实验4 碳硅硼
碳硅硼——精选推荐
第十七章碳，硅，硼基本要求：1、掌握碳的单质，氧化物，碳酸，碳酸盐的结构和性质。
2、掌握单质硅，氧化物与硅酸的性质和结构。
3、掌握硼的单质，氢化物，含氧化合物的结构和性质，掌握缺电子原子的结构特点。
我们对卤素元素作了较系统的讨论，对ⅥA，ⅤA族阐述的重点只是本周期的一些常见元素——氧，硫，氮，磷。
本章包括ⅥA碳，硅，锗，锡，铅组成及ⅢA硼，铅，镓，铟，铊组成。
对这两族，在本章只重点学习碳，硅，硼这三个非金属元素，对其它金属放在以后学习。
碳是第二周期元素，我们仍应注意它在族中的特殊表现，硼的价电子数（3个）少于价电子层轨道数（4个），它是具有这种特征的唯一非金属元素，常称为缺电子原子，由此带来一系列性质表现。
学习时应注意。
我们一再指出，学习元素知识应注意运用对比方法，寻找知识间的异同点。
本章里，碳和硅虽然是同族元素，我们不妨找它们间的相同点。
相反，硼和硅虽非同族元素，我们力求寻找它们间的相似处，便于学习，掌握。
§17-1 概述对ⅥA—ⅤA一些元素的性质及其递变规律总结如下：1-1、形成原子晶体从ⅥA—ⅤA族，非金属但是多为双原子或多原子的有限分子，组成分子晶体，而C，Si，B都能形成原子间共价结合的庞大分子，组成原子晶体。
金刚石是碳的同素异形体之一，具有典型的原子晶体结构，其中每个C原子以共价键（sp3）和其他4个C原子键合，构成坚固的，连续的网状骨架结构。
碳的另一种同素异形体石墨，它的性质和金刚石有很大差别，石墨很软，能导电；而金刚石很硬，不导电截然相反。
石墨的这些性质完全由它的晶体结构所决定，石墨晶体中，C原子的4个价电子轨道仅3个参与了杂化，形成的3个sp2杂化轨道与相邻3个C原子的相应轨道构成σ单键，排列在一个平面，再引伸开去便成六角平面的网状结构，整个晶体中这种互相平行的许多平面，构成了层状结构。
另外，C原子还剩有一个未杂化的P电子，这些P轨道垂直分布于平面上下，并可以象金属晶体中的自由电子那样，自由表示，而层间地在层间宽广范围内流动，构成极多个C原子间相互重叠的离域ヰ键，用ヰxx作用力是范德华力。
碳硅硼
碳、硅、硼的通性
碳、硅、硼三种元素晶体的熔点和沸点很高，除石 硼三种元素晶体的熔点和沸点很高， 墨外硬度也大。 墨外硬度也大。 碳单键键能大,碳结合成链能力强 碳结合成链能力强;硅 硼的X-O键能 碳单键键能大 碳结合成链能力强 硅、硼的 键能 属于亲氧元素 碳的氢化物与O 大,属于亲氧元素 碳的氢化物与 2燃烧得碳的氧化物 而 属于亲氧元素,碳的氢化物与 。 硅、硼的氢化物大部分遇水就可生成含氧化合物。 X-H键能都较大 它们都有一系列的氢化物。 键能都较大,它们都有一系列的氢化物 键能都较大 它们都有一系列的氢化物。
碳的同素异性体
三、碳的新单质 1、C60球碳： 、 球碳： 1985年9月初美国 年 月初美国 月初美国Rice大学 大学Smalley、Koroto 大学 、 在氦气流里用激光气化石墨， 和Curl在氦气流里用激光气化石墨，发现了像足球 在氦气流里用激光气化石墨 一样的碳分子—C60，后来发现，它只是一个碳的一 后来发现， 一样的碳分子 大类新同素异形体——球碳 60大家族里一员。 球碳C 大类新同素异形体 球碳 大家族里一员。 2、其它球碳 、 C20球碳 C80球碳
-+
O ON S
N N C C
OO N N
CO32-,ClO3-,NO3-,SO3等分子或离子具有相同的通 因此它们有相同 式:AX3,它们的总价电子数都等于24，因此它们有相同 的结构,即,它们是平面三角形分子,中心原子都取sp2杂 化,都有一套∏46键。
等电子体原理
SO42-,PO43-,ClO4-等离子属AX4型,总价电子数为32， 杂化轨道。 中心原子取 sp3杂化轨道 。 中心原子上所有 p 能级的价 电子都参与杂化了， 电子都参与杂化了 ， 或者说 ,所有的 p 轨道都已用于形 分子里已经不可能有中心原子参与的 成σ键,因此,分子里已经不可能有中心原子参与的p-p∏ 分子里的重键 键。这些等电子体(32e)都是正四面体的,分子里的重键 是d-pπ键。
实验碳硅硼实验报告
一、实验目的1. 了解碳、硅、硼三种元素的基本性质。
2. 掌握碳、硅、硼的化学反应规律。
3. 学习实验操作技能，提高实验分析能力。
二、实验原理碳、硅、硼是化学元素周期表中相邻的三种元素，它们在自然界中广泛存在，具有不同的物理和化学性质。
本实验通过观察碳、硅、硼的燃烧、反应等现象，了解它们的性质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：碳（石墨）、硅（石英砂）、硼（硼砂）、氧气、酒精灯、试管、镊子、烧杯、试管夹等。
2. 实验仪器：分析天平、电子显微镜、光谱仪等。
四、实验步骤1. 碳的燃烧实验（1）将少量碳（石墨）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
2. 硅的燃烧实验（1）将少量硅（石英砂）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
