碳族元素(优秀版)
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素是元素周期表中的第14组元素，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素具有许多重要的化学和物理性质，对于我们的日常生活和工业发展具有重要意义。
以下是关于碳族元素的几个主要知识点的总结：1.原子结构和电子配置：碳族元素位于周期表的p区，外层电子结构为ns2np2、碳原子的电子配置为1s2 2s2 2p2、在碳族元素中，碳和硅是典型的非金属，锗是半金属，锡是过渡金属，铅是主族金属。
2.原子半径和离子半径：碳族元素的原子半径有增大的趋势。
这是因为随着原子序数的增加，电子层的数量也增加，电子屏蔽效应增强，从而使得原子半径增加。
在同一族元素中，离子半径随着正电荷数的增加而减小。
3.化学反应性：碳族元素的化学反应性有较大差异。
碳和硅都是非金属，具有较高的电负性。
它们能够形成多种化合价的化合物，如碳的四价化合物和硅的四价和六价化合物。
锡和铅具有特殊的价态行为，可以形成多种化合价的化合物。
锡和铅通常表现出二郎功能。
4.晶体结构和物理性质：碳族元素的晶体结构和物理性质有明显的变化。
碳以钻石、石墨和富勒烯等多种晶体结构存在。
钻石具有非常高的硬度，石墨具有良好的导电性和润滑性，富勒烯则具有独特的球形结构。
硅具有金刚石样的晶体结构，可以形成多种晶体相。
锡和铅以金属晶体结构存在，具有良好的导电性和可塑性。
5.化合物和应用：碳族元素形成了众多的化合物，具有重要的应用价值。
最重要的化合物是碳的氧化物，如二氧化碳和一氧化碳。
二氧化碳在大气中起到重要的温室效应，一氧化碳是一种有毒气体。
锗和硅的氧化物是重要的半导体材料。
锡和铅的氧化物具有良好的导电性和光学性能，常用于制备导电玻璃和陶瓷材料。
此外，锡和铅还广泛用于合金制备和防腐剂。
6.生物学意义：碳族元素在生物学中具有重要的意义。
生命体中含有大量的碳和硅。
碳是有机物的组成要素，是地球上生物多样性的基础。
硅在植物细胞壁和一些动物骨骼中起到结构支持的作用。
[实用参考]无机化学-碳族元素.ppt
![[实用参考]无机化学-碳族元素.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/b8f4c5919ec3d5bbfc0a744d.png)
直线形 直线形
C2H2、HCN CO
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一、碳族元素在自然界的分布 二、碳族元素的单质 三、氧化物 四、含氧酸及其盐 五、氢化物 六、卤化物和硫化物
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一、自然界的分布
C 单质状态：主要是金刚石和石墨。化合
物：煤、石油、天然气、动植物、
石灰石、白云石、CO2等。
Si靠Si-O键联结成各种链状、层状和立体
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Pb: 质软、密度大（11.35g·cm-3),纯铅在空气中不稳定 →Pb（OH）2或Pb2（OH）2CO3
C(石墨）→（金刚石）石理墨：转化为金刚石的机
△fGmθ/kJ·mol-1 0
ρ/g·cm-3
2.260
2.9 ⑴ 溶剂说：石墨先溶解 3.515 在溶剂（金属催化剂）
△fHmθ/kJ·mol-1
O
1.897 中成为单个碳原子，然 后在冷却时直接生成金
反应的特点？ 吸热、体积减小 刚石。
欲使反应正向进行，采取的措施？⑵ 固相转化说：石墨的
第十四章 碳族元素
§14-1 碳族元素的通性 §14-2 碳族元素的单质及其化合物 §14-3 无机化合物的水解性
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元素符号 C Si Ge Sn
Pb
价电层结构 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2
6s26p2
电负性
2.01 1.96(Ⅳ) 2.33 (Ⅳ) 2.25 1.90 (Ⅳ) 1.80(Ⅱ) 1.87 (Ⅱ)
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上图：纳米管在预先做 好阵列的硅晶片上催化 生长的结果。把Si晶片 置于一个充满乙烯容器 内,在特定的晶面上涂上 催化剂，加热后，高纯 的碳管以惊人的速度生 长，其速度可以达到每 小时500英里。
无机化学课件碳族元素
高温
SiO2 ＋ CaO
CaSiO3
高温
SiO2＋2C 高温 Si ＋ 2CO↑
SiO2 + CaCO3
CaSiO3 + CO2 ↑
二氧化硅与二氧化碳的比较
二氧化碳CO2 二氧化硅SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与碱性氧化 物反应
CO2 ＋ CaO＝CaCO3
高温 CaO＋SiO2 CaSiO3
与碱反应 与水反应
(Cr 3+)
[Cr(OH)3 (s)]
3. 碳酸盐的热稳定性较差，它们的差别可用极化理 论解释(如碱土金属的碳酸盐)，金属离子极化力越大，
稳定性越差。稳定性的顺序为：
碳酸盐﹥酸式盐﹥碳酸
碳酸正盐与酸式盐的比较
正盐
酸式盐
水溶 性
热稳 定性
钾钠铵盐易溶于水、其它难溶
K2CO3、Na2CO3受热难分解 CaCO3、(NH4)2CO3受热易分解
通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示。主要用
于建筑材料，实验室常见的有分子筛与沸石（铝硅酸 盐）。见打★的阅读材料。
硅酸钠：Na2SiO3可以写成 Na2O ·SiO2
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3 ·2SiO22H2O
钙长石：CaAl2SiO6
CaO ·Al2O3 ·SiO2
特殊玻璃： 钢化玻璃、光学玻璃、 化学玻璃、有色玻璃、 变色玻璃、电加温玻璃、钾玻璃、 微晶玻璃、 石英玻璃
§13.2
碳族元素包括：
碳族元素----P555-582
碳C、硅Si、锗Ge、锡Sn、铅Pb
碳族元素的价层电子构型：
ⅣA —— ns2np2
本节要求：
碳族元素
硅酸盐工业
三、硅单质及其化合物
硅酸盐 硅酸盐的表示方法
三、硅单质及其化合物
重要的硅酸盐—Na2SiO3 硅酸钠俗称泡花碱，其水溶液又叫水玻璃 因为水解而成碱性，是一种建筑粘合剂。
硅、磷、硫、氯气态氢化物的 稳定性比较
