碳族元素PPT教学课件
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[实用参考]无机化学-碳族元素.ppt
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直线形 直线形
C2H2、HCN CO
2019/8/9 4
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
2019/8/9 5
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
2019/8/9 15
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
2019/8/9 1
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)
2019/8/9 9
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 PPT课件
琢磨的金刚石为钻石
• 世界上最大的金刚石是库利南钻石 ，重3106克 拉，约合621克 ，切割成9块大钻石和96粒小钻 石，大的一颗取名非洲之星（也叫库利南一号）， 重530.2克拉，被加工成梨形镶在英国国王的令 牌上，第二大的叫库利南二号，重317克拉，镶 在英王王冠上）。
• 我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克 拉，约重31.75克，这就是“常林钻石”。
价+4价稳定，Pb化合价+2价稳定.
稳定性:Pb2+ > Pb4+ 氧化性:Pb2+< Pb4+
PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2O
PbO2具有强氧化性
2、最高价氧化物通式为RO2对应水合物通 式为H2RO3[H4RO4或者R(OH)4].
3、氢化物通式为RH4
（二） 递变性:递变规律（从C 到Pb）
性
硅是半导体。
质
Si和Ge是典型的半导体
罗马帝国衰败
• 铅为有毒重金属元素，其症状为：胃疼， 头痛，颤抖，神经性烦躁，在最严重的情 况下，可能人事不省，直至死亡。科学家 发现：城市儿童血样即使铅的浓度保持可 接受水平，仍然明显影响到儿童智力发育 和表现行为异常。
议
一 议
小孩吃铅笔会引起慢 性中毒吗？
+4 +4 +4 +4 +4
CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
H2 CO3 H2 SiO3 Ge(OH) 4 Sn(OH) 4 Pb(OH) 4 或H4SiO4
酸性减弱、碱性增强
氢化物的化学 式及稳定性强 弱
CH4 SiH稳4定性减弱
天津大学无机化学12-2 碳族元素课件
1.与HF作用 2HF+SiF4 → H2[SiF6] 2.纯氟硅酸不存在, 在水溶液中稳定
3.氟硅酸的酸性与硫酸相近
12-2-4 硅及其重要化合物
卤化物
通式为SiX4,均为无色 常温 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 制取 气体 液体 液体 固体
1.加热硅与氯 Si + 2Cl2 SiCl4 2.将二氧化硅、氯、碳直接加热
无机化学多媒体电子教案
第十二章 氮族、碳族和硼族元素
第二节 碳族元素
12-2-1 碳族元素概述
ⅢA 12Ⅳ-2A-1 碳Ⅴ族A元素ⅥA概述ⅦA
0 He 氦
2 B 硼 C 碳 N 氮 O 氧 F 氟 Ne 氖
3 Al 铝 Si 硅 P 磷 S 硫 Cl 氯 Ar 氩
4 Ga 镓 Ge 锗 As 砷 Se 硒 Br 溴 Kr 氪
SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+ 2CO
12-2-4 硅及其重要化合物
卤化物
通式为SiX4,均为无色
1.常刺性温激质性气S无i体F色4 液液Si体C体l4
SiBr4 液体
SiI4 固体
2.易水解，在潮湿空气中产生浓烟
SiCl4+3H2O → H2SiO3 +4HCl
若NH3与SiCl4同时蒸发， 因生成NH4Cl，烟雾更浓
如 CaCO3(难溶）如Ca(HCO3)2(难溶)
易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小
(2)水解性
碳酸盐
碳酸盐——水溶液呈碱性
2碳F酸e3+氢+盐3—CO—32- +水3H溶2O液→呈2微Fe碱(O性H)3 +3CO2
22可CAu溶l2+3+性++2碳C3酸OC32O-盐32+-H+可23O作H→2O沉C→淀u22(剂AOlH,()分2OCH离O)3某3 +些+3C离COO2子2
3.氟硅酸的酸性与硫酸相近
12-2-4 硅及其重要化合物
卤化物
通式为SiX4,均为无色 常温 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 制取 气体 液体 液体 固体
1.加热硅与氯 Si + 2Cl2 SiCl4 2.将二氧化硅、氯、碳直接加热
无机化学多媒体电子教案
第十二章 氮族、碳族和硼族元素
第二节 碳族元素
12-2-1 碳族元素概述
ⅢA 12Ⅳ-2A-1 碳Ⅴ族A元素ⅥA概述ⅦA
0 He 氦
2 B 硼 C 碳 N 氮 O 氧 F 氟 Ne 氖
3 Al 铝 Si 硅 P 磷 S 硫 Cl 氯 Ar 氩
4 Ga 镓 Ge 锗 As 砷 Se 硒 Br 溴 Kr 氪
SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+ 2CO
12-2-4 硅及其重要化合物
卤化物
通式为SiX4,均为无色
1.常刺性温激质性气S无i体F色4 液液Si体C体l4
SiBr4 液体
SiI4 固体
2.易水解，在潮湿空气中产生浓烟
SiCl4+3H2O → H2SiO3 +4HCl
若NH3与SiCl4同时蒸发， 因生成NH4Cl，烟雾更浓
如 CaCO3(难溶）如Ca(HCO3)2(难溶)
易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小
(2)水解性
碳酸盐
碳酸盐——水溶液呈碱性
2碳F酸e3+氢+盐3—CO—32- +水3H溶2O液→呈2微Fe碱(O性H)3 +3CO2
22可CAu溶l2+3+性++2碳C3酸OC32O-盐32+-H+可23O作H→2O沉C→淀u22(剂AOlH,()分2OCH离O)3某3 +些+3C离COO2子2
2第二节 碳族元素(51).