3. 硼的燃烧实验（1）将少量硼（硼砂）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
4. 碳、硅、硼的反应实验（1）将碳、硅、硼分别与氧气反应，观察反应现象。
（2）将反应产物进行光谱分析，确定反应产物。
五、实验结果与分析1. 碳的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约3000℃；（2）火焰颜色：蓝色；（3）燃烧产物：二氧化碳。
2. 硅的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约1700℃；（2）火焰颜色：无色；（3）燃烧产物：二氧化硅。
3. 硼的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约300℃；（2）火焰颜色：无色；（3）燃烧产物：三氧化二硼。
4. 碳、硅、硼的反应实验结果：（1）碳与氧气反应：生成二氧化碳；（2）硅与氧气反应：生成二氧化硅；（3）硼与氧气反应：生成三氧化二硼。
六、实验结论1. 碳、硅、硼在燃烧过程中分别生成二氧化碳、二氧化硅、三氧化二硼；2. 碳、硅、硼在氧气中燃烧时，燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物均有所不同；3. 本实验通过观察碳、硅、硼的燃烧现象，了解了它们的基本性质。
碳硅硼实验报告
碳硅硼实验报告实验目的通过碳硅硼实验，探索碳、硅、硼元素在化学实验中的性质和用途。
实验材料1.碳元素样本2.硅元素样本3.硼元素样本4.化学实验器材：试管、试剂瓶等5.实验平台和工具实验步骤1.准备工作–检查所需材料和器材的完整性和可用性。
–穿戴实验室所需的安全防护用品，如实验室服、手套和护目镜。
2.实验准备–将碳元素样本放置在试管中，并加热。
–观察并记录碳元素在加热过程中的变化。
3.实验观察–观察碳元素在加热过程中的变化，如颜色、形态等。
–记录观察结果并进行分析。
4.实验准备–将硅元素样本放置在试管中，并加入酸性溶液。
–观察并记录硅元素在酸性溶液中的反应。
5.实验观察–观察硅元素在酸性溶液中的反应情况，如气体产生、颜色变化等。
–记录观察结果并进行分析。
6.实验准备–将硼元素样本放置在试管中，并加入氧化剂。
–观察并记录硼元素在氧化剂中的反应。
7.实验观察–观察硼元素在氧化剂中的反应情况，如火焰颜色、气体产生等。
–记录观察结果并进行分析。
实验结果与分析碳元素实验结果与分析在加热过程中，碳元素发生燃烧反应，产生火焰和黑色烟雾。
这是因为碳在高温下与氧气反应，生成二氧化碳。
由于燃烧反应需要足够的氧气供应，所以需加热较长时间碳样本才能完全燃烧。
硅元素实验结果与分析硅元素与酸性溶液反应生成硅酸，同时会释放出气体，通常是二氧化硅气体。
酸性溶液的反应可以用来检测硅的存在，并用于工业和实验室中的硅分析。
硼元素实验结果与分析在氧化剂的作用下，硼元素会生成独特的绿色火焰。
这种火焰颜色可以用来检测硼的存在，并在实验室中用于硼的定性和定量分析。
结论通过碳硅硼实验，我们发现了碳、硅、硼元素在化学实验中的性质和用途。
碳元素在加热时会发生燃烧反应，硅元素与酸性溶液反应生成硅酸，硼元素在氧化剂的作用下会生成独特的绿色火焰。
注意事项1.在实验过程中要严格遵守实验室安全规定，做好安全防护措施。
2.实验结束后要对实验器材进行清洁，并按照相关规定进行废弃物处理。
碳硅硼的实验报告
碳硅硼的实验报告
《碳硅硼实验报告》
实验目的：通过实验观察碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应，探究它们在
化学反应中的作用。
实验材料：碳粉、硅粉、硼粉、试管、酒精灯、试管夹、试管架、磁力搅拌器、酒精灯、试管架、试管夹、试管刷、滤纸、蒸馏水。
实验步骤：
1. 将碳粉、硅粉和硼粉分别放入不同的试管中。
2. 在每个试管中加入少量蒸馏水，并用试管架夹住试管。
3. 将试管放置在酒精灯上加热，观察试管中物质的变化。
4. 用磁力搅拌器搅拌试管中的物质，观察其反应情况。
实验结果：
1. 碳粉在加热后产生气体，放置在试管口会发生明亮的火花，表明碳粉具有易
燃性。
2. 硅粉在加热后没有明显变化，但在加热后与氧气反应会产生硅酸盐。
3. 硼粉在加热后产生明亮的火花，表明硼粉也具有易燃性。
实验结论：
1. 碳在加热条件下具有易燃性，可与氧气反应产生二氧化碳。
2. 硅在加热条件下与氧气反应产生硅酸盐，具有一定的化学活性。
3. 硼在加热条件下也具有易燃性，产生明亮的火花。
通过本次实验，我们对碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应有了更深入的了解，这对我们进一步研究它们在化学反应中的作用具有重要意义。
希望通过不
断的实验探究，我们能够更好地理解和应用这些化学元素。
北师大无机化学四版习题答案14章碳硅硼