三、硅酸盐与无机非金属材料
玻璃 纯碱、石灰石、 原料 石英 CaCO3+SiO2高温 反应 CaSiO3+CO2↑ 高温 原理 NaCO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ 反应 高温 条件 强热 冷却 生产 原料→熔体→玻璃 过程 水泥 粘土、 石灰石 陶瓷 粘土
要领：两边原子个数守恒， 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：金属按活动顺序表
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碳 族 元 素 碳 及 其 化 合 物
2．阅读下列材料，回答有关问题： 锡、铅两种元素的主要化合价分别是+2价、+4 价，其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均 是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅 元素的化合物有强氧化性。例如：Sn2+ 还原性 比Fe2+还原性强；PbO2 的氧化性比Cl2 氧化性强。 （1）写出下列反应的化学方程式： ①氯气跟锡共热
2NaHCO3
== SiO3 2- +H2O
(4)不与酸反应
(4)与氢氟酸反应 SiO2+4HF==SiF4+2H2O (腐蚀玻璃）
(1)化工原料：制纯碱、 尿素；高温 (2)灭火
天然存在：石英 水晶 硅藻土 (1)水晶用于制造电子
用
(3)干冰用人工降雨；
途 (4)制碳酸饮料等
仪器的重要部件、光
学仪器、工艺品
化学仪器、光 学仪器、运动 用途 器材、通讯器 材、窗玻璃、 玻璃瓶、杯
碳族元素
有机化合物
由于碳原子形成的键都比较稳定，有 机化合物中碳的个数、排列以及取代基 的种类、位置都具有高度的随意性，因 此造成了有机物数量极其繁多这一现象， 目前人类发现的化合物中有机物占绝大 多数。 有机物一般难溶于水，易溶于有机溶 剂，熔点较低。绝大多数有机物受热容 易分解、容易燃烧。有机物的反应一般 比较缓慢，并常伴有副反应发生。
1 、可燃性：
a. 在氧气中或空气中完全燃烧：生成二氧化碳并放出大量的热。 b.空气不足，燃烧不完全：除生成二氧化碳外，还会产生一氧化 碳，并放热。
2、 还原性：
a.干燥木炭粉和氧化铜均匀Fra bibliotek合，加强热。b.炽热的碳可使二氧化碳还原成一氧化碳。
c.炽热的碳可使水蒸汽还原。碳和碳的氧化物
碳的单质
• 石墨、金刚石、 C60
• 金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，但是它们的结构和 性能却完全不同。金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是 最软的物质之一。大家都知道铅笔芯就是用石墨粉和粘土 配制而成的，石墨粉含量多笔芯就软，用“B“表示，粘土 掺多了则硬，用“H”表示。矿物学家用摩氏硬度来表示相 对硬度，金刚石为10，而石墨的摩氏硬度只有1。它们的 硬度差别之所以这么大，关键在于它们的内部结构存在很 大差异。
石墨
石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3 个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限 多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而 层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑 动，这就是石墨很软能写字的原因。石墨可用于制造电 极、润滑剂、铅笔芯、原子反应堆中的中子减速剂等， 也可以用作坩埚以及合成金刚石的原料。
C60
• 富勒烯C60 • 1985年，美国化学家史莫利与英国化学家科尔托利用激光 照射石墨，使其蒸发而成碳灰。质谱分析发现，这些碳灰 中含有两种不明物质，其分子量分别为碳的60倍与70倍， 故将它们分别命名为 C60与C70。C60中20个正六边形和12个 正五边形构成圆球形结构，共有60个顶点，分别由60个碳 原子所占有，经证实它们属于碳的第三种同素异形体，命 名为富勒烯(Fullerene）。
碳族元素
铅(Pb)
碳族元素及单质的一些性质
原子半径 nm 主要 化合价 颜色、状态 密度 g/cm3 熔点 ℃ 沸点 ℃
0.077
+2,+4
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体 晶体硅：灰黑色 固体
3.51 2.25 2.32 ~2.34
3550 3652
4827 4827
0.117
+2,+4
1410
2355
0.122
+2,+4
银灰色固体
5.35
937.4
2830
0.141
+2,+4
银白色固体
7.28
231.9
2260
0.175
+2,+4
蓝白色固体
11.34
327.5
1740
碳族元素性质的特殊性
碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)的+4价化合物是稳定 的, 如CO2、SiO2、GeO2、SnO2的氧化性较弱
Si
Ge Sn Pb
SiH4
GeH4 SnH4
(SiO)
GeO SnO PbO
SiO2
GeO2 SnO2 PbO2
元素符号
C 6
Si 14
Ge 32
Sn 50
Pb 82
原子序数
原子半径的变化趋势
随着原子序数的递增，原子半径增大
金属性与非金属性的变化 金属性逐渐增强，非金属性减弱 趋势 最高正价
最高价氧化物化学式 +4 +4 +4 +4 +4
CO2
SiO2
GeO2
SnO2 PbO2
碳族元素碳及其化合物
碳族元素碳及其化合物碳族元素是指位于元素周期表第14族的元素，包括碳(C)，硅(Si)，锗(Ge)，锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素在自然界中广泛存在，具有重要的地球化学和生物化学意义。
碳是最为重要的碳族元素，因为它是生命的基础，能形成无数种具有复杂结构的有机化合物。
1.碳的性质碳是一种非金属元素，具有原子序数6和相对原子质量12.01、它的外层电子构型为2s22p2，因此能形成四个共价键。
碳具有非常高的熔点和沸点，以及很高的硬度。
它可以形成纯净的晶体结构，比如钻石和石墨。
2.碳的化合物碳可以与其他元素形成大量的化合物，包括有机化合物和无机化合物。
有机化合物是以碳为主要成分的化合物，它们在自然界和生命体系中广泛存在。
有机化合物包括烷烃、烯烃、炔烃、醇、酮、酸、酯等等。