2.卤化物
是通常可农式温用业为于杀S重S制i虫iFX要4造、4,盐抗均S灭i(C酸N为菌la4水无2剂[SS泥色、iiF木B、6r]材4)搪防S瓷iI腐等4 剂 性质 气体 液体 液体 固体
1.与HF作用 2HF+SiF4 → H2[SiF6] 2.纯氟硅酸不存在, 在水溶液中稳定 3.氟硅酸的酸性与硫酸相近
解越释强—，—碳根酸据盐离越子不极稳化定概。念
_+ +_ _
_+ _+ _
_+ _+ _
+
+
+
金属离子极化力增大
3.热稳定性
_+ +_ _
+
_+ _+ _
+
_+ _+ _
+
金属离子极化力增大，碳酸盐稳定下降。
Mn+
Li+ Na+ Mg电2+ 荷Ca少2+,S半r2径+ B大a2+
r(Mn+)/pm 60 Mn+电子构型 2
2004年，英国的两位科学家Andre Geim和Kostya Novoselov用一种非常 简单的方法得到石墨烯。
石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。石墨烯具有非 同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光 性。有望在现代电子领域引发一轮革命。在石墨烯中，电 子的迁移速率极快，远比传统的半导体(Si)和导体(Cu) 好。 由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体会发热，消 耗能量，目前电脑芯片以这种方式浪费了70％-80％的电 能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗。
钟乳石、石笋的形成
化学课件《碳族元素》优秀ppt2 人教版
硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常 可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 其组成。
表示方法：金属元素氧化物写在前面，再 写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·” 隔开。 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
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。――[马克吐温] 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。――[约翰·鲁斯金]
CO2 ＋ CaO＝CaCO3
高温 CaO＋SiO2 CaSiO3
与碱反应 与水反应
CO2 ＋2NaOH＝
SiO2 ＋2NaOH＝
Na2CO3+H2O
Na2SiO3+H2O
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
不反应
二氧化硅的化学性质
可以与碱和碱性氧化物反应 弱氧化性 与盐反应（固体） 与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）
硅的工业制法
在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方 法制得粗硅。
SiO2 ＋2C 高温 Si（粗硅）＋2CO↑ 与氯反应：Si ＋2Cl2 ＝ SiCl4(温度为400～500℃) 生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷 等杂质。然后用氢气还原：
SiCl4 ＋2H2 高温 Si ＋ 4HCl
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
无机化学第十五章碳族元素
05 碳族元素生物效应及环境 影响评价
碳族元素在生物体内作用机制
1
碳族元素在生物体内主要以有机化合物的形式存 在，如蛋白质、脂肪、碳水化合物等，是构成生 命体的基本要素。
2
碳族元素参与生物体内多种代谢过程，如葡萄糖 代谢、脂肪代谢等，对维持生物体正常生理功能 具有重要作用。
3
一些碳族元素如硅、锗等还具有特殊的生物活性， 对生物体的生长、发育和免疫等方面产生影响。
特点
碳族元素具有相似的最外层电子 构型，主要呈现+2、+4价态；随 着原子序数的增加，金属性逐渐 增强，非金属性逐渐减弱。
碳族元素在周期表中位置
01
碳和硅位于第二周期和第三周期 ，锗、锡、铅则位于第四周期及 其以后。
02
碳族元素在周期表中的位置反映 了它们的电子构型和化学性质的 递变规律。
碳族元素重要性及应用
锗、锡、铅单质性质简介
锗
锗是一种化学元素，具有半导体性质。它在电子工业中有一定的应 用，如制造高频器件等。
锡
锡是一种银白色、柔软的金属，具有良好的延展性和可塑性。它广 泛用于制造合金、焊料、涂料等。
铅
铅是一种蓝灰色、质软的金属，密度大，熔点低。它具有一定的耐腐 蚀性，可用于制造蓄电池、电缆等。但铅对人体有害，应注意防护。
配位化合物形成与稳定性
配位化合物概念
01
碳族元素可与多种配体形成配位化合物，如与氨、水、卤素离