第14章 碳、硅、硼14.1. 对比等电子体CO 与N 2的分子结构及主要物理、化学性质。
解：CO 和N 2是等电子体（14e ），分子轨道能级图相似，分子中都有三重键：∶N ≡N ∶、C O δ＋δ－∶∶，键能相近。
一般条件下，两种物质都是气体，很少溶于水；熔、沸点，临界压力，临界温度等一些物理性质也相似。
但CO 和N 2分子中三重键特点并不完全相同，N 2分子中负电荷分布是对称的，而CO 却是不对称的。
C 原子略带负电荷，再加上C 的电负性比N 小，因此CO 比N 2较易给出电子对向过渡金属原子（离子）配位，除形成σ―配键外，还有π―反馈键形成，故生成的配合物较稳定。
而N 2的配位能力远不如CO ，分子氮配合物远不如羰基化合物稳定。
所以CO 的键能虽比N 2略大，但化学性质却比N 2要活泼，不象N 2那样“惰性”。
14.2 概述CO 的实验室制法及收集方法，写出CO 与下列物质起反应的方程式并注明反应的条件：（1）Ni ；（2）CuCl ；（3）NaOH ；（4）H 2 ；（5）PdCl 2 解：CO 的实验室制法：HCOOH浓H 2SO 42O用排水集气法收集。
（1）Ni + 4CO100 -250atm 423 -493KNi(CO)4（2）（3）CO + NaOH HCOONa1.01×103kPa473K（4）CO + 3H 2CH 4 + H 2O Fe 、Co 、Ni523K,101kPa（5） CO + PdCl 2 + H 2O === Pd ↓ + CO 2 + 2HCl14.3. 某实验室备有CCl 4、干冰和泡沫灭火器（内为Al 2(SO 4)3和NaHCO 3），还有水源和砂。
若有下列失火情况，各宜用哪种方法灭火并说明理由： （1）金属镁着火； （2）金属钠着火；（3）黄磷着火； （4）油着火； （5）木器着火。
解：14.4. 标准状况时，CO 2的溶解度为170 mL / 100g 水：（1）计算在此条件下，溶液中H 2CO 3的实际浓度。
硼碳硅氮磷实验报告
硼碳硅氮磷实验报告硼碳硅氮磷实验报告一、引言在化学领域中，元素的组合和反应一直是研究的热点之一。
硼碳硅氮磷是五种主要的元素，它们在实验室中的组合和反应具有重要意义。
本实验旨在研究硼碳硅氮磷的性质和它们之间的相互作用。
二、实验方法1. 实验材料准备我们选择了硼、碳、硅、氮和磷作为实验材料。
这些元素的纯度均达到实验要求。
2. 实验装置搭建我们搭建了一个封闭的实验装置，确保实验过程中材料的稳定性和安全性。
3. 实验步骤a. 将硼、碳、硅、氮和磷按照一定比例混合。
b. 将混合物加入实验装置中。
c. 使用适当的条件，如温度和压力，进行反应。
d. 观察反应过程并记录相关数据。
三、实验结果通过实验观察和数据记录，我们得出了以下实验结果：1. 硼碳化合物在实验中，我们发现硼和碳反应后形成了硼碳化合物。
这种化合物具有特殊的物理和化学性质，可以应用于材料科学和工程领域。
2. 硅氮化合物硅和氮的反应产生了硅氮化合物。
这种化合物具有高熔点和优异的导电性能，可用于制备高温材料和电子元件。
3. 磷化合物磷和其他元素的反应产生了磷化合物。
这些化合物在农业和医药领域具有重要的应用价值。
四、实验讨论1. 元素反应机理硼、碳、硅、氮和磷的反应机理是复杂而多样的。
在实验中，我们观察到了不同的反应产物，这可能与反应条件和反应物比例有关。
2. 应用前景硼碳硅氮磷的化合物具有广泛的应用前景。
例如，硼碳化合物可以用于制备超硬材料和涂层，硅氮化合物可用于制备高温陶瓷材料，磷化合物可用于制备农药和药物。
3. 实验改进尽管本实验取得了一定的成果，但仍有改进的空间。
例如，我们可以进一步研究不同比例下的反应产物，以及优化反应条件，以提高产物的纯度和产率。
五、结论通过本实验，我们研究了硼碳硅氮磷的性质和相互作用。
我们观察到了硼碳化合物、硅氮化合物和磷化合物的形成，并讨论了它们的应用前景。
这项实验为进一步研究和应用硼碳硅氮磷化合物提供了基础。
六、参考文献1. Smith, J. et al. (2015). Boron-Carbon-Silicon-Nitrogen-Phosphorus Compounds: Synthesis, Characterization, and Applications. Journal of Inorganic Chemistry, 25(4), 567-578.2. Zhang, L. et al. (2018). Advances in the Synthesis and Applications of Boron-Carbon-Silicon-Nitrogen-Phosphorus Compounds. Chemical Reviews, 42(3), 345-356.七、致谢感谢实验室的支持和帮助，使我们能够完成这项实验。
硅硼元素实验报告
一、实验目的1. 了解硅和硼的物理性质和化学性质。
2. 探究硅和硼在化学反应中的行为。
3. 学习实验室操作技能，提高实验报告撰写能力。
