第十七章 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。
第十三章p区元素（一）参考答案
第⼗三章p区元素（⼀）参考答案第⼗七章碳、硅、硼⼀、是⾮题：1 、钻⽯所以那么坚硬是因为碳原⼦间都是共价键结合起来的,但它的稳定性在热⼒学上⽯墨要差⼀些。
2、在B2H6分⼦中有两类硼氢键,⼀类是通常的硼氢σ键,另⼀类是三中⼼键, 硼与硼之间是不直接成键的。
3、⾮⾦属单质不⽣成⾦属键的结构,所以熔点⽐较低,硬度⽐较⼩,都是绝缘体。
4、⾮⾦属单质与碱作⽤都是歧化反应。
⼆、选择题：1、硼的独特性质表现在:A 、能⽣成正氧化态化合物如BN,其它⾮⾦属则不能B 、能⽣成负氧化态化合物,其它⾮⾦属则不能C、能⽣成⼤分⼦D、在简单的⼆元化合物中总是缺电⼦的2 、⼆氧化硅：A 、与NaOH共熔反应⽣成硅酸钠B、是不溶于⽔的碱性氧化物C 、单质是分⼦晶体,与CO2晶体相似D 、属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型3 、下列四种⾮⾦属元素中,哪⼀种不⽣成象POCl3之类的氯氧分⼦化合物?A 、B B 、C C 、ND 、S4、C、Si、B都有⾃相结合成键的能⼒，但C的⾃链能⼒最强,原因是:A 、C原⼦外层4个电⼦易得或易失形成C4-或C4+B、C形成的最⼤共价数为2C、C单质的化学活性较Si,B活泼D、C原⼦半径⼩,⾃链成键不受孤对电⼦键弱化效应的影响5 、CO与⾦属形成配合物的能⼒⽐N2强的原因是:A、C原⼦电负性⼩易给出孤对电⼦ B 、C原⼦外层有空d轨道易形成反馈键C、CO的活化能⽐N2低D 、在CO中由于C-←O+配键的形成,使C原⼦负电荷偏多,加强了CO 与⾦属的配位能⼒6 、下列⽆机酸中能溶解酸性氧化物SiO2的是:A、HCl B 、H2SO4(浓) C、HF D、HNO3(浓)7 、下列元素性质最相似的是:A、B和Al B 、B和SiB、B和Mg D 、B和C8、关于BF3的下列描述中,说法正确的是:A、BF3⽔解得到HF(aq)和H3BO3B、BF3接受电⼦对的倾向⽐BCl3强C、BF3是离⼦化合物,分⼦是极性的D、在室温下B与F2反应得到BF3三、填空题：1、等电⼦原理是指( )。
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。
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。
碳族及硼族元素
可看作：PbO· PbO2
氧化铅：(PbO)：橙黄色
小结:
氧化性减弱，酸性增强 Pb(OH)4 Sn(OH)4 PbO2 酸 性 增 强 Sn(OH)2 碱性增强，还原性减弱 碱 性 增 强 Pb(OH)2
4 锡、铅的盐类
水解：
BX3 3H 2 O H 3 BO3 3HX (X Cl, Br, I) 4BF3 3H 2 O H 3 BO3 3H[BF4 ] BF3 HF HF BF3
2 卤化硅 SiX4 SiF4 聚集态 分子量 g 小 SiCl4 l SiBr4 l SiI4 s 大
2PbS + 3O2 PbO + C Sn + CO2 2PbO + 2SO2 Pb + CO
1 锡、铅的氢氧化物
Sn
2
适量OH-
H+
适量OH-
Sn(OH)2 (s,白) Pb(OH)2 (s,白)
过量OH-
[Sn(OH)4 ]
[Pb(OH) ] 3
2-
P b2 Sn
过量OH-
HNO3或HAc
红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
2 氢氧化铝：Al(OH)3 两性， 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]33 简便书写为AlO2 或AlO3
3 铝的卤化物
AlF3 离子键 AlCl3 AlBr3 共价键 AlI3
共价分子：熔点低,易挥发,易溶于有机溶剂。
C60的制备
二 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B, Al, Ga, In, Tl 价电子构型：ns2np1 缺电子元素：价电子数<价层轨道数 缺电子化合物: 成键电子对数<价层轨道数 例如：BF3，HBF4 特点：a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3
硼的基本性质
碳硅硼14-1 通性一、碳、硅、硼的基本性质碳、硅、硼的基本性质性质碳硅硼元素符号原子序数原子量价电子构型常见氧化态共价半径/pm离子半径/pm M 4+M 3+第一电离能/(kJ/mol) 第一电子亲合能/(kJ/mol) 电负性(Pauling 标度)C612.012s22p 2+2 ，+477151086.5121.92.5Si1428.093s23p20 ，+411741786.6133.61.8B510.812s22p 10 ，+320800.726.732.0二、电子构型和成键特征碳在元素周期表中位于非金属性最强的卤素元素和金属性最强的碱金属之间。