无机化合物则是碳与非金属元素和金属元素形成的化合物，比如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和碳酸盐。
3.碳的地球化学意义碳是地球上最常见的元素之一，它在地壳中的储量很大。
地球上大部分的有机物质也含有碳，包括化石燃料、生物质和土壤有机质。
碳的循环在地球上起着重要的作用，包括碳的释放和吸收过程。
人类活动导致大量的碳排放，加速了全球变暖和气候变化。
4.碳在生物化学中的作用碳是生命体系中最为重要的元素，它构成了所有有机化合物，包括蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物。
这些化合物在生物机体的结构和功能中起着重要的作用。
碳还参与能量代谢过程中的碳循环，包括光合作用和细胞呼吸。
5.碳的应用由于碳形成的有机化合物种类繁多，碳化合物在工业和生活中有广泛的应用。
有机化合物被用于制造塑料、橡胶、纤维和药物等。
碳纳米管和石墨烯等碳材料也具有重要的应用潜力，可用于电子器件、储能材料和生物传感器等。
此外，碳的同位素碳-14也被广泛应用于射击物体的定年和环境探测。
总结：碳族元素是地球上最重要的元素之一，在地球化学和生物化学中起着关键的作用。
碳的化合物形式多样，有机化合物是生命体系中的基本组成部分。
碳族元素
足球烯
低
有机溶剂 小 不导电
溶解度 一般不溶解
单质碳的物理性质——颜色和状态
金刚石
足球烯(C60) 足球烯
石墨
碳的几种同素异形体
1、什么叫同素异形体？ 2、C60的摩尔质量是多少？
720 g/mol
2、碳单质化学性质
(1)还原性 2C+O2===2CO C+O2===CO2 高温 C+2S====CS2 C+2CuO====2Cu+CO2 3C+2Fe2O3===4Fe+3CO2 高温 高温 3C+CaO===CaC2+CO C+4HNO3===CO2↑+4NO2↑+2H2O C+2H2SO4===CO2↑+2SO2↑+2H2O (2)氧化性 高温 C+2H2===CH4(困难)
3Si ＋ 2N2 === Si3N4
高温
三、硅单质及其化合物
(3)制取 SiO2+2C=Si+2CO(电炉) Si+2Cl2=SiCl4(高温) SiCl4+2H2=Si+4HCl(高温) (4)用途 重要的半导体材料
水晶
水晶制品
.硅酸（H2SiO3） 硅酸的组成很复杂，习惯上把H2SiO3 称为 硅酸。 硅酸是一个很弱的酸，其酸性比碳酸还弱， 溶解度很小。硅酸是通过可溶性硅酸盐与 其它酸反应制得。例如； Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 +2NaCl
金属 原子晶体 金属晶体 金属晶体 晶体 低 较低 更低
金：不导 墨：导电
பைடு நூலகம்
半导体
碳族元素——精选推荐
碳族元素Sn(OH)2：⽩⾊沉淀。
Hg2Cl2：⽩⾊沉淀。
PbSO4：⽩⾊沉淀，难溶于⽔，易溶于浓硫酸、饱和醋酸铵溶液。
PbO：黄⾊固体，难溶于⽔。
PbO2：褐⾊固体，难溶于⽔、稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、浓硝酸，易溶与浓盐酸、浓硫酸。
Pb3O4（2PbO·PbO2）:鲜红⾊固体。
⼀、碳元素名称：碳。
元素符号：C。
原⼦序数：6。
在周期表中的位置：第⼆周期ⅣA族。
电⼦排布式：[He]2S22P2。
1.碳单质化学式：C。
分类：⾮⾦属单质。
同素异形体：⾦刚⽯、⽯墨、C60（⾜球烯）、C70。
⾦刚⽯：原⼦晶体、⽴体⽹状结构：。
⽯墨：原⼦晶体、层状结构。
C60（⾜球烯）：分⼦晶体、12个正五边形和20个正六边形、超导性。
C70：分⼦晶体。
化学性质：①⾮⾦属单质的通性：与⾮⾦属单质反应：与氧⽓反应：2C + O2(少量) =点燃=2CO。
C + O2(⾜量) =点燃= CO2。
②还原性：与⼆氧化碳反应：C + CO2 =点燃= 2CO。
与氧化铁反应：2Fe2O3 + 3C =⾼温= 4Fe + 3CO2↑。
与四氧化三铁反应：Fe3O4 + 2C =⾼温= 3Fe + 2CO2↑。
与氧化铜反应：2CuO + C =⾼温= 2Cu + CO2↑。
2.⼀氧化碳化学式：CO。
分类：不成盐氧化物。
物理性质：⽆⾊⽆味⽓体，密度略⼩于空⽓，难溶于⽔。
收集⽅法：排⽔法。
化学性质：①还原性：与氧⽓反应：2CO + O2 =点燃= 2CO2。
与氧化铁反应：Fe2O3 + 3CO =⾼温= 2Fe + 3CO2。
与四氧化三铁反应：Fe3O4 + 4CO =⾼温= 3Fe + 4CO2。
与氧化铜反应：CuO + CO =△= Cu + CO2。
与氯化钯反应：CO + H2O + PdCl2 = Pd↓ + 2HCl + CO2（检验⼀氧化碳）。
检验⼀氧化碳：将湿润的氯化钯试纸靠近导管⼝，若湿润的氯化钯试纸变⿊，则证明有⼀氧化碳。
碳族元素
那么榴莲的气味呢，
• 硫化氢、乙基氢化二硫化物、几种二烷基 多硫化物、乙酸乙酯、一二乙氧基乙烷和 乙基一2一甲基丁酮酸酯。 主要为硫化物和 酯类，烷类 • 泰国农业部的专家经过十年的研究，于 2007年成功开发出没有特殊臭味的榴莲， 并将这种榴莲命名为“尖竹汶1号。榴莲糖 的气味呢 Nhomakorabea•
老大：碳C，Carbon（起源于拉丁文 碳
carbo，意为“charcoal（木炭）碳主要有三 种同素异形体：金刚石；无定形炭石墨（木 炭，炭黑，活性炭，焦炭等都属石墨的微晶 体，）；富勒烯碳（足球烯等)
碳族元素
•
金刚石
石墨
•
碳和硅在自然界中分布很广，碳含量不 多，但却是地球上化合物种类最多的元素 之一，动植物机体也是多种含碳的有机化 合物，所以碳是是生物界的主要元素。
你们太早熟啦， 我举脚鄙视 你们！嘿嘿 嘿
碳的同素异形体
• 金刚石——世界上最大的一颗钻石是1905年1 月27日在南非扎伊尔伯里梅尔（Premier）发现的， 该钻石取名“库里南”（Cullinan），重达3106克 拉。长100mm，宽65mm，厚50mm。宝石界行家 估计“库里南”的价值高达75亿美元。金刚石 与钻石的区别——金刚石是矿物学 名称，而钻石是宝石学名称。因 此，严格地说，钻石应当是经过 琢磨做成了首饰的金刚石宝石 库里南钻石——
坚硬，因为铜被掺入锡后会得到更加 • 坚硬的青铜，英语为Tin。
• 老五：铅 Lead ，Pb(Plumbum)，原指铅
(Plumbum Nigrum，黑铅)和锡(Plumbum Album， 白铅 • )，古代就已发现。英语为Lead，原意为领导，后 逐步引申为导线和铅锤。
老六：Uuq,也不知是男是女，才刚 吃奶呢，大家就不用理它啦!