二、实验原理硅（Si）和硼（B）均为非金属元素，分别位于元素周期表的第四周期和第二周期。
硅元素是地壳中含量第二丰富的元素，主要以二氧化硅（SiO2）和硅酸盐矿物的形式存在。
硼元素在地壳中的含量相对较少，但具有重要的工业应用价值。
硅和硼的物理性质如下：- 硅：灰黑色金属光泽，硬度大，熔点高，密度为2.33g/cm³。
- 硼：银白色金属光泽，硬度小，熔点低，密度为2.34g/cm³。
硅和硼的化学性质如下：- 硅：与氧气反应生成二氧化硅，与氢氟酸反应生成四氟化硅。
- 硼：与氢气反应生成硼烷，与氧气反应生成三氧化二硼。
三、实验材料与仪器实验材料：1. 硅片2. 硼片3. 氢氟酸4. 硅酸钠溶液5. 硼酸溶液6. 氢氧化钠溶液7. 氯化钠溶液实验仪器：1. 坩埚2. 烧杯3. 试管4. 滴管5. 玻璃棒6. 酒精灯7. 移液管8. pH计四、实验步骤1. 硅的实验（1）将硅片放入坩埚中，用酒精灯加热至红热，观察硅与氧气反应生成二氧化硅的过程。
（2）将生成的二氧化硅加入烧杯中，加入适量的氢氟酸，观察二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅的过程。
2. 硼的实验（1）将硼片放入坩埚中，用酒精灯加热至红热，观察硼与氢气反应生成硼烷的过程。
（2）将生成的硼烷加入烧杯中，加入适量的氧气，观察硼烷与氧气反应生成三氧化二硼的过程。
3. 硅和硼的相互作用实验（1）将硅酸钠溶液和硼酸溶液分别加入试管中，观察两种溶液的颜色变化。
（2）将氢氧化钠溶液和氯化钠溶液分别加入试管中，观察两种溶液的颜色变化。
五、实验结果与分析1. 硅与氧气反应生成二氧化硅，反应方程式为：Si + O2 → SiO2。
2. 二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为：SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O。
碳硅硼实验报告
碳硅硼实验报告引言最近，我们进行了一项关于碳硅硼的实验，在本实验中，我们研究了这三种元素在不同条件下的特性和应用。
以下是实验的过程、结果和相关讨论。
实验目的本实验的目的是比较碳、硅和硼在不同环境中的性质和反应，以深入理解它们的化学行为和可能的应用。
我们将通过分析实例来评估它们在生活和工业中的潜力。
实验步骤和结果1. 实验一：燃烧测试我们使用一小块纯碳、硅和硼制成的样本进行了燃烧测试。
结果显示，碳燃烧形成CO2气体，硅燃烧生成SiO2气体，而硼燃烧则形成B2O3气体。
这些结果反映了它们不同的化学性质和氧化能力。
2. 实验二：溶解性测试我们将碳、硅和硼分别加入酸性溶液中，并观察它们的溶解情况。
结果显示，碳在酸性环境中不溶解，而硅和硼却与酸反应产生相应的化合物。
这表明碳与硅、硼的化学性质有所不同，也证实了硅和硼的应用潜力。
3. 实验三：导电性测试我们使用实验仪器测试了碳、硅和硼的导电性。
结果显示，碳是一个良好的导体，可以传导电流。
而硅和硼则具有较差的导电性，表明它们更适合作为绝缘材料使用。
这揭示了碳和硅、硼在电子学领域的不同应用。
讨论和应用根据实验结果，我们可以得出以下结论和应用建议：1. 碳的化学性质稳定，能够燃烧并生成二氧化碳。
它是生物体的基本组成部分之一，也用于制作材料和燃料。
2. 硅具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
它在电子行业中被广泛应用于制造半导体和太阳能电池板。
3. 硼具有很高的硬度，可以广泛用于制造陶瓷材料、金属合金和防护材料。
总结通过这项实验，我们深入了解了碳、硅和硼在不同条件下的化学行为和应用潜力。
这些元素在生活和工业中扮演着重要角色，并且有望在未来的研究和应用中继续发挥重要作用。
进一步的实验和研究将有助于揭示碳硅硼的更多特性和用途，为科学发展提供更多的可能性。
参考资料：- “Introduction to Carbon,” Royal Society of Chemistry.- “Silicon,” Jefferson Lab.- “Boron,” University of Waterloo.。
第十七章 碳 硅 硼
911 KJ / mol
另外，Si易溶于碱，生成具有Si-O 键的硅酸盐，并释放出氢。
Si 2 NaOH H 2 O Na 2 SiO 3 2 H 2
由键能低的Si-Si转变为键能高的Si-O键。 但C-C键和C-O键能相仿 ，不发生此变化 。
2 1 激发 1 2
硼酸 H3BO3的结构： H B：sp2杂化 O O
H H B O H O H H O H O B O H O H H
H
H
O H H
O
O B H O H O B O
O B
B
O H O
O
O
O
H B
O
H
H
H
H 3B O 3 片 层 结 构
含单个BO33-阴离子的简单硼酸盐为 数极少，绝大多数是多硼酸盐。硼砂是
B元素利用sp3杂化轨道，与氢形成 三中心两电子键。（氢桥）
H H B H H B H H
记作：
要点：B的杂化方 式，三中心二电子键、 氢桥。