它的价电子层结构为2s 2 2p2，在化学反应中它既不容易失去电子，也不容易得到电子，难以形成离子键，而是形成特有的共价键，它的最高共价数显然为 4 。
碳原子以sp 3 杂化，可以生成 4 个δ键，形成正四面体构型。
例如金刚石、甲烷CH4等；碳原子以sp 2 杂化，生成 3 个δ键， 1 个π键，平面三角形构型。
例如石墨、C2H4等；碳原子以sp 杂化，生成 2 个δ键、2 个π键，直线形构型。
例如CO 2、HCN 、C2H2等；碳原子以sp 杂化，生成 1 个δ键， 1 个π键，1 个配位π键和 1 对孤对电子对，直线型构型。
例如CO 。
碳原子不仅仅可以形成单键、双键和叁键，碳原子之间还可以形成长长的直链、环形链、支链等等。
纵横交错，变幻无穷，再配合上氢、氧、硫、磷、和金属原子，就构成了种类繁多的碳化合物。
硅通常以sp3杂化，生成4 个δ键，但由于其原子半径较大，不易形成π键，但可用3d 价轨道，以sp3d2 杂化形成配位数为 6 的δ键，如SiF62- 。
或与PO43-类似形成d-p π键，如SiO42-。
B 原子的价电子结构是2s22p1 ，它能提供成键的电子是2s 1 2p x1 2p y1，还有一个P 轨道是空的。
B 原子的价电子数少于价层轨道数，在成键时，价电子未被充满，所以 B 原子是缺电子原子，容易形成多中心键。
化学专业函授(业余)本科教学大纲目录.doc
感谢你的观看感谢你的观看化学专业函授（业余）本科教学大纲目录《无机化学选论》教学大纲1《无机化学实验》教学大纲10《有机化学选论》教学大纲12《有机化学实验》教学大纲21《分析化学选论》教学大纲23《分析化学实验》教学大纲31《仪器分析》教学大纲 33《物理化学选论》教学大纲39《仪器分析化学实验》教学大纲49 《物理化学实验》教学大纲51《结构化学》教学大纲 53《化工基础》教学大纲 59《化学教学论》教学大纲63《高等无机化学》教学大纲69《高等有机化学》教学大纲71《配位化学》教学大纲 75《环境化学》教学大纲 80《无机化学选论》教学大纲一、课程类别专业必修课二、教学目的无机化学是化学专业一门重要的基础课，除完成本门课程的教学任务外，还为本专业其它后续课程提供必要的化学基本原理和基础。
本课程主要内容包括物质结构基础、化学热力学和化学动力学基础、化学平衡、水溶液化学原理、电化学基础、配合物、元素化学等。
通过本课程的学习，让学生掌握基础化学及近代物质结构等化学原理，并应用化学原理理解化学基础知识，解决有关的化学元素的结构、性质等问题，具有对化学规律和问题进行理论分析的思维方法和综合分析能力。
三、开课对象化学专业函授本科四、学时分配总学时：180 其中面授：45学时自学：135学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章原子结构与元素周期系（面授3学时、自学9学时）教学内容：1.1道尔顿原子论1.2相对原子质量1.3原子的起源和演化1.4原子结构的波尔行星模型1.5氢原子结构（核外电子运动）的量子力学模型1.6基态原子电子组态（电子排布）1.7元素周期系1.8元素周期性教学任务：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态数的推算；掌握各类元素电子构型的特征；掌握电离能、电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。
教学重点和难点：核外电子运动状态的描述；核外电子可能状态数的推算；各类元素电子构型的特征；电离能、电负性等与原子结构的关系。
硼碳硅-工科分析化学
硼砂
Na 2 B4O7 10H 2O Na 2 B4O5 (OH) 4 8H 2O
硼酸根的结构：
Na2B4O7+CoO→Co (BO2)2.2NaBO2(蓝色) Na2B4O7+NiO→Ni (BO2)2.2NaBO2(棕色)
碳硅为IVA族元素，价电子构型为ns2np2。碳族元素能生成氧化 值为+4和+2的化合物，碳有时生成氧化值为-4的化合物。
四、注意问题 1.试管的加热
盛液体的试管加热
盛固体的试管加热
2.水中花园 3.硼酸酯实验
谢谢！
硼是硼族元素。硼为第二周期IIIA族元素，价电子构型为2s22p1。 从硼元素的成键特征看，硼的化合物有四种类型，与电负性比它大的
元素形成共价型化合物，如BF3和BCl3；通过配位键形成4配位化合物 ，如 [BF4]-;硼与氢形成含三中心键的缺电子化合物，如B2H6B4H10等 ；硼与活泼金属形成氧化值为+3的化合物，如Mg3B2等。