碳族元素(碳硅锗锡铅)化学方程式总结
第14章碳族元素(碳硅锗锡铅) 碳 1. 甲酸分解:HCOOH浓H2SO4CO↑+H2O2. 碳酸根与铁离子:3CO32-+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑3. 二氧化碳与氨气:CO2+H2O+NH3=NH4HCO34. 2CO2+[Sn(OH)6]2-=Sn(OH)4↓+2HCO3-5. 碳与氧化铅:C+PbO=Pb+CO↑6. 一氧化碳与氧化铅:CO+PbO=Pb+CO2↑7. 草酸分解:H2C2O浓硫酸△CO2↑+CO↑+H2O8. 碳酸钙与盐酸:CaCO3+2HCl=2CaCl2+H2O+CO2↑9. 一氧化碳与氯化亚铜:CO+CuCl+2H2O=Cu(CO)Cl·2H2O10. CO2+K2CO3+H2O=2KHCO311. 碳酸氢钾分解:2KHCO3= CO2↑+K2CO3+H2O12. 碳酸钾与二氧化硫:K2CO3+SO2=K2SO3+CO2↑13. 碳酸钾与硫化氢:K2CO3+H2S=K2S+H2O+CO2↑14. 碳酸钠与盐酸:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑15. 二氧化碳与氢氧化钙:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O16. CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)217. 碳与氧气:2C+O2=2CO18. 碳与氧气:C+O2=CO219. 一氧化碳与氧气:2CO+O2=2CO220. 碳与氧化锰:C+MnO=Mn+CO21. 一氧化碳与氧化锰:CO+MnO=Mn+CO222. 碳与氧化锌:C+ZnO高温Zn+CO23. 碳与水:C+H2O红热CO+H224. CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd↓25. CO+CuCl+2H2OH+Cu(CO)Cl·2H2O26. 一氧化碳与铁:5CO+Fe高温[Fe(CO)5]27. 碳酸钙分解:CaCO煅烧CaO+CO2↑28. 2CO32-+H2O+2Mg2+=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑29. HCO32-+Mg2+=MgCO3↓+H+30. 2C+SiO2+2Cl2△SiCl4+2CO31. 3C+3Cl2+B2O3△2BCl3+3CO32. 碳酸钠与二氧化硅:Na2CO3+SiO共融Na2SiO3+CO2↑33. 甲烷分解:CH41000℃C+2H234. 甲烷分解1500℃:2CH41500℃C2H2+3H2硅 1. 硅酸根与铵根:SiO32-+2NH4+=H2SiO3↓+2NH32. 二氧化硅与碳酸钠:SiO2+NaCO3共融Na2SiO3+CO2↑3. 二氧化硅与氟化氢:SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O4. 甲硅烷分解:SiH4500℃Si+2H2↑5. SiCl4+LiAlH4乙醚SiH4↑+LiCl+AlCl36. SiF4+4H2O=H4SiO4↓+4HFSiF4+2HF=2H++[SiF6]2-7. 甲硅烷自燃:SiH4+2O2自燃SiO2+2H2O8. 四氯化硅与锌:SiCl4+2Zn=Si+2ZnCl29. 硅与氟气:Si+2F2=SiF410. 硅与氢氧根:Si+4OH-=SiO44-+2H2↑11. 3Si+18HF(aq)+4HNO3(浓)=3H2[SiF6]+4NO↑+8H2O12. 二氧化硅与碳:SiO2+2C1800℃Si+2CO↑13. 硅与氯气:Si+2Cl2△SiCl414. 硅与盐酸:Si+3HCl△SiHCl3+H215. SiCl4+2Zn△Si+2ZnCl216. 四氯化硅与氢气:SiCl4+2H2>1100℃Si+4HCl17. SiHCl3+H21100℃Si+3HCl18. 二氧化硅与氟化氢:SiO2+4HF(aq)=SiF4↑+2H2O19. SiO2+6HF(aq)=H2SiF6+2H2O20. 二氧化硅与氢氧根:SiO2+2OH-△SiO32-+H2O21. SiO44-+4H+=H4SiO4↓22. 二氧化硅与镁:SiO2+4Mg高温Mg2Si+2MgO23. 硅化镁与盐酸:Mg2Si+4HCl(aq)=SiH4↑+2MgCl224. 甲硅烷分解:SiH4500℃Si+2H225. SiH4+2O2自燃SiO2+2H2O26. 甲硅烷水解:SiH4+(n+2)H2O=SiO2·nH2O↓+4H227. SiH4+2KMnO4(aq)=2MnO2↓+K2SiO3+H2O+H228. 四氯化硅与水:SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl↑29. SiO2+2C+2Cl2△SiCl4+2CO30. SiF4+4H2O=H4SiO4↓+4HFSiF4+2HF=2H++[SiF6]2-锗 1. 锗与浓硝酸:Ge+4HNO3(浓)=GeO2·H2O↓+4NO2↑+H2O2. 锗与氢气:Ge+2H2700~800℃GeH43. 二硫化锗与硫化钠:GeS2+Na2S(aq)=Na2GeS34. 锗与氢气:Ge+2H高温GeH4锡 1. 锡与浓硝酸:Sn+4HNO3(浓)=H2SnO3(β)↓+4NO2↑+H2O2. 