子等形成的配合物。
配位化合物稳定性
02
碳族元素配位化合物的稳定性受多种因素影响，如中心原子电
荷、配体性质、空间构型等。
配位化合物应用
03
碳族元素配位化合物在催化、材料科学、生物医药等领域具有
硅、碳族元素、无机非金属材料ppt
7 ．绝大多数非金属元素的最高价含氧酸只有 一种，称为某酸，少数还可失水后生成偏某酸， 而硅的＋4价含氧酸有许多种，如H4SiO4、H2SiO3、 H2Si2O5、H6Si2O7等。 8．Na2SiO3＋CO2＋2H2O=H4SiO4↓＋Na2CO3。 该反应由于 H2CO3 的酸性比 H4SiO4 强而得以进行， 但SiO2在高温下与 Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2， Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，是CO2气体脱 离反应体系才得以实现。
硅、碳族元素、无机非金属材料
一、碳族元素知识归纳
二、硅及其化合物
三、硅及其化合物的特性 1．硅的晶体是良好的半导体材料。 2 ．硅及其最高价氧化物 SiO2 的晶体为原子晶体。 3．硅虽是非金属，但可与氢氟酸作用置换出氢
气。 4 ．硅可与强碱溶液反应生成 H2 ，而其他非金属 均不能发生此类反应。 5 ．二氧化硅为酸性氧化物，它不仅可与碱及碱 性氧化物反应生成相应的盐 (通性)，而且还可以与氢 氟酸反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。 6 ．硅酸盐是多种硅的盐的总称，而通常所说的 某酸盐，为一种酸根的盐。
四、无机非金属材料分类 硅酸盐工业包含：水泥、玻璃、陶瓷。 比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品
五、新型无机非金属材料 1．无机非金属材料的分类 (1) 传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等 硅酸盐材料。 (2) 新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐 高温材料、发光材料等。 2．新型无机非金属材料的特性 (1)耐高温、强度高 (2)具有电学特性 (3)具有光学特性 (4)具有生物功能
1. 用 4 种溶液进行实验，下表中“操作及现象” 与“溶液”对应关系错误的是 ) B (
2. 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供 氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用下图 中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
高考化学第一轮复习 碳族元素课件
• 第一节
碳族元素
• • • • •
1．结合实验考查C、CO的还原性。 2．CO、CO2的检验与鉴别。 3．CO2、CO等气体的制取和收集。 4．CO2与NaOH反应产物的确定及计算。 5．金刚石、石墨、干冰的晶体类型、结构、性质。
• • • • • • •
(1)碳族元素 ①包括：
。 ②周期表中的位置： ③最外层电子数： 。 6 ④主要化合价： (铅 ⑤原子半径：随核电荷数的增大而 82 族， 周期。
•
(2009年安徽理综)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右图所示) ，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ( )
• • • • •
•
A．石墨烯与石墨互为同位素 B．0.12 g石墨烯中含6.02×1022个碳原子 C．石墨烯是一种有机物 D．石墨烯中碳原子间以共价键结合 【解析】 A项，石墨烯和石墨是同素异形体；B项，0.12 g石墨烯物质的量为0.01 mol ，含6.02×1021个原子，C项错。 【答案】 D
•
BaCl2溶液或CaCl2溶液，一般不用稀HCl，因为反应可能有时候不明显。
• • • • •
(2009年全国Ⅱ理综)下列叙述中正确的是 ( ) A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶 液，又有CaCO3沉淀生成 B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量 之比为1∶2 C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积 相同 D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
•
•
(5)乙同学提出甲同学的装置太复杂，可将酒精灯合二为一，去掉B，而将尾气导气管出 口旋转到A的火焰上即可。乙同学的设计是否合理？简述理由(从A、B使用的一致性的角 度考虑)。 (6)丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？因此，他设计在CO通入CuO之前，应先 通入澄清石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应。试对此作出评价，你认为丙的设计 ________(填“必要”或“不必要”)。