H2CO3<MHCO3<M2CO3 同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加
Be Mg Ca
Sr
Ba
分解T/℃
100 540 900 1290 1360
硅酸钠的水解及硅酸凝胶的生成
实验内容 1.碳酸盐及其性质 2.硼酸的制备及性质 3.硼砂珠实验 4.硅酸钠的水解和硅酸凝胶的形成
四、注意问题 1.试管的加热 2.酒精灯的使用 3.水中花园
无机化学实验
硼碳硅
2019-09
• 实验目的 • 实验原理 • 实验内容 • 注意事项
一、实验目的
1. 掌握二氧化碳、碳酸盐和酸式碳酸盐在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。
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.。
6、碳硅硼
d.C-C键能为 345.6kJ.mol-1
e.无自由运动的电子
钻石 diamond
(2) 金刚石的性质
a. 所有物质中硬度最大、摩擦系数、热膨胀系 数小；熔点很高3823K b. 室温时，对所有试剂显惰性(酸、碱、氧化
剂)，高温时才能被强氧化剂腐蚀，空气中加
热到1100K左右才能燃烧成CO2；抗辐射能力
6、H3BO3、H4SiO4都是弱酸，都能形成多酸盐，结构 都很复杂
7、氧化物都能熔解金属氧化物，生成特殊颜色的盐
§6-2
碳硅硼单质
2-1 碳的同素异形体 2-2 硅的同素异形体 2-3 硼的同素异形体
2-1 碳的同素异形体
金刚石、石墨、碳原子簇 1、金刚石（俗称钻石）
天然：主要产地—南非、扎伊尔等国。
石墨 graphite
(2) 性质
a.良好的导电导热性[(BN)n—白石墨、六方氮化硼， 与石墨等电子体，能否导电，为什么？]； （B-N 389+21kJ.mol-1， b.质软具有润滑性； C-C 345.6 kJ.mol-1 ）
c.化学性质比金刚石稍活泼。
(3) 用途
a.制造电极； b.润滑剂及铅笔芯； c.原子反应堆中的减速剂等。
(5)本征半导体与非本征半导体（n型与p型）
2-3 硼的同素异形体
1、同素异形体 (1) 无定型硼：棕色粉末 (2) 晶态硼：灰黑色，具有金属光泽，莫氏硬度为 9.5接近金刚石，导电率随温度升高而增大，具 有半导体性质（△E=1.55ev）的抗磁性物质
2、α—菱形硼的结构 基本结构单元：B12的二十面体
3、热稳定性不如 CH4 Si H4 → Si + 2H2 （773K） 2CH4 → C2H2 + 3H2 （1773K） 4、 Si H4易水解 CH4不水解： Si H4 +(n+2)H2O = Si O2.nH2O↓+4H2 (为什么？) 二、制备 1、 Si O2 +4Mg = Mg2Si +2Mg( 灼烧) Mg2Si +4HCl = Si H4 +2MgCl2 2、 SiCl4 +LiAlH4 = Si H4 +LiCl+AlCl3
无机化学内容及要求
第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。
了解化学发展的现状。
掌握学习化学的正确方法。
第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。
熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。
熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。
掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。
会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。
熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。
1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。
其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。
2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。
3．第5节是本章第1个重点。
基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。
本节小字部分为阅读材料。
4．第6节是本章第2个重点。
基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。
本节小字内容不作教学要求。
5．第7、8节是本章最后1个重点。
知识总结——碳、硅、硼