锡与浓盐酸:Sn+2HCl(浓) △SnCl2+H2↑3. 3SnS2+6NaOH(aq)=Na2SnO3+2Na2SnS3+3H2O4. 3[Sn(OH)3]-+2Bi3++9OH-=3[Sn(OH)6]2-+2Bi↓5. 锡与氢氧根:Sn+2OH-+2H2O=[Sn(OH)4]2-+H2↑6. SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl27. [Sn(OH)6]2-+2CO2=Sn(OH)4↓+2HCO3-8. 锡与氯气:Sn+2Cl2(g)=SnCl4(l)9. 四氯化锡与硫化钠:SnCl4+2Na2S=SnS2↓+4NaCl10. SnCl2+Na2S=SnS↓+2NaCl11. SnCl2+4NaOH=Na2[Sn(OH)4]+2NaCl12. 3[Sn(OH)4]2-+2Bi3++6OH-=2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-13. Sn(OH)Cl+HCl=SnCl2+H2O14. 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O15. Sn4++Sn=2Sn2+16. Na2SnS3+2HCl=SnS2↓+H2S↑+2NaCl17. 3Sn+8HNO3(极稀)=3Sn(NO3)2+2NO↑+4H2O铅 1. 铅与浓硝酸:Pb+4HNO3(浓)=Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2O2. 二氧化铅与盐酸:PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O3. 5PbO2+2Mn2++4H+微热5Pb2++2MnO4-+2H2O4. PbCrO4+4NaOH=Na2[Pb(OH)4]+Na2CrO45. 硫化铅与氧气:2PbS+3O2=2PbO+2SO26. 氧化铅与氢氧化钠:PbO+2NaOH=Na2PbO2+H2O7. Na2PbO2+NaClO+H2O=PbO2+NaCl+2NaOH8. 氧化铅与碳:PbO+C=Pb+CO↑9. 氧化铅与一氧化碳:PbO+CO=Pb+CO2↑10. 铅与浓硫酸:Pb+3H2SO4(浓)=Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O11.. 铅与浓盐酸:Pb+3HCl(浓)=H[PbCl3]+H2↑12. 铅与硝酸:3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O13. Pb2++CrO42-=PbCrO4↓14. 2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O72-+H2O15. PbCrO4+3OH-=CrO42-+[Pb(OH)3]-16. 铅与稀盐酸:Pb+2HCl(aq)=PbCl2+H2↑17. 铅与氢氧根:Pb+OH-+2H2O=[Pb(OH)3]-+H2↑18. 硫化铅与氧气:2PbS+3O焙烧2PbO+2SO219. 二氯化铅与氯离子:PbCl2+2Cl-=[PbCl4]2-打印下来更方便记忆！。
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素的化学性质碳族元素的化学性质主要表现为它们的共价化合物。
由于这些元素外层电子结构的相似性，它们通常都具有4个价电子。
因此，这些元素可以形成类似的共价键结构，比如碳的四价、硅的四价等。
碳族元素共有6个电子，其中4个价电子。
另外2个电子则位于轨道的内层能级。
碳族元素形成的共价化合物具有一些共同的特点。
首先，它们的共价化合物通常是非极性分子，具有较强的共价键而不具有明显的电性差异。
其次，这些元素形成的化合物多为四配位结构，如CH4、SiH4、GeH4等。
此外，由于这些元素的大部分化合物都是非金属，因此它们的氧化状态多为正的。
碳族元素的物理性质碳族元素的物理性质也有很多共同之处。
首先，这些元素在常温下大多呈非金属性质，如碳为固体，硅为固体，锗为固体，锡为固液混合体，铅为液体。
此外，碳族元素的硬度逐渐增加，从碳的较硬的金刚石到锡、铅的较软的性质。
另外，碳族元素的密度也逐渐增加，从碳的2.26g/cm³到铅的11.34g/cm³。
此外，这些元素的熔点和沸点也随着原子序数的增加而增加，硅的熔点为1414℃，铅的熔点为327.5℃。
碳族元素的地球化学意义碳族元素具有重要的地球化学意义。
首先，碳族元素在地壳中广泛分布，如硅占地壳质量的27%。
其次，碳族元素在地球的物质循环中起着重要作用，如碳的存在形式有石墨、石英、石英等。
此外，碳族元素还是地壳中一些矿物的主要成分，如石英、硅铁矿等。
除了在地壳中的分布之外，碳族元素还在地球的化学演化中发挥重要作用。
如碳的生物地球化学循环和碳酸盐的形成等。
此外，碳族元素还在地球的构造和动力地质学过程中发挥着重要作用。
碳族元素的应用碳族元素在工业上有着重要的应用。
首先，碳族元素大多可以形成不同种类的化合物，这些化合物具有重要的工业用途。
比如碳的金刚石和石墨在工业上有着广泛的应用，锡在锡制品和合金中有重要的应用。
其次，这些元素的化合物也在冶金和材料领域有着广泛的应用。
碳族元素
第一节碳族元素注意：C、Si、Ge、Sn的+4价化合物是稳定的，而Pb的+2价化合物是稳定的，由此注意：（1）碳元素形成的单质（金刚石）硬度最大，碳元素所形成的化合物种类最多；在所有非金属元素形成的气态氢化物中，甲烷含氢量最大。
