水中，也溶于相應的堿金屬鹵化物中形成配離子：

PbI2(黃色)＋2I-＝PbI42-(無色)

PbCl2+HCl==H2[PbCl4}PbF2無色熔沸點PbF2PbCl2PbBr2PbI2m.p./K1128774646675b.p./K1563122311891227二鹵化鉛PbCl2PbBr2PbI2溶解度5-4硫化物GeS2SnS2GeSSnSPbS

白色黃色紅色棕色黑色硫化物的制備SnCl2＋H2S＝SnS↓(棕黑)＋2HClPb(NO3)2＋H2S＝PbS↓(黑)＋2HNO3SnCl4＋2H2S＝SnS2↓(黃)＋4HCl5-4硫化物GeS2SnS2GeSSnSPbS白色硫代酸鹽與砷、銻的硫化物類似，鍺和錫的硫化物也易溶于硫化物或多硫化物中形成硫代酸鹽。GeS2＋Na2S＝Na2GeS3(無色)SnS2＋Na2S＝Na2SnS3(無色)SnCl2＋H2S＝SnS↓(棕黑)＋2HClPb(NO3)2＋H2S＝PbS↓(黑)＋2HNO3SnCl4＋2H2S＝SnS2↓(黃)＋4HCl1.PbS溶于硫化物或多硫化物嗎？！2.SnS溶于硫化物嗎？能溶于多硫化物？！

SnS＋Na2S2＝Na2SnS3分析硫代酸鹽與砷、銻的硫化物類似，鍺和錫的硫化物也易溶于硫化物或GeS2＋Na2S＝Na2GeS3(無色)SnS2＋Na2S＝Na2SnS3(無色)注意：SnS不溶于硫化物但溶于多硫化物：SnS＋Na2S2＝Na2SnS3(氧化反應)

★如何鑒定Sn2+

和Sn4+

？Na2SnS3+H+===SnS2+H2S+Na+

你能舉出三種不同方法嗎？GeS2＋Na2S＝Na2GeS3(無色)★如何鑒定Sn2化合物的水解

AlCl3+H2O==Al(OH)3+HClFe(OH)3+H2O==Fe(OH)3+HClSnO2+H2O==Sn(OH)Cl+HClBiCl3+H2O==BiOCl+HClBi(NO3)3+H2O==BiONO3+HClBi2(SO4)3+H2O==(BiO)2SO4+HCl水解就是電正性原子奪取水中氧或氫氧根的過程,極化能力強，水解就越快.(影響極化能力的因素有陽離子的半徑,電荷數(shù),電子層結(jié)構(gòu)等)化合物的水解AlCl3+H第十七章碳硅硼CarbonandSiliconandBoricⅢAⅣAⅤA

ⅥAⅦA0

2He硼5B碳6C7N8O

9F10Ne鋁13Al硅14Si15P16S17Cl18Ar鎵31Ga鍺32Ge33As34Se

35Br36Kr銦49In錫50Sn51Sb

52Te53I54Xe鉈81Tl鉛82Pb83Bi84Po85At86Rn第十七章碳硅硼ⅢAⅣA第一節(jié)引言1-1自然存在和豐度碳硅硼煤、石油、天然氣白云石、石灰石動植物、CO2碳是自然界化合物種類最多的元素，達400多萬種，它是有機物的骨架元素。豐度0.02329.500.0012硅酸鹽礦，石英礦。硼砂礦(Na2B4O710H2O)、硼鎂礦(Mg2B2O5H2O)等第一節(jié)引言1-1自然存在和豐度碳硅硼煤、石油、天然1-2元素的基本性質(zhì)