碳族元素
• • • • •
1．结合实验考查C、CO的还原性。 2．CO、CO2的检验与鉴别。 3．CO2、CO等气体的制取和收集。 4．CO2与NaOH反应产物的确定及计算。 5．金刚石、石墨、干冰的晶体类型、结构、性质。
• • • • • • •
(1)碳族元素 ①包括：
。 ②周期表中的位置： ③最外层电子数： 。 6 ④主要化合价： (铅 ⑤原子半径：随核电荷数的增大而 82 族， 周期。
•
(2009年安徽理综)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右图所示) ，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ( )
• • • • •
•
A．石墨烯与石墨互为同位素 B．0.12 g石墨烯中含6.02×1022个碳原子 C．石墨烯是一种有机物 D．石墨烯中碳原子间以共价键结合 【解析】 A项，石墨烯和石墨是同素异形体；B项，0.12 g石墨烯物质的量为0.01 mol ，含6.02×1021个原子，C项错。 【答案】 D
•
BaCl2溶液或CaCl2溶液，一般不用稀HCl，因为反应可能有时候不明显。
• • • • •
(2009年全国Ⅱ理综)下列叙述中正确的是 ( ) A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶 液，又有CaCO3沉淀生成 B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量 之比为1∶2 C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积 相同 D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
•
•
(5)乙同学提出甲同学的装置太复杂，可将酒精灯合二为一，去掉B，而将尾气导气管出 口旋转到A的火焰上即可。乙同学的设计是否合理？简述理由(从A、B使用的一致性的角 度考虑)。 (6)丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？因此，他设计在CO通入CuO之前，应先 通入澄清石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应。试对此作出评价，你认为丙的设计 ________(填“必要”或“不必要”)。
碳族元素无机非金属材料ppt
碳族元素无机非金属材料
热弯玻璃
防弹玻璃
新型无机非金属材料
第一节
碳族元素
碳族元素
构位性一体，相互可推断
结构
位置
反映 决定
性质
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 （1）结构和位置的特点及关系
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
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体 晶体硅：灰黑色固体
熔、沸点
密度
碳 硅
高
小
锗
锡
银灰色固体
银白色固体 蓝灰色固体
低
大
铅
碳的三种同素异形体
石墨
金刚石
C60
再见
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更失败。1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。14、成长是一场和自己的比赛，不要担心别人会做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。 15、最终你相信什么就能成为什么。因为世界上最可怕的二个词，一个叫执着，一个叫认真，认真的人改变自己，执着的人改变命运。只要在路上，就没有到不了的地方。 16、你若坚持，定会发光，时间是所向披靡的武器，它能集腋成裘，也能聚沙成塔，将人生的不可能都变成可能。 17、人生，就要活得漂亮，走得铿锵。自己不奋斗，终归是摆设。无论你是谁，宁可做拼搏的失败者 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更5、别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 6、你没那么多观众，别那么累。做一个简单的人，踏实而务实。不沉溺幻想，更不庸人自扰。 7、别人对你好，你要争气，图日后有能力有所报答，别人对你不好，你更要争气望有朝一日，能够扬眉吐气。 8、奋斗的路上，时间总是过得很快，目前的困难和麻烦是很多，但是只要不忘初心，脚踏实地一步一步的朝着目标前进，最后的结局交给时间来定夺。 9、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。 