（2）硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。
（3）碳族元素单质的熔沸点大致随核电荷数的增多而逐渐降低，这和碱金属相似，但变化实质不同，碱金属全部是金属，熔点随金属键的减弱而降低；而金刚石、晶体硅、锗是原子晶体，其熔点随共价键的减弱而降低。
锡和铅是金属，熔沸点较低。
二、碳及其化合物注意：1、碳的同素异形体：金刚石（原子晶体）、石墨（过度型晶体）、C60（分子晶体）等。
2、碳酸盐性质的一般规律(1)溶解性：如果碳酸的正盐溶解度较大，则酸式盐的溶解度较小[如：Na2CO3＞NaHCO3]；如果碳酸的正盐溶解度较小，则对应的酸式盐的溶解度较大[如：CaCO3＜Ca(HCO3)2](2)稳定性：难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。
3、HCO3—与CO32—的检验：(1)利用溶解性（固）(2)加热（固）(3)与盐酸反应（比较反应速率，要求溶液同浓度、同体积）(4)滴加BaCl2或CaC l2溶液(5)与酸反滴命题规律碳、硅等元素知识是近几年高考题试题中命题的一个热点，该族元素性质相对稳定，常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合来考察；考察的主要内容有：1、C、CO的还原性；2、CO、CO2的检验与鉴别；3、CO、CO2等气体的制取和收集；4、CO2与NaOH、SiO2与C等反应产物的确定及计算；5、金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质，C60的空间结构及计算；6、环境保护、消除碳氧化物污染及防治。
该部分知识涉及面广，实际应用性强，命题方向比较灵活。
2004年北京、上海卷中有3个选择题的测试内容包括碳的同素异形体相关知识、CaCO3与酸反应。
第十四章 碳族元素
1)、SiH4的热稳定性不如CH4，SiH4 →Si + 2H2 2)、SiH4的还原性强，在空气中自燃 SiH4 + 2O2 →SiO2 + 2H2O SiH4 + 2KMnO4 →2MnO2 + K2SiO3 + 2H2O + H2 3)、SiH4易水解： SiH4 + (n+2)H2O→SiO2.nH2O + 4H2
Pb：软、强度不高的金属，密度很大(11.35g.cm-3)， m.p.，601K，新鲜的Pb表面有金属光泽，它受空气 中的氧、水、CO2作用，迅速生成一层致密的碱式 碳酸盐保护。 在HCl中缓慢作用：Pb + 2HCl === PbCl2 + H2 ＞79%的H2SO4中： Pb + 2H2SO4 === Pb(HSO4)2 + H2
2. 硅烷的制法 SiO2 + 4Mg === Mg2Si +2MgO Mg2Si +4HCl === SiH4 + 2MgCl2 此法制得的SiH4不纯，常含乙硅烷，丙硅烷 SiCl4 + LiAlH4 === SiH4 + LiCl + AlCl3
六、卤化物和硫化物 1. Si、Sn、Pb的卤化物 Si的卤化物：SiF4和SiCl4，其制备： SiO2 + 4HF === SiF4 + 2H2O Si + 2Cl2 === SiCl4 SiO2 + 2C + 2Cl2 === SiCl4 + 2CO SiF4易溶于水，并水解： 3SiF4 + 4H2O === H4SiO4 + 4H+ + 2SiF62SiCl4 + 4H2O === H4SiO4 + 4HCl
第一节碳族元素范文
第一节碳族元素范文碳族元素是周期表中第14族元素，包括碳、硅、锗、锡和铅。
这些元素在化学性质和物理性质上都有一些共同特点，同时也有一些差异。
碳族元素在地球上广泛存在，具有重要的工业应用和生物学意义。
1.碳：碳是生命的基础，它是地球上最常见的元素之一，形成了多种化合物。
由于碳的电负性较小，碳原子可以形成四个共价键，使得碳原子能够形成多种结构和化合物。
碳的存在形式有晶体碳、胶体碳、石墨和金刚石等。
2.硅：硅是地壳中最多的元素之一，占地壳质量的27.7%。
它是人工晶体中使用最广泛的材料之一，具有优良的光学、电学和机械性能。
硅元素可以形成硅酸盐矿物，如石英、长石等。
3.锗：锗是一种灰色的金属元素，有与硅相似的化学性质。
它可以用于制作晶体管、红外光学材料和太阳能电池等。
4.锡：锡是一种常见的金属元素，具有低熔点和可塑性。
锡可以与其他金属形成合金，如青铜和白铜等。
锡也可用于电子器件、涂料和防锈剂等。
5.铅：铅是一种有毒的重金属元素，但同时也有广泛的用途。
铅的主要应用领域包括电池、铅酸盐、合金、防腐蚀涂料和射线防护等。
碳族元素的共同特点是它们的化合价为+4，能够形成四个共价键。
它们的氧化态具有+2和+4两种，其中+2态更稳定。
碳族元素在化合物中可以显示多种氧化态。
碳族元素的化合物中，碳和硅的氧化态+4是最常见的，锗、锡和铅的氧化态+2也较常见。
碳和硅的氧化态+2会使氧的氧化态-2失去配电对，而形成离子化合物（如碳酸盐和硅酸盐）。
这种离子化合物通常具有高熔点和难溶于水的性质，如石英和方解石。
碳族元素在生物学中也具有重要的地位。
胺基酸是生命的基本组成单位，它们都含有碳。
生物有机化合物中的碳元素能够形成稳定的化学键，为生命提供了结构和能量。
此外，碳纳米管和石墨烯等碳族材料也具有广泛的应用前景。
碳纳米管具有优良的导电性和机械性能，可以应用于传感器、电子器件和纳米材料等领域。
