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碳 族 元 素课件


第一节 碳 族 元 素

碳族元素在周期表中的位置
族 周期

ⅠAⅡA ⅢA ⅣAⅤA ⅥA ⅦA

非金属性逐渐增强 1 2 3 4 5 6 7 金 属 性 逐 渐 增 强 H Li Na K Rb Cs Fr C Be B C N O F C Si Mg Al Si P S Cl Si Ge Ca Ga

Ge As Se Br Ge Sn Sr In Sn Sb Te I Sn Pb Pb Pb Ba Tl Pb Bi Po At 金属性逐渐增强

非 金He 属 Ne Ar 性 逐Kr 渐Xe 增Rn 强

碳族元素及化合物
元素符号及名称 原子序数 原子半径( nm) 电子层结构

C、碳

Si、硅 Ge、锗 Sn、锡 Pb、铅

6 0.077
24

14 0.117
284

32 0.122
28184

50 0.141
2 8 18 18 4

82 0.175
2 8 1832 18 4

主要化合价
最高价氧化物 化学式 最高价氧化物对应 的水化物的化学式 气态氢化物 化学式

+2 ,+4 +2,+4 CO2 SiO2

+2, +4 GeO2

+2 ,+4 +2 ,+4 SnO2 PbO2

H2CO3 H2SiO3 Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4 CH4 SiH4 ----



(非金属)

硅(非金属 性比金属性 强)

锗(金属性比非 金属性明显)

锡(金属)

铅(金属)

事实说明碳族元素从上到下明显的非金属 性逐渐变为明显的金属性 。

问题探究一:
碳的+4价化合物稳定,那CO应有较强的什么 性?那它能否用浓硫酸来干燥?

问题探究二:
既然铅的+2价是稳定的,那+4价的铅应有较 强的什么性?

习题一
下列有关 X 可能具有的性质是( B、C ) A. X 是非金属元素 B. X 的 +2 价化合物比 +4 化合物稳定 C. XO2 具有强氧化性 D. X 有稳定的氢化物 Pb的+2价稳定

如果发现 114 号新元素(位于第七周期ⅣA族)

练习题二
在电弧作用下使石墨蒸发,在真空中冷凝, 得到空心球状分子,其相对分子质量分别为720 和840,请写出这两种分子的化学式分别是:
同素异形体 C60和C70 __________。它们与石墨的关系是________;

其中一种分子可与金属钾形成超导化合物,该 物质的式量为837,则此化合物的化学式为:

K3C60 ________。

对比下列物质的性质

练习三

> 酸性:H2CO3 _____H2SiO3

C N O > 碱性:Pb(OH)2 ____Sn(OH)2 Si P S Ge 稳定性:SiH4 _____H2O Sn < Pb

金属性:

Sn ____Pb <
> Pb

金属活泼性: Sn

碳族元素单质的性质

元素 颜色、状态 符号
C
金刚石:无色固体 石墨:灰黑色固体 晶体硅:灰黑色固体 银灰色固体 银白色固体 蓝白色固体

密度 g?cm-3 3.51 2.25
2.32 5.35 7.28 11.34

熔点
OC

沸点
OC

3550 3652 1410 937.4 231.9 327.5

4827 4827 2355 2830

Si
Ge

Sn Pb

2260
1740

金刚石

碳的单质
(同素异形体)

石墨
C60等

金刚石与石墨晶体结构对比
金 刚 石

石 墨

C60及应用前景
近年来,科学家们又发现了一些以新的单质形

态存在的碳其中比较重要的是1985年发现的C60 。 C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球。除此之外,还发 现了一些结构与 C60类似的碳分子,如C70、C84、C240、C540等。 目前,人们对C60的研究已经取得了很大的进展,将 C60应用 于超导体、材料科学等领域的探索正在不断地深入。我国在这方面 的研究也取得了重大的成果,如北京大学和中国科学院物理所合作, 已成功地研制出金属渗杂C60超导体。由于C60可以形成各种化合物, 可用来制成高温润滑剂、耐热和防火材料等。可以说, C60的发现对 于碳化学甚至整个化学领域的研究具有非常重要的意义。

课后思考
Fe3O4按照氧化物的形式可表示为FeO· 2O3, Fe 若将其看做一种盐可表示为Fe(FeO2)2。 (1)试根据化合价规则对Pb3O4用上述两种形 式表示组成,其氧化物形式应为 ,其盐的 形式应为 。 (2)已知铅的+2价化合物是稳定的,则铅 的+4价化合物应具有较强的氧化性。PbO2与浓盐 酸可发生氧化还原反应生成氯气。试写出Pb3O4与 浓盐酸发生反应的化学方程式


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