碳、硅、硼的一些基本性質(zhì)C、Si、B既不易失去電子，也不奪取電子，主要形成共價鍵電離勢和電負性以碳的最大1-2元素的基本性質(zhì)碳、硅、硼的一些基本性質(zhì)C、Si、B1-3成鍵特征一些單鍵鍵能的平均值（kJ?mol-1）元素自相成鏈能力以碳最強，它構(gòu)成了有機物的骨架硼與氧結(jié)合的鍵能最大，其次是硅，它們主要以氧化物礦存在。碳與氫結(jié)合的鍵能最大，它構(gòu)成了龐大的有機物界1-3成鍵特征一些單鍵鍵能的平均值（kJ?mol-1）元素１、原子間可以相互結(jié)合成鏈，其中以碳成鏈能力最強。它構(gòu)成了整個有機物界的骨架。２、C可以有sp、sp2、sp3等多種雜化態(tài)成鍵，因而可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)復雜多樣的鍵合方式，包括雙鍵、叁鍵、pπ-pπ鍵等。而Si則是以共價單鍵為主。3、B原子有4個價軌道，只有3個價電子，這種價軌道數(shù)目多于價電子數(shù)目的原子，稱為少電子原子，它的成鍵特征是可以形成多中心少電子鍵。１、原子間可以相互結(jié)合成鏈，其中以碳成鏈能力最強。它構(gòu)成了整第二節(jié)碳2-1碳單質(zhì)一、碳的同素異形體金剛石石墨碳-60金剛石晶瑩美麗，光彩奪目，是自然界最硬的礦石。在所有物質(zhì)中，它的硬度最大。在所有單質(zhì)中，它的熔點最高，達3823K。石墨很軟，具有潤滑性，層狀結(jié)構(gòu),導電導熱，密度比金剛石小，熔點比金剛石僅低50K，為3773K。1996年10月7日，瑞典皇家科學院決定把1996年諾貝爾化學獎授予RobertFcurl.Jr(美國)、HaroldWKroto(英國)和RichardESmalley(美國)，以表彰他們發(fā)現(xiàn)C60。第二節(jié)碳2-1碳單質(zhì)一、碳的同金剛石石墨碳-60金B(yǎng)uckyball,“巴基球”，亦稱“富勒烯”，是美國化學家斯莫雷通過碳原子的重新排列創(chuàng)造的第三種形式的碳結(jié)晶體。它標志著納米材料科學的開始。Buckyball,傳統(tǒng)鋼材碳納米管碳納米管的質(zhì)量不到傳統(tǒng)鋼材的六分之一，強度卻高出傳統(tǒng)鋼材100倍。傳統(tǒng)鋼材碳納米管碳納米管的質(zhì)量不到傳統(tǒng)鋼材的六分之一，強度卻C-60（富勒烯）分子晶體三種碳單質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)圖層狀結(jié)構(gòu)SP2雜化sp3雜化C-60（富勒烯）分子晶體三種碳單質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)圖層狀結(jié)構(gòu)SP二、用途和性質(zhì)金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆探用的鉆頭和磨削工具，是重要的現(xiàn)代工業(yè)原料，價格十分昂貴。由于石墨能導電，有具有化學惰性，耐高溫，易于成型和機械加工，所以石墨被大量用來制作電極、高溫熱電偶、坩堝、電刷、潤滑劑和鉛筆芯。C60可做超級耐高溫的潤滑劑，被視為“分子滾珠”。把K、Cs、Tl等金屬原子摻進C60分子的籠內(nèi)，就能使其具有超導性能。可用于制成低耙能電機。再有C60H60這些相對分子質(zhì)量很大地碳氫化合物熱值極高，可做火箭的燃料。二、用途和性質(zhì)金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆2-2無定形碳和碳的化學性質(zhì)一、無定形碳的種類木炭焦炭活性炭炭黑常溫下碳的化學性質(zhì)是不活潑的，在高溫下，它既可以與氧反應作為能源提供熱量，又可以作為還原劑用于冶煉金屬礦物。所以有關于碳的反應都是高溫反應:Fe2O3+3C=2Fe+3COCuO+C=Cu+COCaO+3C=CaC2+CO2-2無定形碳和碳的化學性質(zhì)一、無定形碳的種類木炭焦炭活性2-3碳的化合物碳的絕大部分化合物是有機物，無機物主要是氧化物和碳酸鹽等。一、氧化物1.一氧化碳CO[KK(σ2s)2(σ2s*)2(πy2p)2(πz2p)2(σ2p)2]C——O????C—O—←結(jié)構(gòu)式：了解工業(yè)水煤氣法：

