[理化生]无机化学.ppt

无机化学（下） ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2He 硼 5B 碳 6C 7N 8O 9F 10Ne 铝 13Al 硅 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 镓 31Ga 锗 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 铟 49In 锡 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 铊 81Tl 铅 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 本章内容提要及要求： 了解碳、硅、硼的单质及其重要化合物的制法，结构性质和用途。 了解硼的缺电子性。 了解硅酸及硅酸盐的结构和特征。 认识碳、硅、硼之间的相似性和差异。 14 - 1碳硅硼的通性 二、碳硅硼的成键特征： １、原子间可以相互结合成链，其中以碳成链能力最强。它构成了整个有机物界的骨架。 ２、C可以有sp、sp2、sp3等多种杂化态成键，因而可以构成结构复杂多样的键合方式，包括双键、叁键、pπ-pπ键等。而Si则是以共价单键为主。 3、B原子有4个价轨道，只有3个价电子，这种价轨道数目多于价电子数目的原子，称为少电子原子，它的成键特征是可以形成多中心少电子键。 14-2 碳及其化合物 * 集宁师专化学系王志平 第十四章碳硅硼 重点：碳、硅、硼的单质及其重要化合物的性质和用途。 难点：碳、硅、硼单质及其重要化合物的结构。 一、碳硅硼的基本性质： C、Si、B既 不易失去电 子，也不夺取 电子，主要 形成共价键 电离势和 电负性以 碳的最大 单键的平均值： 总结：B 和Si处于对角线位置，性质相似。 元素自行成键能力最 强，它构成了有机物的骨架 碳与氢结合的键能最大，它构成了庞大的有机物界 2-1碳单质 金 刚 石 石 墨 碳 60 金刚石晶莹美丽，光彩夺目，是自然界 最硬的矿石。在所有物质中，它的硬度最大。在所有单质中，它的熔点最高，达3823K。 石墨很软，具有润滑性，导电性，密度比金刚石小，熔点比金刚石仅低50K，为3773K 1996年10月7日，发明者因此 获得诺贝尔化学奖。 破 三者互为同素异性体 三种单质的结构示意图 用途和性质 金刚石 装饰品，钻头，切割玻璃刀，研磨工具 石 墨 电极，润滑剂，铅笔芯，原子反应堆的中子减速剂 碳单质的化学性质： 主要表现为还原性 C+2S=CS2 C+H2O=CO+H2 Cu+C=Cu+CO CaO+C=CaC2+CO C+4HNO3=CO2+4O2+2H2O C+H2SO4=CO2+2SO2+2H2O Fe2O3 +3C=2Fe+3CO 碳在高温下体现还原性，常温下不活波 2-2碳的氧化物 一、一氧化碳 CO[KK(σ2s)2(σ2s*)2(πy2p)2(πz2p)2(σ2p)2] 结构式： C — O ? ? c o ? ? CO和N2是等电子体，结构相似 化学性质 还原性和配位性 CO＋PdCl2＋H2O＝CO2＋Pd↓＋2HCl CO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3 高温还原： Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 CuO+CO==Cu+CO2 可鉴别CO的存在 CO容易与ⅥB、ⅦB、Ⅷ族金属形成羰基配合物，如Fe(CO)5，Ni(CO)4， Cr(CO)6等。这类配合物具有受热挥发的特点，高温下分解为金属和CO， 用于提纯金属。 473K,200atm Ni+4CO============Ni(CO)4 高温,低压 Ni(CO)4==========Ni+4CO 偶极矩=0 Cu(NH3)2CH3COO＋CO＋NH3====Cu(NH3)3·CO·CH3COO 醋酸二氨合铜(Ⅰ) 醋酸羰基三氨合铜(Ⅰ) 一氧化碳的制备： 工业水煤气法： C＋H2O＝CO＋H2(主要的) CO＋H2O＝CO2＋H2 实验室法： 浓H2SO4 HCOOH────→CO＋H2O