15 碳族元素.ppt

无机化学
第15章碳族元素
Chapter 15 Carbon family elements
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基本内容和重点要求
碳族元素通性
碳族元素单质、含氧化物、氢化物、卤化物等
无机化合物的水解性质
重点要求掌握碳的氧化物、含氧酸及其盐、氢化物和卤化物
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基本性质
 
C Si Ge Sn Pb
价电子构型 ns2np2
主要氧化态稳定性+2 小大
+4 大小
原子半径小大
I1 大小~(相近)
EA1 / kJ·mol-1 122 > 120 > 116 < 121 > 100
X (Pauling)
碳族元素通性
成键特征
C的成键形式:
sp3 sp2 sp
正四面体平面三角直线形
例: 金刚石,CH4; 石墨,C2H4; C2H2,CO
碳族元素单质及其化合物
碳族元素在自然界中的分布
单质状态
C-C链化合物形成由动物植物所构成的有机界
Si-O-Si链化合物及其它元素一起构成矿物界
碳族元素的单质
(1)碳的同素异形体
金刚石原子晶体, 硬度最大,熔点3823K
石墨层状结构,质软润滑,熔点3773K
碳原子簇(如C60、C70等) 球形
C60(富勒烯、布基球):12个正五边形+20个正六边形
Buckminster Fuller
C60
金刚石
石墨
石墨:过渡型晶体,层内C sp3杂化,层-层之间范德华力;层上、下有Πnn离域π键→导电、导热、解理性。
金刚石:原子晶体,C sp3杂化,高熔点,高沸点,高硬度。
碳族元素单质及其化合物
Amorphous Carbon
碳族元素单质及其化合物
Graphite
碳族元素单质及其化合物
Diamond
碳族元素单质及其化合物
富勒烯C60
碳族元素单质及其化合物
Spherical
碳族元素单质及其化合物