C＋H2O＝CO＋H2(主要的)

CO＋H2O＝CO2＋H2實驗室法：

濃H2SO4

HCOOH────→CO＋H2O

加熱CO有毒，制備應在通風櫥中進行。CO和N2是等電子體,因此它們分子結(jié)構(gòu)是相似的2-3碳的化合物碳的絕大部分化合物是有機一、氧化物1.一氧性質(zhì)還原性CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HClCO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3高溫還原：

Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

CuO+CO==Cu+CO2

上兩反應可用于檢驗CO的存在羰基化反應CO容易與ⅥB、ⅦB、Ⅷ族金屬形成羰基配合物，如Fe(CO)5，Ni(CO)4，Cr(CO)6等。這類配合物具有受熱揮發(fā)的特點，高溫下分解為金屬和CO，用于提純金屬。

473K,200atm

Ni+4CO============Ni(CO)4

高溫,低壓

Ni(CO)4==========Ni+4CO在羰基物中金屬氧化數(shù)為零CO和羰基物均有毒!性質(zhì)還原性CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HC配位反應Cu(NH3)2CH3COO＋CO＋NH3====Cu(NH3)3·CO·CH3COO醋酸二氨合銅(Ⅰ)醋酸羰基三氨合銅(Ⅰ)CO容易被亞銅鹽溶液吸收此反應用于吸收混合氣中的COCO被人體吸收會引起中毒，這是由與它與血液中的血紅蛋白結(jié)合為COHb，使Hb失去輸送氧氣的能力?？諝庵兄灰?/800體積比的CO就能使人在半小時內(nèi)死亡。與非金屬反應

Cr2O3·ZnO，623－673KCO＋2H2====================CH3OH

Fe,Co或Ni523K,101KPaCO＋3H2===================CH4＋H2O

活性碳CO＋Cl2========COCl2(光氣，有毒)配位反應Cu(NH3)2CH3COO＋CO＋NH3====C二氧化碳O=C=OCO2臨界溫度高，加壓時易液化，液態(tài)CO2的汽化熱很高，它自由蒸發(fā)汽化時，一部分CO2被冷凝成雪花狀的固體，這固體俗稱“干冰”。它是分子晶體。在常壓下，干冰不經(jīng)熔化，于194.5K時直接升華氣化，因此常用來做制冷劑和人工造雨。CO2是酸性氧化物，能與堿反應。工業(yè)上CO2用于制備純堿、小蘇打、碳酸氫氨、啤酒、飲料、干冰。CO2NaHCO3Na2CO3NH4HCO3NaOHNaOH氨水CO2用于作滅火劑。但著火的鎂條在CO2氣中能繼續(xù)燃燒，所以CO2不助燃也是相對的。二氧化碳CO2臨界溫度高，加壓時易液化，液態(tài)CO2的汽化熱很二、碳酸和碳酸鹽碳酸根的結(jié)構(gòu)COOO….….….COHOOH2-正鹽碳酸COHOO….….-酸式鹽∏46熱穩(wěn)定性：正鹽>酸式鹽>酸與氫離子強極化作用有關!!!C二、碳酸和碳酸鹽碳酸根的結(jié)構(gòu)COOO….….….COHOOH碳酸鹽的性質(zhì)溶解性水解性熱穩(wěn)定性所有酸式鹽可溶，正鹽只有堿金屬和銨鹽可溶;難溶碳酸鹽均可溶于稀酸中：M2CO3＋2H+＝M2+＋CO2↑＋H2OCO32-＋H2O＝HCO3-＋OH-HCO3-+H2O=H2CO3+OH-2Al3+＋3CO32-＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑2Cu2+＋2CO32-＋H2O＝Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑熱穩(wěn)定性與陽離子的極化能力有關，陽離子的極化能力越強，穩(wěn)定性越差堿金屬鹽>堿土金屬鹽>重金屬鹽堿土金屬鹽隨半徑的增大而增強碳酸鹽溶解性水解性熱穩(wěn)定性所有酸式鹽可溶，正鹽只有堿金屬和銨第三節(jié)硅3-1硅單質(zhì)硅是本族元素豐度最大的元素，在所有元素中居于第二，它是構(gòu)成自然界礦物的主體元素，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。一、硅的制備