10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚 14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基、学习外语并不难，学习外语就像交朋友一样，朋友是越交越熟的，天天见面，朋友之间就亲密无间了。——高士其 2、对世界上的一切学问与知识的掌握也并非难事，只要持之以恒地学习，努力掌握规律，达到熟悉的境地，就能融会贯通，运用自如了。——高士其 3、学和行本来是有联系着的，学了必须要想，想通了就要行，要在行的当中才能看出自己是否真正学到了手。否则读书虽多，只是成为一座死书库。——谢觉哉、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 13、你想过普通的生活，就会遇到普通的挫折。你想过最好的生活，就一定会遇上最强的伤害。这个世界很公平，想要最好，就一定会给你最痛。
热弯玻璃
防弹玻璃
新型无机非金属材料
第一节
碳族元素
碳族元素
构位性一体，相互可推断
结构
位置
反映 决定
性质
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 （1）结构和位置的特点及关系
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
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体 晶体硅：灰黑色固体
熔、沸点
密度
碳 硅
高
小
锗
锡
银灰色固体
银白色固体 蓝灰色固体
低
大
铅
碳的三种同素异形体
石墨
金刚石
C60
再见
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更失败。1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。14、成长是一场和自己的比赛，不要担心别人会做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。 15、最终你相信什么就能成为什么。因为世界上最可怕的二个词，一个叫执着，一个叫认真，认真的人改变自己，执着的人改变命运。只要在路上，就没有到不了的地方。 16、你若坚持，定会发光，时间是所向披靡的武器，它能集腋成裘，也能聚沙成塔，将人生的不可能都变成可能。 17、人生，就要活得漂亮，走得铿锵。自己不奋斗，终归是摆设。无论你是谁，宁可做拼搏的失败者 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更5、别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 6、你没那么多观众，别那么累。做一个简单的人，踏实而务实。不沉溺幻想，更不庸人自扰。 7、别人对你好，你要争气，图日后有能力有所报答，别人对你不好，你更要争气望有朝一日，能够扬眉吐气。 8、奋斗的路上，时间总是过得很快，目前的困难和麻烦是很多，但是只要不忘初心，脚踏实地一步一步的朝着目标前进，最后的结局交给时间来定夺。 9、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。 10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚 14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基、学习外语并不难，学习外语就像交朋友一样，朋友是越交越熟的，天天见面，朋友之间就亲密无间了。——高士其 2、对世界上的一切学问与知识的掌握也并非难事，只要持之以恒地学习，努力掌握规律，达到熟悉的境地，就能融会贯通，运用自如了。——高士其 3、学和行本来是有联系着的，学了必须要想，想通了就要行，要在行的当中才能看出自己是否真正学到了手。否则读书虽多，只是成为一座死书库。——谢觉哉、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 13、你想过普通的生活，就会遇到普通的挫折。你想过最好的生活，就一定会遇上最强的伤害。这个世界很公平，想要最好，就一定会给你最痛。
第十五章碳族元素ppt课件
熔点最高为W（3683±20K）]
2019/5/29 8
原子晶体，C：sp3等 性杂化，所有价电子都 参与了共价键的形成, 晶体中没有自由电子， 因此不导电。室温下对 所有化学试剂显惰性。
用途：钻石、装饰品， 钻头，磨削工具。
2019/5/29 9
2019/5/29 10
石墨晶体
混合型晶体-原子晶体、分子晶体、金属晶体。
2019/5/29 13
制备：用纯石墨做电极， 在氦气氛中放电，电弧中 产生的碳烟沉积在水冷反 应器内壁，此碳烟中有C60、 C70等碳原子簇。
用途:超导体（嵌入碱 金属）、有机软铁磁体、 光学材料、功能高分子材 料、生物活性材料等。
2019/5/29 14
碳纳米管
2019/5/29 15
无定形碳
实验室：CaCO3+2HCI
CO2↑+CaCI2+H2O