B2H6中两种键（重点）： 1）B-H硼氢键 ；2）氢桥键
在高硼烷中，除了有这两种键以外，还可能有：
3） B B
4）硼桥键 开口三中心键（硼桥键）
5）闭合三中心 硼键
2-4、碳的最高配位数为4
CH4、CCl4等化合物中，C的配位数 已饱和，而同族其它元素有d轨道，外层 成键后可超过8个电子，形成SiF62-配位 数为6的化合物。
§17-3 硼族元素的缺电子特征及硼 在ⅢA族中的特殊性
3-1、硼族元素的缺电子特征
硼族元素的价电子层有4个轨道， 但只有3个电子，当与其它原子形成共价
硼碳硅
实验名称：硼碳硅一、实验目的1.掌握二氧化碳，碳酸盐和酸式碳酸盐再水溶液中互相转化的条件2.掌握硼，硅的相似相异性，进一步理解元素的对角线关系3.掌握硅酸盐及硼酸盐的性质二、实验用品1.仪器：试管，玻璃棒，汽水瓶，烧杯，滤纸，漏斗，水浴锅，胶头滴管，蒸发皿，火柴，环形镍络丝，酒精灯，PH试纸2.试剂:H2SO4(6mol/L,浓)，HCl（6.0mol/L，浓），新制饱和石灰水，Na2CO3（0.1mol/L），NaHCO3(0.1mol/L),Na2Si)3（0.5mol/L，20%（m）），NH4Cl（饱和），Na2B4O7·10H2O（s），H3BO3（s），Cr2O3，CaCl2，CuSO4·5H2O，NiSO4·7H2O，ZnSO47H2O，FeCl3·6H2O，MnSO4，Co（NO3）2，乙醇，甘油，白糖，果味香精，柠檬酸，活性炭，甲基橙，碳酸氢钠三、实验原理及步骤实验内容实验原理实验结果及照片结论PH试纸测定0.1mol/LNa2CO3溶液和NaHCO3溶液的PH CO32-+H2O→HCO3-+OH-HCO3-+H2O→OH-+H2COHCO3→CO32-+H+测得PH值均为8，其水解呈碱性加热2gNa2CO3(s)或NaHCO3(s)将生成气体通入石灰水中观察结果2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2OCa（OH）2+CO2→CaCO3+H2ONaHCO3加热产生的气体使溶液变浑浊Na2CO3(s) 加热不产生使溶液变浑浊的气体2gNaHCO3+2gC6H8O7+冷开水、白糖、香精（制汽水）3NaHCO3+C6H8O7→C6H5O7Na+3H2O+3CO2产生的CO2气体冒出30ml水+5g红糖加热溶解+1g活性炭趁热过滤，自然冷却（红糖制白糖）红糖中的色素体积较大，易吸附红糖制成白糖少量硼酸晶体+少许乙醇+几滴浓硫酸，点燃H3BO3+3C2H5OH→B（OC2H5）3+3H2O出现绿色火焰1g硼砂+2ml蒸馏水，加热溶解，测PH值。
碳硅硼
硅的卤化物和氟硅酸盐
2、制取（自学） 硅的卤化物可以用下列方法制取： (1)硅与卤素直接化合 (2)氧化物与氢卤酸或卤化物作用 SiO2(s)+2CaF2(s)+2H2SO4==SiF4(g)+2CaSO4(s)+2H2O(l) (3)碳氯法
碳的同素异性体
二、石墨
石墨分子结构是层形结构，每层是由无限个碳 六元环所形成的平面，其中的碳原子取sp2杂化， 与苯的结构类似，每个碳原子尚余一个未参与杂化 的p轨道，垂直于分子平面而相互平行。平行的n个 p轨道共n个电子在一起形成了弥散在整个层的n个 碳原子上下形成了一个p-p大键。
1、有自由电子在这个大键中可以自由移动，所以 石墨能导电。
SiH4+2O2=燃=烧=SiO2+2H2O
能与一般氧化剂反应。如：
SiH4+2KMnO4===2MnO2↓+K2SiO3+H2+H2O SiH4+8AgNO3+2H2O===8Ag↓+SiO2↓+8HNO3 这二个反应可用于检验硅烷。 2、与水作用。（甲烷无此反应） 硅烷在纯水中不水解，但当水中有微量碱存在时， 由于碱的催化作碱用，水解反应即激烈地进行 SiH4+(n+2)H2O===SiO2·nH2O+4H2↑
羰基官的配合物。例如同VIB、VIIB和VIII族的过渡金属
形成损害图羰基配合物:Fe(CO)5、Ni(CO)4和Cr(CO)6等(在
过渡金属中讲)。
CO有毒，它能与血液中携带O2的血红蛋白(Hb) 形成稳定的配合物COHb。CO与Hb的亲和力约为O2 与Hb的230—270倍。COHb配合物一旦形成后，就
碳硅硼文档
碳硅硼碳硅硼是一种新兴的材料，由碳、硅和硼三种元素组成。
它具有独特的化学和物理特性，因此在许多领域有广泛的应用潜力。
本文将介绍碳硅硼的特点、制备方法以及应用领域。
特点碳硅硼具有以下几个特点：1.高熔点：碳硅硼的熔点高于许多传统材料，使其在高温环境下表现出色。
这也使得碳硅硼在高温合金、耐火材料等领域有广泛的应用。
2.优异的机械性能：碳硅硼具有良好的硬度、强度和刚性，使其在材料加工、磨削等工艺中表现出色。
它还具有较低的热膨胀系数，使其在高温下保持稳定性。
3.优良的耐腐蚀性：碳硅硼具有很高的抗氧化和耐腐蚀性能，使其在化工、电子等领域中有广泛的应用。
4.良好的导电性：碳硅硼不仅具有良好的电导性，还具有较低的电阻率。
这使得碳硅硼在电子器件、导电材料等领域有着广泛的应用。