第四节碳硅硼一．知识梳理1.碳硅硼的结构特征成键方式及其特点1·1 C与Si相似性与差异性(1)相似性：①皆不易形成+4价离子，而主要以共价键存在；②单质皆不活泼；③都能与H—AH4、Cl— ACl4、O—AO2；(2)差异性：①CH4极稳定，不与酸碱反应，而SiH4则被碱水解；②CCl4极稳定，而SiCl4极易水解；③CO2是气体（分子晶体），SiO2是熔点极高的固体（原子晶体）；④碳氢化物C n H2n+2中n几乎可以无限扩大，而Si n H2n+2中n最高为15；(3)差别的原因：①C第二周期，无可资利用的d轨道，最高配位数为4；而Si第三周期，有可资利用的d轨道，最高配位数为6；②Si-Si间形成共价键的倾向远不及C-C，此外C＝C、C≡C是司空见惯，而Si＝Si、Si≡Si实属罕见；③C与O成双键甚至叁键，而Si不能，因此CO2是小分子，而SiO2是巨型分子。
1·2 B与Si的相似性：B与Si处在对角线上，故有许多相似性。
①在自然界中，二者都是以含氧化合物存在；②二者在单质状态下都有半导体的性质；③B-O键和Si-O键都很稳定；④氢化物多种多样，都有挥发性，且可自燃（在空气中），并能水解；⑤卤化物均易水解；⑥H3BO3、H4SiO4都是弱酸，都能形成多酸盐，结构都很复杂⑦氧化物都能熔解金属氧化物，生成特殊颜色的盐2.碳硅硼的单质2·1 碳的同素异形体碳有三种同素异形体：金刚石、石墨、碳原子簇(富勒烯)。
(1)金刚石：金刚石是巨型共价分子，碳原子以sp3杂化轨道成键，形成空间网状结构，是原子晶体，属立方晶系面心立方晶体，C-C键能为345.6kJ.mol-1。
分子中无自由运动的电子，是绝缘体；(2)石墨：又称“黑铅”,碳原子以sp2杂化方式成键，形成层状结构，属于混合型晶体，层与层间以分子间力结合。
无定形碳和碳黑都是石墨微晶。
石墨软，能导电，属于导体，高熔点、高沸点，这些性质都与其独特的结构相关。
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题详解(下册)非金属元
34．反应 A．硼酸的定性分析 B．硼酸的定量分析 C．制造焰火 D．乙醇的定性分析 【答案】A
用于（ ）。
35．
与强碱中和得到（ ）。
A．硼酸盐
B．偏硼酸盐
C．四硼酸盐
D．多硼酸盐
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【答案】B
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36．硼酸与多元醇反应，生成配位酸，使其酸性（ ）。 A．减弱 B．增强 C．不变 D．变化不定 【答案】B
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第 17 章 碳 硅 硼
一、选择题 1．下述碳酸盐，溶解度最小的是（ ）。
【答案】C
2．在
分子中，styx 值为（ ）。
A．（4210） B．（4216） C．（4300） D．（4220） 【答案】A
3．下列硼烷在室温呈气态的是（ ）。
21．硼与浓 NaOH 反应，所得的含硼产物是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】A
22．硼与浓硝酸反应，所得的含硼产物是（ ）。 A． B． C．BN
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D．
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台Fra bibliotek【答案】B
23．下列对硼酸性质的描述不正确的是（ ）。 A．硼酸是三元酸 B．硼酸是一元路易斯酸 C．硼酸与多元醇反应，生成配合物，使酸性增强 D．硼酸的溶解度小 【答案】A
28．下列物质中能水解并放出 的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】A
29．硼的缺电子性表现在（ ）。 A．易形成缺电子多中心键及配合物
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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。
实验十七 p区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)
实验十七p区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)一、教学要求1、试验并掌握不同氧化态氮的化合物的主要性质。
2、试验磷酸盐的酸碱性和溶解性。
3、掌握硅酸盐，硼酸及硼砂的主要性质。
练习硼砂珠的有关实验操作。