石墨烯是一种单层的碳纳米材料，具有高导电性、高强度和高柔韧性等特点，被认为是下一代制备高性能电子器件的理想材料。
元素讲义6 主族元碳族
元素讲义6 主族元素碳族—n s2n p2 C、Si、Ge、Sn、Pb碳及其化合物一、碳单质：1．碳单质：石墨晶胞2．C60、C70 ：(1) C60 ：由12个正五边形和20个正六边形组成，每个碳原子以sp3、sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子相连，使∠CCC小于120︒而大于109︒28'，形成曲面，剩余的p轨道在C60球壳的外围和内腔形成球面π键，从而具有芳香性。
欧拉方程：面数(F) + 顶点数(V) = 棱数(E) + 2a．根据欧拉定理，通过12个正五边形和数个正六边形的连接可以形成封闭的多面体结构：C60为第一个五边形间互不相邻的封闭笼状结构，C70为第二个五边形间互不相邻的封闭笼状结构，两个五边形相邻的最小碳笼为C50，三个五边形相邻的最小碳笼为C28，不存在六边形的最小碳笼为C20。
b．科学家认为C60将是21世纪的重要材料(i) C60分子具有球形的芳香性，可以合成C60F n，作为超级润滑剂。
(ii) C60笼内可以填入金属原子而形成超原子分子，作为新型催化剂或催化剂载体，具有超导性，掺K的C60，T c = 18K，Rb3C60T c = 29K，它们是三维超导体。
(iii) C60晶体有金属光泽，其微晶体粉末呈黄色，易溶于苯，其苯溶液呈紫红色。
C60分子特别稳定，进行化学反应时，C60始终是一个整体。
二、碳的化合物：1．[ - 4 ]的化合物：CH4, Al4C3, MC、M2C、M3C水解性（或与水反应）：Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑ CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑2．[ + 4 ]的化合物：(1) CX4：a．制备：CS2 + 2Cl2 = CCl4 + S2Cl2 b．CX4 + 2H2O(g) = CO2(g) + 4HX碳的配位数已饱和，不能与水分子结合。
从CF4→CI4随着键长的增大,键的强度减弱，稳定性减弱，活泼性增强(2) COX2（卤氧化碳，也称为碳酰卤）：所有的COX2比CX4的化学性质活泼，特别是它们易水解：COCl2 + H2O = CO2 + 2HCl 它们都有极性，都是平面三角形。
高中化学碳族元素的知识点总结
高中化学碳族元素的知识点总结碳族元素是周期表中的第14族，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)和麦家(Ja)。
碳族元素具有一些共同的性质和特征，下面将对碳族元素的知识点进行总结。
1.原子结构：碳族元素的原子结构特点是外层电子壳的电子数量为4个。
每个碳族元素的原子内核都有与其电子数相等的质子数，电荷中和，具有相应的原子序数。
电子层的排布为[2,8,4]，其中两个内层电子属于填充内层，而最外层电子属于价电子。
2.定位和周期性：碳族元素位于第2周期，是元素周期表中的第14组。
它们具有相似的化学性质，因为它们有相同数量的价电子，并且在化学反应中容易失去或获得4个电子。
3.物理性质：碳族元素的物理性质有一定的规律性。
随着原子序数的增加，原子半径逐渐增加，原子核对外层电子的束缚减弱，电子云容易发生形变。
此外，碳族元素的密度、熔点和沸点也随着原子序数的增加而递增。
4.化学性质：碳族元素的化学性质主要由它们的外层电子配置所决定，其中最外层电子的数量为4个。
碳族元素常发生+4价和-4价两种价态。
在化合物中，它们通常与其他元素形成共价键或离子键。
5.碳的性质：以碳为代表的碳族元素是生命中的基础元素，生物分子的骨架和结构都以碳为主要构成部分。
碳的共有4个价电子，因此形成氧化态及共价化合物较为常见。
碳的同素异形体分子和同系物在化学反应中具有独特的性质和活性。
6.半金属元素：碳族元素中的硅，被认为是一种半金属元素。
硅的特点是中等电负性、半导体特性和热稳定性较好。
硅在电子学和材料科学领域有广泛的应用，如制备半导体器件和太阳能电池。
7.其他碳族元素：除碳和硅外，锡、铅和麥家也是碳族元素。
锡和铅是广泛使用的金属，它们常用于制备合金。
麦家是放射性元素，具有高毒性和放射性衰变的特点。
8.化合物和应用：碳族元素形成的化合物具有多样性和广泛的应用。
例如，碳形成的化合物包括有机化合物(有机化学的基础)、无机化合物(如碳酸盐)和碳化物(如硅碳化物)。
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第一节 碳族元素
碳族元素
构位性一体，相互可推断
结构
反映
位置
性质
决定
一、碳族元素
1、碳族元素的“成员”
碳（6C） 硅（14Si） 锗（32Ge） 锡（50Sn） 铅（82Pb）
2、第ⅣA族元素原子结构、位 置、性质三者关系
(3)碳族元素性质的递变性
碳硅锗锡铅
氧化性：逐渐减弱
还原性：逐渐增强
得电子能力：逐渐减弱 失电子能力：逐渐增强
非金属性：逐渐减弱 金属性：逐渐增强
碳
硅（非金属性
（非金属） 比金属性强）
锗（金属性比非 金属性明显）
锡（金属）
铅（金属）
事实说明碳族元素从上到下明显的非金属 性逐渐变为明显的金属性 。
（1）结构和位置的特点及关系
•相同点：原子最外层电子数都为4 •不同点：核电荷数、电子层及原子半径
从上到下依次增大
思考：元素结构和位置上的异同点决