電爐2C＋SiO2=======Si＋2CO↑723-773KSi(粗硅)＋2Cl2=======SiCl4

SiCl4＋2H2======Si(純)＋4HCl用碳或碳化鈣在電爐中還原二氧化硅可得到粗硅，經(jīng)過精煉可得到純硅純硅用區(qū)域熔融法可以得到高純硅第三節(jié)硅3-1硅單質(zhì)硅是本族元素豐度最大的元素，在所有物理性質(zhì)

硅單質(zhì)無定形硅單晶硅多晶硅單晶硅能帶為1.12eV,能量利用效率為19.4%.法國費萊堡世界領先,太陽能利用效率達23%.多晶硅能帶為1.4eV,日本三菱公司16.4%,法國費萊堡19%。非晶硅能帶為1.7eV.多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在力學性質(zhì)、電學性質(zhì)等物理性質(zhì)方面。多晶硅均不如單晶硅好。單晶硅可算得上是世界上最純凈的物質(zhì)了，半導體器件要求硅的純度六個9以上。大規(guī)模集成電路硅的純度必須達到九個9。目前已經(jīng)能制造出純度為十二個9的單晶硅。單晶硅是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。物理性質(zhì)硅單質(zhì)無定形硅單晶硅多晶硅單晶硅能帶為1.12eV化學性質(zhì)１、與非金屬反應Si+F2==SiF4△Si+2X2＝SiX4(X=Cl,Br)△Si＋O2＝=SiO21573K3Si＋2N2＝=====Si3N4Si在含氧酸中被鈍化，但與氫氟酸及其混合酸反應，生成SiF4或H2SiF6:3Si+4HNO3+18HF＝3H2SiF6+4NO↑+8H2O2、與酸反應3、與堿反應無定形硅能與強堿反應放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑4、與金屬反應與鈣、鎂、銅、鐵等化合生成硅化物：高溫

Si＋2Mg========Mg2Si化學１、與非金屬反應Si+F2==SiF4Si在含氧酸中被鈍硅烷與碳類似，硅和氫組成的化合物稱硅烷，但其數(shù)量和穩(wěn)定性遠不如烷烴，其組成為：

SinH2n+2n≤7重要的硅烷是甲硅烷：SiH4二、硅烷的制備SiO2+4Mg==Mg2Si+2MgOMg2Si＋4HCl＝SiH4↑＋2MgCl2三、硅烷的性質(zhì)★原因一:鍵能C—C>Si—Si222345.6穩(wěn)定性：硅烷<烷還原性：硅烷>>烷水解性：硅烷水解（堿介質(zhì)），烷烴不水解原因二:Si-Si之間因原子半徑大,難形成p∏-p∏鍵,故無雙鍵.硅烷與碳類似，硅和氫組成的化合物稱硅烷，但其數(shù)量和穩(wěn)定性遠不

燃燒SiH4＋2O2===SiO2＋2H2OSiH4＋2KMnO4＝2MnO2↓＋K2SiO3

＋H2＋H2OSiH4＋8AgNO3＋2H2O＝8Ag↓＋

SiO2↓＋8HNO3還原性水解性熱不穩(wěn)定在堿催化下硅烷與水發(fā)生激烈反應(甲烷不發(fā)生水解)：SiH4＋(n+2)H2O==SiO2·nH2O↓＋4H2硅烷分解為單質(zhì)硅和氫氣：