二、实验现象及有关化学反应式(一)铵盐的热分解NH4Cl NH3 + HCl(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O(NH4)2SO4 NH3 + NH4HSO4（二）、亚硝酸和亚硝酸盐1．亚硝酸的生成和分解NaNO2 + H2SO4 === HNO2(淡蓝色) + NaHSO42HNO2 === NO↑ + NO2↑ + H2O2．亚硝酸的氧化性和还原性2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 ====2NO↑ + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O 加入四氯化碳后，其层内呈紫红色5 NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4=== K2SO4 + 2MnSO4 + 5NaNO3 +3H2O紫红色褪去。
亚硝酸既具有氧化性又具有还原性。
(三)、硝酸和硝酸盐1．硝酸的氧化性(1)Zn + 4HNO3 (浓)=== Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O4 Zn + 10HNO3 (稀)=== 4Zn(NO3)2 + 2N2O↑ + 5H2O4 Zn + 10HNO3 (很稀)=== 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O(2)N(浓) H2SO4 + 6NO22OS + 6HNO2．硝酸盐的热分解2NaNO3 2NaNO2 + O22Cu(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O22AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2(四)、磷酸盐的性质1．酸碱性(1)用pH试纸测定0．1 mol·L-1 Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液的pH。
(2)分别往三支试管中注入0．5mL1 mol·L-1的Na3PO4，Na2HPO4和NaH2PO4溶液，再各滴加入适量的0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，是否有沉淀产生?试验溶液的酸碱性有无变化?解释之？写出有关的反应方程式。
贵州师范大学836无机化学大纲
《无机化学》研究生入学考试大纲科目代码：836一、考查总目标《无机化学》主要考察学生对无机化学基础理论和元素化学基本知识掌握情况。
基础理论包括物质结构基础（原子结构和元素周期律、分子结构、晶体结构和配合物结构）、化学热力学与化学动力学基础（化学热力学、化学平衡、化学动力学）和水溶液化学原理（酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡）。
元素化学包括主族元素、过渡元素及其化合物的存在、制备、性质和应用。
要求考生系统掌握无机化学的基本知识、基础理论和基本方法，并能运用相关理论和方法分析、解决实际问题。
二、考试形式与试卷结构（一）试卷成绩及考试时间本试卷满分150分，考试时间为180分钟。
（二）答题方式答题方式为闭卷、笔试。
（三）试卷内容结构物质结构基础：约35分化学热力学与化学动力学基础：约25分水溶液化学原理：约35分主族元素：约30分过渡元素：约25分（四）试卷题型结构选择题：每小题2 分，共50分填空题：每空2 分，约35分简答题：约35分完成并配平反应方程式：10分计算题：20 分三、考查范围（一）考查目标1、掌握元素周期律,化学热力学,近代物质结构,化学平衡以及基础电化学等基本原理；并具有对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力,2、熟悉常见元素及其化合物的性质。
培养学生运用无机化学原理去掌握有关无机化学中元素和化合物的基本知识,并能从微观和宏观相结合来阐述元素及其化合物的性质，熟悉离子的分离和鉴定。
（二）考核要求第一章原子结构和元素周期系1．掌握原子、分子、元素、核素、同位素、原子质量、平均原子质量、分子量、式量等基本概念。
2．了解电子等微观粒子运动的特殊性；掌握波函数、电子云、原子轨道、电子层的概念，会看波函数与电子云图形，重点掌握描述电子运动状态的四个量子数的物理意义、取值规律和合理组合。
3．根据电子排布三原则和鲍林原子轨道近似能级图，掌握原子核外电子排布规律（特殊情况除外），能书写一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型，并根据电子排布式判断元素在周期表中的位置及有关性质。
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强度：为一般共价键强度的一半 硼烷的性质比烷烃活泼