定了其化学性质上具备了哪些特点？
(2)碳族元素性质的相似性
①最外层有4个电子，易形成共价化合物
②主要化合价为+4、+2、-4价；C、Si、 Ge、Sn的+4价化合物稳定，Pb的+2价化 合物稳定，PbO2有强氧化性 ③常温下性质稳定
讨论：从各元素的非金属性和金属性强弱
来分析各元素最高价氧化物的水化物的酸碱 性以及氢化物的稳定性是怎样变化的？
氧 化 物 CO2、SiO2、GeO2、SnO2、PbO2
元素最高价氧化 H2CO3、H4SiO4、Ge（OH)4、Sn（OH)4 、Pb（OH)4
物对应水化物 酸 性 逐 渐 减 弱、碱性逐渐增强
他们一个15岁，一个16岁，花开的季节。初学立体几何，大熊用小纸壳手工助洁心理解立体与平面的迥异，地理考试这对同桌囊括了班里两个第一，大熊94分，第一名，洁心47分， 倒数第一。大熊不知怎么就让无论如何都搞不懂季风洋流方向的洁心尤如神助，醍醐灌顶。洁心盼着上作文课，老师会朗读几篇上榜佳作，每每读到洁心的作文，大熊会看洁心一眼， 好像在说我知道这一篇是你写的，洁心也会漫不经心瞥一眼，故作平淡地回复嗯，是我。不知从何时起，他们走进彼此的心。大学毕业的第二年，他们结了婚，第三年，有了一个可爱 的孩子。洁心的日常开始以大熊小熊为中心，辞去优渥工作，成为家庭主妇，曾经的诗情画意干练要强变成琐碎的柴米油盐酱醋茶，窈窕淑女变成自带三层救生圈的黄脸婆，大熊成为 业内认可的职业经理人，小熊也取得全国乃至世界各大数学竞赛计算机竞赛的各色奖牌。被大熊小熊的光环映着，洁心日复一日忙忙活活庸庸碌碌地快乐着。人和人之间的比较，是丢 失快乐最简单的方式。昔日的同学大多事业有成，成为各自领域的精英，而洁心日渐落伍，好像被抛弃在另一个时代。比较也是客观认识自己最直接的方式。失落带来思考，洁心终于 意识到这十几二十年的岁月她把自己搞丢了。洁心想重回轨道却无力又无助，知识陈旧，书生意气，与社会严重脱节，抱怨，她偏执地认为大熊消耗了她的青春改写了她的命运，而人 到中年的大熊再不会像过去只要听到洁心呼唤，马上放下全世界飞奔而来，事业有成的他也不再对洁心的发号施令全盘言听计从，洁心觉得自己失去了整个世界。洁心没有意识到很多 时候大熊只是在迁就她，不和她计较，也没有意识到一个企业高管若凡事对一个家庭主妇唯命是从究竟是好事还是坏事，她越来越暴躁，越来越容易愤怒，家庭气氛像一只随时会被引 爆的火药桶，说不定什么琐事就会成为导火索。大熊忙碌粗心，洁心心灰意冷，俩人之间有了罅隙，有了不满，洁心不止一次发怒时大喊分手。洁心最脆弱的时候，大熊没有及时给予 支持和关注，洁心撕心裂肺的难过，大熊忙于工作，浑然不觉，洁心认为大熊不再爱自己，痴心错付，悔不当初，对自己的婚姻感到绝望，她给自己7天的时间思考，要不要走出这曾 欣欣然冲进来的围城。一位生性爱冒险的作家本杰明，无法走出半年前的丧妻之痛，带着一个青春期一个幼儿期的两个孩子，生活一团糟。本杰明放弃了专栏写作，拒绝开始新感情， 欲带着儿女换一个崭新环境开始新生活，于是他买了新房子，未曾想这房子却是一个经济窘迫、难以维系正常运转的动物园……本杰明走投无路之时，发现妻子给留下的“冒险基金”， 妻子自知无法常相陪伴，竭尽所能给丈夫最后的成全，这份爱让人唏嘘汗颜。本杰明给一双儿女讲述他和妻子初次见面，一见钟情，自惭形秽，踌躇不前时，自己骨子里天生的冒险精 神推着自己抓住了这份非你莫属的爱情。看着本杰明和一双儿女对着阴阳相隔的妻子、妈妈，互诉衷肠，洁心百感交集，泣不成声，她想世人听过见过无数美丽的爱情故事，但都是别 人的，现实的生活总会有种种难言的苦楚不如意，“万物皆有裂痕，那是光照进来的地方。”接受人和事的缺憾不完美，才是真实的生活。发起冷战的第三天，洁心不再继续臆想徒生 闷气，她决定给彼此一个机会，和大熊进行了一次推心置腹长谈，长谈的结果是洁心庆幸失而复得的婚姻和爱情，大熊说洁心没失去过，自己一直都在，从未离开，只是不该忽视了洁 心的内心需求。洁心开始找回自己的人生旅程，列清单，定目标，开始学习、锻炼、尝试，由内而外改变自己，每晚洁心大熊两人瑜伽对望，相伴练习腹肌撕裂。假期里，大熊更多地 陪伴洁心，两人相濡以沫走遍千山万水，洁心开始一展所长，用文字记录下他们的所见所闻，所感所悟。人到中年，两人相互珍惜，共同成长，生命和爱情焕发出绚丽光彩，照亮了彼 此的人生，很多小伙伴说因为他们，自己又开始相信并渴望爱情了。一日，，麦克是校园篮球明星，他本可以因篮球特长被全额奖学金保送进大学，但因女友怀孕他放弃了关键的冠军 赛而向女友求婚。20年后，麦克穷困潦倒，事业家庭均失意，戏剧性地他重返了17岁，仍是青春闪耀，17岁的他遇到现实中的一对儿女，中年的妻子，一切重来，当他又站在可以延 续辉煌改变人生命运的关键时刻，他意识到妻子和一双儿女才是他人生最宝贵的财富，依旧做出了和20年前相同的选择。当麦克和妻子紧紧相拥时，麦克又恢复了中年的模样，妻子说，
氢 化 物 CH4、SiH4、GeH4、SnH4、PbH4
氢化物的稳定性
稳定性逐渐减弱
物理性质的递变
单质 颜色、状态
碳
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体
硅 晶体硅：灰黑色固体
熔、沸点
高
锗 银灰色固体
锡 银白色固体
低
铅 蓝灰色固体
密度
小
大
碳的三种同素异形体
石墨
金刚石
C60再见Fra bibliotek洁心与大熊在进入高中的第一天相识，两人都是大个子，分座位的时候，老师让男女生各排一队，一队一个次第走到座位上，最后一排有六张桌子，洁心谦虚地站到一个比自己矮一点 点的女生前面，与大熊成了同桌