SiH4＝Si＋2H2這一反應可用于高純硅的制備。后兩個反應可用于檢驗硅烷的存在與PH3相似，SiH4在空氣中能自燃燃燒還原性水解性熱不穩(wěn)定在堿催化下硅烷與水3-3硅的鹵化物和氟硅酸鹽一、鹵化物硅和硼的鹵化物都是共價物，熔點、沸點都較低，主要有氟化硅和氯化硅。制備Si＋2X2＝SiX4(F2常溫，Cl2,Br2在673-873K)SiO2＋2CaF2＋2H2SO4＝SiF4↑＋2CaSO4＋2H2O化性SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HClSiF4＋3H2O＝H2SiO3+4HFSiF4＋2HF＝H2SiF6CF4和CCl4不活潑，遇水不發(fā)生水解，而SiF4和SiCl4卻強烈地水解，它們在潮濕空氣中發(fā)煙：容易水解想一想：為什么碳的鹵化物不水解，而硅的鹵化物卻容易水解呢？3-3硅的鹵化物和氟硅酸鹽一、鹵化物硅和硼的鹵化物都是共價可溶性鹽：CaSiF6、Li2SiF6。難溶鹽：鈉鉀鋇的氟硅酸鹽。氟硅酸鹽(了解)氟硅酸溶液H2SiF6是一種相當于硫酸的強酸，但游離態(tài)的氟硅酸還未制得，氟硅酸鹽的應用較大。溶解性制備3SiF4＋2Na2CO3＋2H2O＝2Na2SiF6↓

＋H2SiO4＋2CO2SiF4＋2KF＝K2SiF6可溶性鹽：CaSiF6、Li2SiF6。氟硅酸鹽(了解)氟硅一、二氧化硅3-4硅含氧化合物SiO2是原子晶體，基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體，如圖所示，原子比Si:O＝1:2。Si-O以共價單鍵結(jié)合。熔點高，硬度大，不導電，不溶于水純的石英稱水晶，無色透明，石英玻璃是將石英加熱熔融冷卻而成，具有耐高溫，膨脹系數(shù)小，透明度大，不吸收紫外線，用于作光學和耐高溫儀器。二氧化硅的化學性質(zhì)不活潑，但容易被堿和氫氟酸腐蝕：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋H2OSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2OSiO2＋Na2CO3====Na2SiO3＋CO2↑SiOOOOSiO4四面體思考：為何二氧化碳與二氧化硅性質(zhì)差別很大?一、二氧化硅3-4硅含氧化合物SiO2是原子晶體，基本結(jié)構(gòu)二、硅酸組成通式：xSiO2·yH2O：原硅酸H4SiO400偏硅酸H2SiO311二硅酸H6Si2O723三硅酸H4Si3O832二偏硅酸H2Si2O521一般用偏硅酸H2SiO3的式子代表硅酸制備剛生成的硅酸主要以H4SiO4單分子形式存在,放置就逐漸縮合成多硅酸溶膠,在溶膠中加酸或電解質(zhì),便可沉淀出白色透明有彈性的硅酸凝膠,烘干并活化,便可制得硅膠,主要用于作干燥劑和吸咐劑。SiO2是酸性氧化物，難溶于水，不能用它和水反應得到硅酸，只能用可溶性硅酸鹽經(jīng)過酸化而得到：SiO32-+2H+＝H2SiO3↓二、硅酸組成通式：xSiO2·yH2O：制備剛生成的硅酸主要H4SiO4單分子形式硅酸溶液硅酸溶膠硅酸凝膠白色透明軟而富有彈性固體硅膠放置縮合加酸電解質(zhì)烘干活化CoCl2浸泡-烘干變色硅膠性質(zhì)硅酸是二元弱酸:K1＝2×10-10K2＝1×10-12因此，它的鹽容易水解呈堿性。硅膠的制備簡圖H4SiO4硅酸溶液硅酸溶膠硅酸凝膠白色透明軟而硅膠二、硅酸鹽硅酸鈉天然硅酸鹽

