苏州大学《无机化学》碳族元素.ppt

碳族元素包括：碳族元素包括：碳碳C、硅、硅Si、锗、锗Ge、锡、锡Sn、铅、铅Pb碳族元素的价层电子构型：碳族元素的价层电子构型：A ns2np213.2 碳族元素碳族元素H2CO3和碳酸盐：和碳酸盐：CO2溶于水后，溶于水后，大部分以水合分子的形式存在大部分以水合分子的形式存在，所，所以溶于水生成碳酸的量少，浓度小；碳酸为二元弱酸，以溶于水生成碳酸的量少，浓度小；碳酸为二元弱酸，二级解离常数小二级解离常数小(10-4、10-7)。碳酸盐有两种，它们的特性有：碳酸盐有两种，它们的特性有：1.碳酸盐除碱金属和铵外，一般难溶于水。而碳酸盐除碱金属和铵外，一般难溶于水。而难溶难溶的碳酸盐所对应的酸式盐溶解度较大的碳酸盐所对应的酸式盐溶解度较大；反之，；反之，易溶的碳易溶的碳酸盐所对应的酸式盐溶解度较小酸盐所对应的酸式盐溶解度较小（原因是氢键在作怪，（原因是氢键在作怪，如下图）。如下图）。2.可溶性的碳酸盐作为可溶性的碳酸盐作为沉淀剂沉淀剂与金属离子作用生成与金属离子作用生成难溶物质时，产物是难溶物质时，产物是正盐、碱式碳酸盐还是氢氧化物，正盐、碱式碳酸盐还是氢氧化物，要根据难溶物质的溶解度确定。要根据难溶物质的溶解度确定。（或根据同类沉淀的溶度积常数（或根据同类沉淀的溶度积常数Ksp来决定）来决定）如：如：Ca2+、Mg2+、Cr3+、Cu2+与与CO3 2 3.碳酸盐的热稳定性较差，它们的差别碳酸盐的热稳定性较差，它们的差别可用极化理可用极化理论解释论解释(如碱土金属的碳酸盐如碱土金属的碳酸盐)，金属离子极化力越大，金属离子极化力越大，稳定性越差。稳定性的顺序为：稳定性越差。稳定性的顺序为：碳酸盐碳酸盐 酸式盐酸式盐 碳酸碳酸 Mg 2+CO3 2+H2O Mg(OH)2 (s)(Cr 3+)Cr(OH)3 (s)2.硅的主要化合物硅的主要化合物二氧化硅二氧化硅SiO2:(i)又称为硅石，是一种巨型分子，也有又称为硅石，是一种巨型分子，也有晶体和无定晶体和无定形形两种。自然界的晶体硅又称为石英、水晶；无定形的两种。自然界的晶体硅又称为石英、水晶；无定形的SiO2在自然界中有硅藻土、燧石等。在自然界中有硅藻土、燧石等。(ii)石英是以石英是以SiO4为单为单元的空间原子晶体元的空间原子晶体，所以，所以分分子式并不能代表其结构子式并不能代表其结构，同，同时每个氧原子与两个硅原子时每个氧原子与两个硅原子结合。因此它是硅原子与氧结合。因此它是硅原子与氧原子按原子按1：2的原子个数比的原子个数比组成的具有空间网状结构的组成的具有空间网状结构的晶体。晶体。玛玛 瑙瑙水水中中花花园园(a)SiO44-(b)Si2O76-(c)Si4O128-(d)Si6O1812-天然硅酸盐都难溶，结构复杂，但基本结构单元天然硅酸盐都难溶，结构复杂，但基本结构单元都是都是四面体骨架四面体骨架SiO4四、四、锡铅的主要化合物锡铅的主要化合物-P680-6851.亚锡亚锡Sn2+还原性和鉴定：还原性和鉴定：利用下列反应和现象来进行利用下列反应和现象来进行Sn2+、Hg2+的相互鉴定的相互鉴定Sn 2+2Fe 3+Sn 4+2Fe 2+白色白色黑色黑色黑色黑色4、Pb(IV)氧化高铅氧化高铅PbOPbO2 2(棕黑棕黑)的氧化性的氧化性铅铅PbPb2+2+的鉴定和的鉴定和PbPb2+2+盐的盐的难溶盐难溶盐少数可溶：Pb(NO3)2,Pb(Ac)2Pb2+Pb(OH)3-PbCl2(白)PbSO4(白)PbI2(黄)PbCrO4(黄)PbCl42-PbHSO4 PbI42-Pb2+Cr2O72-浓HCl浓H2SO4I-HNO3OH-PbCrO4+HNO3 Pb2+Cr2O72+NO3锡锡SnSn2+2+盐的盐的水解水解 亚锡很容易水解，配置溶液需在较浓的酸亚锡很容易水解，配置溶液需在较浓的酸中溶解，否则中溶解，否则NaBiO3+Mn2+H+(硝酸硝酸)Na+Bi3+MnO4-锡、铅的氢氧化物锡、铅的氢氧化物都是两性，他们的酸碱性规律都是两性，他们的酸碱性规律如下（可用离子势推测）：如下（可用离子势推测）：