2023届高三无机化学竞赛14.碳族元素 课件

第14章 碳族元素 1、氧化值 2、最大配位数 单质可形成原子晶体 金属晶体 14.1 概述 3、存在: 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 。 14.2.1 碳族元素单质 1、碳的同素异形体-金刚石、石墨、足球烯 14.2 碳及其化合物 2、 单质锗，锡，铅 锗是灰白色金属，硬而脆，结构类 似于金刚石。 锡有三种同素异形体 灰锡(α锡) 白锡(β锡) 脆锡 铅：质软，能阻挡X射线。 13.2℃ 161℃ Ge Sn Pb 14.2.2 碳的氧化物 1、CO （1）制法 甲酸或草酸在浓硫酸作用下脱水： HCOOH 浓H2SO4 CO+H2O H2C2O4 浓H2SO4 CO2+CO+H2O （2）结构 ：C = O：键级大（3）、键长短（112.8pm）、键能大（1070kJ·mol-1）, CO具有很小的偶极矩（因C有空轨道接受O提供的电子对，从而所产生的偶极矩方向与电负性差别所产生的偶极矩方向刚好相反） （3）CO的性质 无色无臭的有毒气体，主要化学性质是： 还原性 在高温下，可以从许多金属氧化物中夺取氧，使金属还原。 4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2 CO+PdCl2+H2O == CO2+2HCl+Pd 5CO+I2O5=5CO2+I2 生成的I2用Na2S2O3滴定，可定量分析配位性 CO能与许多过渡金属配位生成羰基化合物，如Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8，其中C是配位原子。Hb·H2O+O2 = HbO2+H2O Hb·O2+CO = Hb·CO+O2 2、 CO2 经典的分子结构：O=C=O 。 C=O双键键长124pm (在CH3--C--CH3中)C O叁键键长113pm， CO2中，碳、氧之间键长116pm C：sp杂化 ：O C O ： 直线形非极性分子 主要特点： CO2无色无臭气体，空气中CO2含量达到2.5%时，火焰会熄灭。加压降温成块状固体称为“干冰”。是主要的温室气体，可吸收部分地面反射的太阳光的长波辐射，引起全球气候变暖，海平面上升等。 O 14.2. 3 碳酸及其盐 CO2溶于水，大部分CO2•H2O,极小部分H2CO3 CO32-的结构 CO32-(6+3×8+2=32e-)与BF3(5+3×9=32e-) 为等电子体 C：sp2杂化 2- 1、碳酸及其盐的热稳定性 . （1） H2CO3<MHCO3<M2CO3 （2）同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 分解T/℃ 100 540 900 1290 1360 （3） 过渡金属碳酸盐稳定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T /℃ 900 315 350 282 价电子构型 8e_ (1 8+2)e_ 18e_ (9-17)e_ 2、碳酸盐的溶解性： 易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3 100℃溶解度 45 16 156 60 (g/100g H2O)　　　 2- - - - 其它金属(含Li)碳酸盐难溶于水, 且酸式盐溶解度大于正盐 氢键存在，形成 二聚物或多聚物 1. Mn+电荷高,极易水解，如 Al3+,Fe3 +,Cr3+ 加入CO32-互相促进,发生双水解反