高一化學(xué)碳族元素ppt課件

1、第七章 硅和硅酸鹽工業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 碳族元素碳族元素一、碳族元素二、硅三、二氧化硅6C14Si32Ge50Sn82Pb1、原子構(gòu)造一、碳族元素 (共3個(gè)要點(diǎn))碳族元素在周期表中的位置原子構(gòu)造表示圖一樣點(diǎn) 最外層有4個(gè)電子，在化學(xué)反響中既不易得到電子，也不易失去電子，多數(shù)元素既表現(xiàn)金屬性，又表現(xiàn)非金屬性。遞變性 從碳到鉛，隨著核電荷數(shù)增多，電子層數(shù)遞增，原子半徑增大，核對(duì)最外層電子引力減弱，原子得電子才干減弱、失去電子才干加強(qiáng)，元素非金屬性減弱、金屬性加強(qiáng)，單質(zhì)氧化性減弱、復(fù)原性加強(qiáng)。2、元素單質(zhì)的各種性質(zhì)： 碳 硅 鍺 錫 鉛顏色金：無(wú)色墨：灰黑灰黑色銀灰色銀白色 藍(lán)白色晶體類(lèi)型 原子晶體原子

2、晶體金屬晶體金屬晶體金屬晶體熔沸點(diǎn)高 低 較低 更低密度 總趨勢(shì)：小 大 導(dǎo)電性金：不導(dǎo)墨：導(dǎo)電半導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體主要價(jià)態(tài) 都是+2、+4價(jià)穩(wěn)定價(jià)態(tài) 都是+4價(jià) +2價(jià) PbO2+4HCl(濃)=PbCl2+Cl2+2H2O3、碳的第三種同素異形體：足球烯(1)發(fā)現(xiàn)：1985年，科學(xué)家用激光束照射石墨得灰色氣體，用有機(jī)溶劑萃獲得n200的大量簇分子，含60個(gè)碳的分子比較多。(2)合成：將幾十伏的電流電壓加在兩根碳棒上，當(dāng)兩根碳棒間隔很小時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電弧放電導(dǎo)致短路，產(chǎn)生的碳煙中含有大量的C60,再用有機(jī)溶劑萃取碳煙。(3)構(gòu)造：籠狀分子，固態(tài)時(shí)是分子晶體，每個(gè)碳原子只跟相鄰的三個(gè)碳原子構(gòu)成共價(jià)

3、鍵，60個(gè)碳原子構(gòu)成球形，共32面體，包括12個(gè)五邊形，20個(gè)六邊形。 C60圖片晶體圖片(4)性質(zhì)：C60摻雜鉀、銣等有超導(dǎo)性，超導(dǎo)起始溫度到達(dá)18K。北大和科學(xué)院協(xié)作制得Rb3C60，超導(dǎo)起始溫度高達(dá)28K，領(lǐng)先于世界先進(jìn)程度。(5)成果：最大的足球烯單晶的直徑僅為6mm，浙江大學(xué)的科學(xué)家制取直徑為1.3的高質(zhì)量單晶，走在世界前列。 1996年的諾貝爾授予羅伯特、克羅特和斯莫利等三位科學(xué)家，表?yè)P(yáng)他們有關(guān)富勒烯的發(fā)現(xiàn)、制備和性質(zhì)研討。(1)、發(fā)現(xiàn)：知道了C60的制備以后，人們的留意力全部集中在察看碳灰上，而日本科學(xué)家飯島澄男卻仔細(xì)察看了放電后在陽(yáng)極上產(chǎn)生的沉淀物，是他不測(cè)發(fā)現(xiàn)了鈉米碳管。(2

4、)、什么是鈉米碳管？ 石墨有層狀構(gòu)造，可以看作是由原子紙一層一層堆疊而成。假設(shè)將一層或幾層這樣的原子紙卷成圓筒外形，就是鈉米碳管。中科院解思深教授制得0.5nm碳管，麻省理工學(xué)院秦祿昌博士制得最小的鈉米碳管0.4nm。乘座電梯上太空(3)、運(yùn)用前景廣泛二、硅(共5個(gè)要點(diǎn))1、存在和形狀：(1)只需化合態(tài)，無(wú)游離態(tài)；在地殼中含量居第二位。(2)兩種同素異形體：晶體硅和無(wú)定行硅。2、物理性質(zhì)：灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，熔沸點(diǎn)較高。3、化學(xué)性質(zhì)：不活潑(1)常溫下： Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2注：其它氧化劑，如Cl2、O2

5、、H2SO4、HNO3等常溫下都不與硅起反響。硅晶體的構(gòu)造(2)加熱時(shí)：與某些非金屬反響Si+O2=SiO2Si+2H2=SiH44、工業(yè)制粗硅：SiO2+2C=Si+2CO高溫粗硅提純：Si+2Cl2=SiCl4高溫高溫SiCl4+2H2=Si+4HCl高溫5、用途：高純硅：半導(dǎo)體資料。合金：變壓器鐵芯含硅4%的鋼有導(dǎo)磁性耐酸設(shè)備含硅15%左右的鋼有耐酸性三、二氧化硅(共4個(gè)要點(diǎn))1、物理性質(zhì)：鞏固難熔的固體 有晶體和無(wú)定形兩大類(lèi)。晶體二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化學(xué)性質(zhì)：非常穩(wěn)定(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不與水反響。(2)常溫與氫氟酸、強(qiáng)堿反響4HF+Si

6、O2=SiF4+2H2O2NaOH+SiO2=Na2SO3+H2O(所以，不能用磨口玻璃塞盛堿性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、NaSio3等溶液。)SiO2晶體構(gòu)造(3)高溫時(shí)：SiO2+CaO=CaSiO3高溫Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高溫CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高溫3、用途：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子儀器、工藝品水晶、瑪瑙、石英玻璃、玻璃原料和建筑資料等。留意：硅肺病矽肺病，長(zhǎng)期吸入SiO2粉塵干態(tài)下物質(zhì)間的反響規(guī)律: 高沸點(diǎn)物質(zhì)SiO2制低沸點(diǎn)物質(zhì)CO2 SiO2+2C=Si+2CO高溫Na+KCl=NaCl+K高溫留意：4、硅酸及硅酸鹽：(1)硅酸： 硅酸、原硅酸都不溶于水，屬于弱酸，其酸性比碳酸弱：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4H4SiO4=H2SiO3+H2O(易)(2)硅酸鹽：多數(shù)不溶于水(