熔融SiO2＋Na2CO3====Na2SiO3＋CO2↑硅酸鈉的實際組成為xNa2O·ySiO2，俗稱水玻璃，也稱泡花堿，用途很廣，用于做粘合劑，防腐劑，軟水劑，洗滌劑和肥皂的填充劑，也是制硅膠和分子篩的原料。硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復雜，但基本結(jié)構(gòu)單元是相同的，均為硅氧四面體SiO42-，通過它的角頂氧原子可以連接成鏈狀，環(huán)狀，層狀或三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等。下面請看各種硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖形。(Si-硅酸鹽結(jié)構(gòu))二、硅酸鹽硅酸鈉天然硅酸鹽熔融天然硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖(1)(2)(4)(3)天然硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖(1)(2)(4)(3)(5)(6)(7)沸石型分子篩鋁硅酸鹽，用于作吸附劑(5)(6)(7)沸石型分子篩鍺分族:GeSnPb金屬的冶煉、性質(zhì)和用途硫化物礦氧化物培燒碳還原金屬一、金屬冶煉鍺分族:GeSnPb金屬的冶煉、性質(zhì)和用途硫化物礦氧化物Ge的冶煉鍺分散地存在于其它礦物中,它是硫化物礦石、煤、高溫冶金所得中間產(chǎn)物或廢渣、煙道灰為原料的工廠副產(chǎn)物。這些原料所提供的鍺通常為二氧化鍺，用鹽酸處理并蒸餾得四氯化鍺GeO2＋4HCl＝GeCl4＋2H2OGeCl4＋2H2O＝GeO2＋4HCl△GeO2＋2H2===Ge＋2H2O通過精餾提純GeCl4，并加水水解得到二氧化鍺然后用氫在813K~923K還原GeO2，得到金屬粉末鍺是主要的半導體材料之一，鍺半導體廣泛地用于電子計算機、雷達、火箭、導彈、導航控制設備、電子通訊以及自動化設備中。Ge的冶煉鍺分散地存在于其它礦物中,它是硫化物礦石、煤、高溫本族元素的惰性電子對效應GeSnPb隨電子層數(shù)增多,高價離子氧化性增強,不穩(wěn)定性增強,其低價離子穩(wěn)定性高.因此:PbO2具有很強的氧化性,Sn4+也有一定氧化能力,而Sn2+具有很強的還原性.穩(wěn)定性:Ge2+<

Sn2+<Pb2+(還原性降低)

Ge4+>Sn4+>Pb4+(氧化性升高)本族元素的惰性電子對效應GeSnPb二、單質(zhì)的化學性質(zhì)

△

Ge＋O2＝GeO2

△Sn＋O2＝SnO2

△2Pb＋O2＝2PbOGe、Sn、Pb可形成+4和+2兩種氧化態(tài)化合物，由于惰性電子對效應，兩種氧化態(tài)的穩(wěn)定性為：

+4：Ge>Sn>Pb+2:Ge<Sn<<PbPb4+具有很強的氧化性Sn2+具有很強還原性二、單質(zhì)的化學性質(zhì)△Ge、Sn、Pb可形M+鹵素MCl4MCl2SMS2MS鍺和錫都不與水反應，鉛在有空氣的條件下可緩慢與水反應生成氫氧化物