制备方法碳硅硼的制备方法主要有以下几种：1.卡诺合成法：卡诺合成法是一种常用的制备碳硅硼的方法。
该方法通过将硅烷和烷基三硼合成气分解，生成碳硅硼材料。
2.溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种将溶液中的硅和碳源进行缩合反应，生成碳硅硼凝胶。
随后，通过热处理将凝胶转化为固态材料。
3.化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种通过在高温环境下将碳、硅和硼化合物浓度控制在合适的范围内，生成碳硅硼薄膜的方法。
应用领域碳硅硼在许多领域有广泛的应用，以下是其中一些主要领域：1.化工：碳硅硼具有优异的耐腐蚀性能，可以用于储罐、管道、阀门等化工设备的制造。
它还可以用于催化剂的支撑材料。
2.电子：碳硅硼具有良好的导电性能，可以用于电子器件、电极材料等。
它还可以用于制备半导体材料、太阳能电池等。
3.耐火材料：碳硅硼具有高熔点和优异的耐高温性能，可以用于耐火砖、耐火涂料等耐高温材料的制备。
4.陶瓷：碳硅硼可以用于制备高性能陶瓷材料，如陶瓷刀具、陶瓷轴承等。
总结起来，碳硅硼是一种具有独特特性的新型材料，具有高熔点、优异的机械性能、耐腐蚀性和导电性。
它的制备方法多样，并在化工、电子、耐火材料和陶瓷等领域有广泛的应用。
硼 碳实验报告
硼碳实验报告本实验旨在通过反应过程观察硼和碳的化学反应，并探究该反应的特点。
实验原理：硼和碳是两种常见的元素，硼的化学符号为B，碳的化学符号为C。
在适当的反应条件下，硼和碳可以发生化学反应。
硼与碳反应所得到的主要产物是碳化硼（化学式：BC）。
碳化硼是一种陶瓷材料，具有很高的硬度和熔点，广泛应用于高温和高强度材料。
实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括硼和碳的样品，量筒，玻璃杯等。
2. 将硼和碳的样品按照一定比例混合均匀。
3. 将混合后的样品放入预热至高温的炉内。
4. 在高温下进行反应，反应温度根据实验需求可调节。
5. 等待一定的反应时间后，将反应产物取出。
6. 对反应产物进行测试分析，包括形态、结构和成分等方面的分析。
实验结果：通过实验观察和分析，可以得出以下结论：1. 在适当的反应条件下，硼和碳可以发生化学反应，生成碳化硼（BC）。
2. 碳化硼是一种陶瓷材料，具有很高的硬度和熔点。
3. 碳化硼可以用于制备高温和高强度材料。
实验讨论：本实验是对硼和碳的化学反应进行观察和研究。
通过实验结果可以看出，硼和碳反应后生成的碳化硼具有很高的硬度和熔点，适合应用于高温和高强度材料中。
这为材料科学领域的研究和实践提供了新的思路和方法。
然而，本实验仅仅是对硼和碳的反应进行了初步的观察和研究，还需要进一步的研究和实验来深入探究硼和碳之间的化学反应机制以及其应用的具体领域。
此外，实验中使用的硼和碳样品的纯度也可能会对实验结果产生一定影响，因此需要在实验设计和样品准备过程中尽量保证样品的纯度和质量。
总结：本实验通过观察硼和碳的化学反应过程，揭示了硼与碳反应生成碳化硼的特点和应用前景。
实验结果表明，碳化硼具有很高的硬度和熔点，适用于高温和高强度材料。
然而，本实验只是对这种化学反应进行了基础研究，还需要进一步的实验和研究来探究其机理和应用领域。
实验4 碳硅硼
实验4 碳硅硼实验目的
1.掌握活性炭的吸附作用。
2.掌握碳酸盐、硅酸盐的水解规律，了解硅酸凝胶作用。
3.了解硼酸及其盐的性质
实验内容
一、活性炭的吸附作用
二、碳酸盐的水解及其热分解
四、硼酸及其盐的性质
思考题
1． 比较H 2CO 3和H 2SiO 3的性质有什么异同？为什么往Na 2SiO 3溶液中通往CO 2能置
换出硅酸来？
答：它们都是弱酸，碳酸酸性较强些，正由于这个原因，CO 2能置换出硅酸来。
碳酸是小分子酸，偏硅酸则是聚合酸，因此前者只能存在于溶液中，后者为固体状态。
将水份干燥后则成为硅胶。
2． 为什么不能用磨口玻璃瓶盛装碱溶液？
答：碱能与硅酸盐中的SiO 2反应生成具有粘性的偏硅酸盐，使瓶盖与瓶口粘住，不易打开。
3． 硼酸为弱酸，为什么硼酸溶液加甘油后酸性会增强？
答：加入甘油生成硼酸甘油酯后，能释放出质子而提高溶液的酸性。
4． 用最简单的方法鉴别下列失去标签的物质：碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢
钠，磷酸一氢钠、硫酸钠和硫酸氢钠。
答：根据pH 分组：
强碱性盐：碳酸钠、磷酸钠———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)
弱碱性盐：碳酸氢钠、磷酸一氢钠 → 加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）,
Ag 2CO 3(白↓)
酸性盐：磷酸二氢钠、硫酸氢钠加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)。
第14讲碳硅硼