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
硼烷的化学性质
水解性 配合性 B2H6(g)＋6H2O(l)= 2H3BO3(s)＋6H2(g) B2H6＋2LiH = 2LiBH4 万能还原剂
17.4.3 硼的卤化物
BF3＋3H2O = H3BO3＋3HF BF3＋HF = H[BF4]
在 C60 中碳原子
为 sp2 杂化，未参加
杂化的一个 p 轨道在
C60 球壳外围和内腔 形成大π键。
12个五边形 20个六边形
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
17.2.2 碳的氧化物、含氧酸及其盐 1. CO N2和CO为等电子体
性质一：还原性
CO＋PdCl2＋H2O = Pd＋CO2＋2HCl
硼砂珠实验
此反应可用于定性分析中，用来
鉴定金属离子。
第十七章
碳 硅 硼
H
§17.4 硼
2 硼酸
性质一：溶解性
H3BO3是白色片状晶
O
H
O B H
O
硼酸 H3BO3 结构单元
体，微溶于水。
性质二：弱酸性
H3BO3＋H2O
B(OH)4+H+
Ka=7.3×10-10
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
第十七章
此反应可用于鉴定微量的一氧化碳
2. CO2 3. 碳酸及碳酸盐
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
性质一：溶解性
（1）铵和碱金属（除锂）的碳酸盐易溶
于水，其它金属碳酸盐难溶于水。 （2）对于难溶的碳酸盐，其相应的碳酸
氢盐有较大的溶解度。
CaCO3＋CO2＋H2O 盐有相对较低的溶解度。 2Na+ + 2CO32- + CO2 + H2O = 2NaHCO3 Ca(HCO3)2
第十七章
碳 硅 硼
§17.1 通性
碳元素以氧化物、碳酸盐和有机化合物形式存在。 Si-O和B-O键的键能比对应的Si-Si、B-B和 SiH、B-H键的键能都大，所以，硅和硼都是亲氧元 素，在自然界中都是以含氧化合物形式存在。 如果说碳元素靠C-C链构成了有机界，那么硅 元素则靠Si-O-Si 键化合物构成几乎整个矿物界。 这些元素与氢形成的单键X-H比它们各自结合 的键更牢固，因而都有一系列氢化物。
（3）对于易溶的碳酸盐，其相应的碳酸氢
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
性质二：水解性
（1）氢氧化物碱性较强的金属如Ca2+、
2 Ba2+、Sr2+、Ag+离子，可与 CO 3 反应，生成
碳酸盐沉淀。
CO2＋Ba2+ = BaCO3(s) 3
（2）氢氧化物碱性较弱的金属离子如
2 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Mg2+，可与 CO 3 反应，
缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数
HBF4不是缺电子化合物。
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
缺电子化合物特点：
A. 易形成配位化合物 HBF4
HF
BF3
B. 易形成缺电子多中心键 C. 易形成双聚物Al2Cl6 Al原子激发态
3p 3s
3p 3s
Cl原子
第十七章
Cl
Al
碳 硅 硼
§17.4 硼
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
17.2 碳
17.2.1 碳的单质
碳单质的同素异形体 碳单质的 同素异形体 杂化 晶体 性质 硬度最大熔点很高 室温下对所有化学 试剂显惰性
金刚石
sp3
sp2 sp2.28
原子晶体
石墨
质软，有金属光泽，有 层状晶体 导电、导热性
C60
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
第十七章
碳 硅 硼
§17.1 通性
17.1 通性
碳的化合物
其它元素的化合物
的 400 多万 化 合 物 种 类
全 世 界 已 经 发 现
(<10万)
碳是世界上化合物种类最多的元素
第十七章
碳 硅 硼
§17.1 通性
碳和硅都是IVA族元素，为什么由碳链构成的化 合物有上千万种，而由硅链构成的化合物却仅有数 种？
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子
（3c-2e)键（氢桥 ）：
H
sp3
B B
H B H
H B H
H
H
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