2Pb＋O2＋2H2O＝2Pb(OH)2與鹵素和硫反應SnCl2化學性質(zhì)穩(wěn)定嗎？

有PbS2這種物質(zhì)嗎？M+鹵素MCl4SMS2鍺和錫都不與水反應，鉛在有空氣的條件Ge金屬性不強，不溶于稀酸，但溶于濃硫酸和濃硝酸Ge＋4H2SO4(濃)==Ge(SO4)2＋2SO2＋4H2OGe＋4HNO3(濃)＝GeO2·H2O↓＋NO2＋H2OSn＋2HCl＝SnCl2＋H2↑(稀硫酸反應很慢)Sn＋4H2SO4(濃)＝Sn(SO4)2＋2SO2↑＋4H2OSn+4HNO3＝H2SnO3↓(β-錫酸)+4NO2↑+H2OPb溶于稀硝酸(難溶于稀鹽酸和稀硫酸)3Pb＋8HNO3＝3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2OGe金屬性不強，不溶于稀酸，但溶于濃硫酸和濃硝酸Ge＋4H2氫氧化鉛Pb(OH)2Pb(OH)2＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋2H2OPb(OH)2在373K脫水,得到紅色的PbO，如果溫度低，則得到黃色PbO。Pb(OH)2＝PbO＋2H2OPb(OH)2＋2HCl＝PbCl2＋H2OPb(OH)2＋2NaOH＝Na[Pb(OH)3]Pb(OH)2具有兩性NotPb(NO3)4

氫氧化鉛Pb(OH)2＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋2H2PbO紅色或黃色固體，兩性偏堿，溶于醋酸或硝酸，較難溶于堿。PbO＋2HAc＝PbAc2＋H2OPbO＋2HNO3＝Pb(NO3)2＋H2OPbO＋KOH＋H2O＝KPb(OH)3一氧化鉛PbO俗稱密陀僧2、鉛的氧化物PbO紅色或黃色固體，兩性偏堿，溶于醋酸或硝酸，較難溶于堿。PbO2

黑色固體，是強氧化劑，兩性偏酸可通過氧化鉛酸鹽得到：Pb(OH)3-+ClO-＝PbO2+Cl-+OH-+H2OPbO2＋2NaOH＋2H2O==Na2[Pb(OH)6]PbO2+4HCl==PbCl2＋Cl2↑＋2H2O2PbO2+2H2SO4==PbSO4+O2↑+2H2O2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3＝2HMnO4＋5Pb(NO3)2＋2H2O怎樣制備？PbO2黑色固體，可通過氧化鉛酸鹽得到：PbO2＋2NaPbO2實際上是非整比化合物，O：Pb=1.88：1，由于有些應該為O原子占據(jù)的位置為空穴，所以它能導電，用在鉛蓄電池中作電極。鉛丹溶于硝酸析出黑色沉淀：Pb3O4+4HNO3＝PbO2↓+2Pb(NO3)2+2H2OPb3O4(鉛丹，紅丹)紅色粉末，化學式2PbO·PbO2，Pb[PbO4],主要用于制鉛玻璃和鐵具涂料你知道如何用實驗來判斷鉛丹中含有兩種不同價態(tài)的鉛嗎？PbO2實際上是非整比化合物，O：Pb=1.88：1，由于有PbS的溶解度很小，不溶于稀酸，不溶于硫化物或多硫化物難溶鹽：硫酸鹽（白）、碳酸鹽（白）、鉻酸鹽（黃），主要用于作油漆或涂料?？扇苄喳}：Pb(NO3)2

和PbAc2·3H2O(俗稱鉛糖，有毒)，用于制備鉛的其他化合物。3PbS＋8HNO3＝3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O＋3SPbS被H2O2氧化生成白色的硫酸鉛：PbS＋4H2O2＝PbSO4＋4H2O溶解原因？PbS的溶解度很小，不溶于稀酸，不溶于硫化物或多硫化物難溶鹽氧化物和氫氧化物GeO2

白色GeO黑色Ge(OH)4

棕色Ge(OH)2

白色SnO2

白色SnO黑色Sn(OH)4

白色Sn(OH)2白色PbO2

棕黑PbO黃紅Pb(OH)4

棕色Pb(OH)2白色堿性增強堿性增強氧化性增強MO2是兩性偏酸的共價物MO是兩性偏堿的共價物酸堿性和氧化還原性的變化規(guī)律？氧化物及其水合物都是不溶于水的固體。氧化物和氫氧化物GeO2白色GeO二、錫的氧化物Sn+O2====SnO2

（難溶于酸和堿）錫石礦的主要成份是SnO2，與堿共熔生成可溶性鹽：SnO2＋2NaOH=Na2SnO3＋H2OSnO2+