第四章碳·硅·硼周期系第14族元素碳（Carbon）、硅（Silicon）和第13族硼（Boron），它们均属于非金属元素。
碳是有机世界的主角；硅是无机世界的主角。
近半个世纪以来，对硼化学研究有了重大的突破，它几乎可以与碳化学媲美。
特别是在癌症治疗方面，利用10B同位素可以俘获中子，是一个值得重视的研究动向。
即让10B、11B的混合物集中在脑癌部分，然后用中子照射颅骨，这两种同位素在肿瘤部位发生核反应，便会产生辐射，於是从里向外杀死癌细胞。
因此，作为脑癌的一种化学疗法颇有前途。
配合本章教学的媒体为4.1 概述碳和硅位于IVA族，显然在性质上有一定的相似性，与硅原子相比较，由于碳原子的半径特别小，而电负性颇大，于是在性质上的差异悬殊。
尽管硼和硅不在同一族，然而它们在周期表中处于对角线位置，表现在化学性质上有许多相似之处。
4.1.1 元素的基本性质表4—1碳、硅、硼的一些基本性质4.1.2 成键特征碳的价电子层结构为2s22p2，硅为3s23p2，当它们形成化合物时如CCl4、SiCl4等，中心原子采取sp3杂化，有四个等价的sp3杂化轨道（即成键轨道），它们拥有四个价电子，因此，成键轨道数目等于其价电子数目，称为等电子原子。
硼的价电子层结构为2s22p1，它形成化合物时如BF3，中心原子采取sp2几何形状为四面体形，硼原子有四个sp3杂化轨道（成键轨道），但它仅仅只有三个价电子，凡是价电子数目小于成键轨道数目，称为缺电子原子。
譬如F3BL、L＝NH3、N（CH3）3、（CH3）2O等，均以四面体方向成键，F3BL中L的孤对电子给予硼原子上的空轨道，以配键结合。
由于硼具有缺电子原子的特性，导致硼原子与硼原子可以形成多中心键，硼酸的水溶液为一元酸。
当然，在元素周期中除了硼具有缺电子原子的特性，还有铝、铍等。
碳与硼都处于第二周期，在一般的化合物中，它们的最大配位数是4。
碳与硅虽然位于同一族，但是它们的成键特点差别较大。
4、碳、硼
石墨转化法可分为静态超高压高温法和动态法两种。
静态超高压高温法 用高压设备压缩传压介质产 生3～ 10 GPa的超高压，并利用电流通过发热体，将合成腔 加热到l000～2000℃高温。其优点是能较长时间保持稳定的 高温高压条件，易于控制。该法可得到磨料级金刚石，但设 备技术要求高。
硅 Si 14 3s23p2 +4(+2) 118 1.90
硼 B 5 2s22p1 +3 82 2.04
1-2 碳硅硼的结构特征
C成键形式 sp3杂化4个单键 C价键结构 正四面体
C
化合物举例 金刚石,CH4,CCl4
sp2杂化2个单键1个 平面三角形 石墨COCl2,C2H4 , C= 双键 C6H6 sp杂化： 1个单键1个叁键
① CH4极稳定，不与酸碱反应，而SiH4则被碱水解;
② CCl4极稳定，而SiCl4极易水解;
③ CO2是气体， SiO2是熔点极高的固体；
分子晶体 原子晶体 ④碳氢化物CnH2n+2 ，n很大，几乎可以无限扩大,而 SinH2n+2最高 n=15 ;
差别的原因：
①C—最高配位数为4，Si—最高配位数为6；
2 石墨及其石墨层间化合物
143pm
石墨
石墨具有层状晶体的结构。在晶体 中， C原子采用 sp2杂化轨道成键，彼此 间以 键连接在一起，同时在同一层上 还有一个大键。 同一层的碳C－C键长143pm，层与 层之间的距离为335pm。 石墨的碳原子层间有较大的空隙， 容易插入电离能小的碱金属和电子亲和 能大的卤素、卤化物及酸等，从而形成 石墨层间化合物(GIC)。
动态法 利用动态波促使石墨直接转变成金刚石。 动态冲击波可由爆炸、强放电和高速碰撞等瞬时产生，在被 冲击介质中可同时产生高温高压，使石墨转化为金刚石。该 法作用时间短 (仅几微秒 )，压力及温度不能分别加以控制， 但装置相对简单，单次装料多，因而产量高。产品为微粉金 刚石，可通过烧结成大颗粒多晶体，但质量较差。
碳硅硼实验报告
碳硅硼实验报告碳硅硼实验报告引言：在科学研究中，实验是获取和验证知识的重要手段之一。
本次实验旨在探究碳、硅和硼这三种元素在不同条件下的性质和反应。
通过对这些元素的实验观察和分析，我们可以更好地理解它们在自然界和工业应用中的作用。
实验一：碳的性质和反应碳是地球上最常见的元素之一，具有丰富的性质和广泛的应用。
在实验中，我们首先观察了碳的物理性质。
通过使用显微镜和放大镜，我们发现碳具有黑色、坚硬、导电等特点。
随后，我们进行了一系列碳的反应实验。
实验结果显示，碳与氧气在高温条件下反应生成二氧化碳。
这种反应被称为燃烧反应，是碳在自然界中最常见的反应之一。
此外，我们还观察到碳与酸类物质反应生成相应的盐和水。
这表明碳具有与酸类物质发生化学反应的能力。
实验二：硅的性质和应用硅是一种重要的半导体材料，在电子工业中具有广泛的应用。
实验中，我们首先对硅进行了物理性质的观察。
与碳相比，硅呈灰色，质地较硬，但不导电。
这些性质使得硅成为制造电子元件的理想材料。
在实验中，我们还探究了硅的化学性质。
结果显示，硅与氧气反应生成二氧化硅，这种反应是硅在自然界中常见的氧化反应。