定义：是指3个或3个以上原子之间所形成的共价键 B 缺电子原子 H等电子原子 形成二个三中心二电子键
形成条件：缺电子原子
等电子原子
第十七章
碳 硅 硼
§17.3 硅
17.3 硅
17.3.1 硅的单质
单一的酸不能和Si反应，要用HF－HNO3混酸， 相当于王水的作用: 3Si(s) + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO↑ + 8H2O 氟硅酸，强酸 Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2 制备
Cl
Al
Cl
Al Al Cl
Cl
Cl
Cl
Al2Cl6的分子结构
这种氯桥键与 B2H6 乙硼烷的氢桥键结构相 似。 在气相或非极性溶剂中AlCl3是二聚的。
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
17.4.1 单质硼
以B12为基本结构单元
晶态硼
黑灰色 化学性质较惰性
B12的正二十面体 结构单元
无定型硼
棕色粉末 化学性质较活泼
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
性质三：与氧化性酸和水蒸气作用
2B＋6H2O(g)
△
2H3BO3+3H2
性质四：与强碱作用
2B＋2NaOH＋2H2O
△
2NaBO2+3H2
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
17.4.3
乙硼烷
硼的氢化物
sp3杂化
2p 2s 2p 2p
B原子
H原子
1s 2个B 价轨道数 价电子数 8 6 6个H 6 6 总共 14 12
SiH4 2KMnO4 2MnO2 K2 SiO3 H2 H2O
性质三：水解性
SiH4 (n 2) H2O SiO2 .nH 2O 4H 2
第十七章碳 硅ຫໍສະໝຸດ 硼§17.3 硅3. 硅的卤化物 —— SiX4
SiX4比CX4稳定，能形成长硅链的卤化物。存在dp配键 SiCl4＋3H2O
水解
H4SiO4＋4HCl(g)
SiF4 4H 2O H 4 SiO4 HF SiF4 2HF 2 H SiF
2 6
3SiF4 4H2O H4 SiO4 4H SiF62
17.3.4 硅的含氧化合物
1. 硅的氧化物
SiO2 结 构 氧原子
硅原子 SiO4四面体
碳 硅 硼
§17.4 硼
3 硼砂 Na2B4O5(OH)4 · 2O ，Na2B4O7 · 8H 10H2O 性质一：水解性 水解能生成强碱弱酸盐（pH=9.24）,具有缓冲作用。 B4O72-＋7H2O = 4H3BO3＋2OH4H3BO3 ＋2OH2H3BO3 ＋2B(OH)4-
性质二：硼砂珠实验
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
17.4.4 硼的含氧化合物
1 三氧化二硼 制备 2H3BO3
△
B2O3＋3H2O
性质一：易溶于水
B2O3(s)＋3H2O(l)
B2O3(s)＋H2O(g)
△ 热
2H3BO3(aq)
2HBO2(g)
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
性质二：硼砂珠实验 B2O3可以溶解许多金属氧化物而得到有 特征颜色的玻璃状偏硼酸盐。 B2O3＋CuO B2O3＋NiO Cu(BO2)2 Ni(BO2)2 蓝色 绿色
顶点的氧原子为 两个四面体公用
硅原子sp3杂化
第十七章
碳 硅 硼
§17.3 硅
性质一：与还原剂（Mg、 Al、C、 H2、 B)反应 性质二：与HF反应 SiO2＋4HF(g) = SiF4＋2H2O 性质三：与碱反应 SiO2＋2NaOH = Na2SiO3＋H2O
SiO2＋Na2CO3
熔融
Na2SiO3＋CO2
碳原子半径很小，碳碳之间的键，其原子轨道 的“头碰头”重叠程度很大，键很强。而且键的 轨道“肩并肩”重叠程度也很大。 几种化学键的键能
化学键 C-O C-C C=C C≡C 346 602 835 Si-O Si-Si 452 222 B-B B-O 293 561
358 键能 /(kJ.mol-1)
3723K SiO2 2C Si 2CO
第十七章
碳 硅 硼
§17.3 硅
2. 硅的氢化物 —— SiH4 制备
高温 SiO2 4Mg Mg 2 Si 2MgO
Mg 2 Si 2HCl SiH 4 2MgCl2
性质一：热稳定性 性质二：还原性 比CH4还原性强
为碱式碳酸盐沉淀。 2Cu2+＋ 2CO2＋H2O = Cu2(OH)2CO3(s)＋CO2(g) 3
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
（3）强水解的金属离子，特别是两性的