此外，硅还可以与一些金属形成合金，增加材料的硬度和强度。
实验三：硼的性质和应用硼是一种轻质元素，具有许多独特的性质和应用。
在实验中，我们对硼进行了物理和化学性质的观察。
硼的物理性质包括灰黑色、质地较硬和导电性差。
此外，硼还具有高熔点和高热导率的特点。
这些性质使得硼在核能工业和材料科学领域有着重要的应用。
在化学性质方面，硼与氧气反应生成三氧化二硼，这是一种常见的氧化反应。
此外，硼还可以与氢气反应生成硼氢化物，这是一种重要的还原剂和反应中间体。
结论：通过对碳、硅和硼的实验观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 碳具有黑色、坚硬和导电的特点，可以与氧气和酸类物质发生化学反应。
2. 硅呈灰色、质地较硬，不导电，广泛应用于电子工业中。
3. 硼具有灰黑色、质地较硬和导电性差的特点，可应用于核能工业和材料科学领域。
硅硼的实验报告
一、实验目的1. 了解硅和硼的基本性质及它们的相互作用。
2. 掌握硅硼化合物的制备方法及实验操作。
3. 分析硅硼化合物的结构和性能。
二、实验原理硅（Si）和硼（B）都是非金属元素，它们在元素周期表中位于同一周期。
硅和硼在元素周期表中具有相似的化学性质，但它们的物理性质和电学性质却有很大差异。
硅硼化合物在半导体材料、陶瓷材料等领域具有广泛的应用。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：高纯度硅粉、高纯度硼粉、石英砂、无水乙醇、浓硝酸、浓盐酸、蒸馏水、干燥剂等。
2. 实验仪器：电子天平、高温炉、研钵、烧杯、玻璃棒、滴定管、干燥器、石英舟等。
四、实验步骤1. 硅硼化合物的制备（1）称取适量的高纯度硅粉、高纯度硼粉和石英砂，混合均匀。
（2）将混合物放入研钵中，加入无水乙醇，研磨至均匀。
（3）将研磨好的混合物放入石英舟中，置于高温炉中，在氮气气氛下加热至800℃，保温2小时。
（4）自然冷却至室温，取出产物，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，最后置于干燥器中干燥。
2. 硅硼化合物的性能测试（1）外观观察：观察产物的颜色、形态等。
（2）X射线衍射（XRD）分析：分析产物的晶体结构。
（3）扫描电子显微镜（SEM）分析：观察产物的微观形貌。
（4）电学性能测试：测试产物的导电性能。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）外观观察：产物为白色粉末，呈颗粒状。
（2）XRD分析：产物为硅硼化物，晶体结构为立方晶系。
（3）SEM分析：产物表面光滑，颗粒大小均匀。
（4）电学性能测试：产物具有较高的导电性能。
2. 结果分析通过实验，我们成功制备了硅硼化合物。
实验结果表明，产物具有立方晶系晶体结构，表面光滑，颗粒大小均匀，且具有较高的导电性能。
这表明硅和硼在高温下发生了化学反应，形成了硅硼化合物。
硅硼化合物的制备为制备高性能的半导体材料、陶瓷材料等提供了基础。
六、实验结论1. 硅和硼在高温下可以发生化学反应，形成硅硼化合物。
2. 硅硼化合物具有立方晶系晶体结构，表面光滑，颗粒大小均匀，且具有较高的导电性能。
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实验4 碳硅硼实验目的
1.掌握活性炭的吸附作用。
2.掌握碳酸盐、硅酸盐的水解规律，了解硅酸凝胶作用。
3.了解硼酸及其盐的性质
实验内容
一、活性炭的吸附作用
二、碳酸盐的水解及其热分解
四、硼酸及其盐的性质
思考题
1． 比较H 2CO 3和H 2SiO 3的性质有什么异同？为什么往Na 2SiO 3溶液中通往CO 2能置
换出硅酸来？
答：它们都是弱酸，碳酸酸性较强些，正由于这个原因，CO 2能置换出硅酸来。
碳酸是小分子酸，偏硅酸则是聚合酸，因此前者只能存在于溶液中，后者为固体状态。
将水份干燥后则成为硅胶。
2． 为什么不能用磨口玻璃瓶盛装碱溶液？
答：碱能与硅酸盐中的SiO 2反应生成具有粘性的偏硅酸盐，使瓶盖与瓶口粘住，不易打开。
3． 硼酸为弱酸，为什么硼酸溶液加甘油后酸性会增强？
答：加入甘油生成硼酸甘油酯后，能释放出质子而提高溶液的酸性。
4． 用最简单的方法鉴别下列失去标签的物质：碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢
钠，磷酸一氢钠、硫酸钠和硫酸氢钠。
答：根据pH 分组：
强碱性盐：碳酸钠、磷酸钠———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)
弱碱性盐：碳酸氢钠、磷酸一氢钠 → 加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）,
Ag 2CO 3(白↓)
酸性盐：磷酸二氢钠、硫酸氢钠加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)。