2019/5/29 25
结构：
∶C
O∶ 与N2是等电子体（14个电子）
CO :[KK(2s )2(*2s )2(2py )2(2pz )2(2px )2 ]
思考题：O和C的电负性差值较大（3.44-2.25=0.89）， 但CO分子的偶极矩却很小（0.12D），说明原因。
2019/5/29 34
工业上PbO2主要用于制造铅蓄电池（正极） 电极反应
负：PbSO4+2е-=Pb+SO42- (ψθ=-0.356V） 正：PbO2+SO42- +4H++2е-=PbSO4+2H2O
(ψθ=1.69V）
总反应：
PbO2+Pb+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
2019/5/29 8
原子晶体，C：sp3等 性杂化，所有价电子都 参与了共价键的形成, 晶体中没有自由电子， 因此不导电。室温下对 所有化学试剂显惰性。
用途：钻石、装饰品， 钻头，磨削工具。
2019/5/29 9
2019/5/29 10
石墨晶体
混合型晶体-原子晶体、分子晶体、金属晶体。
2019/5/29 13
制备：用纯石墨做电极， 在氦气氛中放电，电弧中 产生的碳烟沉积在水冷反 应器内壁，此碳烟中有C60、 C70等碳原子簇。
用途:超导体（嵌入碱 金属）、有机软铁磁体、 光学材料、功能高分子材 料、生物活性材料等。
2019/5/29 14
碳纳米管
2019/5/29 15
无定形碳
实验室：CaCO3+2HCI
CO2↑+CaCI2+H2O
2019/5/29 25
结构：
∶C
O∶ 与N2是等电子体（14个电子）
CO :[KK(2s )2(*2s )2(2py )2(2pz )2(2px )2 ]
思考题：O和C的电负性差值较大（3.44-2.25=0.89）， 但CO分子的偶极矩却很小（0.12D），说明原因。
2019/5/29 34
工业上PbO2主要用于制造铅蓄电池（正极） 电极反应
负：PbSO4+2е-=Pb+SO42- (ψθ=-0.356V） 正：PbO2+SO42- +4H++2е-=PbSO4+2H2O
(ψθ=1.69V）
总反应：
PbO2+Pb+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
碳及其化合物课件
THANK YOU
感谢聆听
烷烃的合成与转化
烷烃的合成
主要通过石油分馏和裂化反应获得，也可通过生物质发酵法生产 。
烷烃的转化
烷烃在催化剂作用下可进行裂化、重整和异构化等反应，生成更 小的烷烃或更复杂的烃类。
烯烃的合成与转化
烯烃的合成
主要通过石油裂解和醇脱水反应获得 ，也可通过生物质发酵法生产。
烯烃的转化
烯烃在催化剂作用下可进行聚合、加 氢、氧化等反应，生成高分子材料、 醇类和酮类等。
渣。
农业活动
农业活动中使用的农药、化肥 等物质，会通过土壤、水源等 途径进入环境，造成有机污染 。
城市生活垃圾
城市生活中产生的垃圾，如厨 余垃圾、废塑料等，如果不进 行妥善处理，也会成为有机污 染物的来源。
有机污染物的危害
有机污染物对环境和人体健康 具有很大的危害，如破坏生态 平衡、影响农作物生长、危害
醛类
烃分子中的氢原子被醛基取代后的化合物，如甲 醛、乙醛等。
醚类
烃分子中的氢原子被氧原子取代后的化合物，如 乙醚、甲醚等。
酮类
烃分子中的氢原子被酮基取代后的化碳
无色无味的有毒气体，具有还原性和麻醉性。
二氧化碳
无色无味的气体，具有窒息性和溶血性。
碳酸盐
由金属离子和碳酸根离子组成的无机盐类化合物， 如碳酸钠、碳酸钙等。
3
炔烃的聚合反应
炔烃可以发生聚合反应，生成高分子化合物。
芳香烃的性质
芳香烃的稳定性
芳香烃由于其特殊的结构，具有较高的稳定性 ，不易发生氧化、还原等反应。
芳香烃的取代反应
芳香烃容易发生取代反应，如烷基化、卤化等 。
芳香烃的加成反应
芳香烃在一定条件下可以发生加成反应，如与氢气、氯气等发生反应。
无机化学第十五章碳族元素
铅中毒对神经系统和肾脏等器官有害， 锡中毒可能导致肝脏损伤和皮肤炎症 等。
05
碳族元素的前景展望
新材料和新能源的发展
新材料
碳族元素如硅、锗等在新型材料领域具有广泛的应用前景， 如硅基太阳能电池、锗基半导体材料等。随着科技的发展， 碳族元素有望在新型材料领域发挥更大的作用。
新能源
碳族元素在新能源领域如燃料电池、锂电池等也有着重要的 应用，其性能和安全性不断提高，有助于推动新能源产业的 发展。
THANKS
感谢观看
碳族元素在工业中有许多应用，如硅 和锗用于半导体材料，锡用于制造合 金和焊料，铅用于电池和颜料等。
02
碳族元素的通性
碳族元素的原子结构
原子结构相似
碳族元素原子的最外层电子数均 为4，容易形成共价键。
电子构型相同
碳族元素的电子构型为ns²np²，其 中n为能级数。
价电子构型相似
碳族元素的价电子构型为(ns²)(np²)， 表现出相似的化学性质。
锗
较少见，主要存在于硫化物矿 中。
锡和铅
存在于地壳中的多种矿石和岩 石中。
碳族元素的主要用途
碳
用于制造各种有机化合物，如塑 料、合成纤维、染料等，也是钢
铁和其他金属的合金元素。
硅
用于制造半导体器件、集成电 路、太阳能电池等，也是建筑 和耐火材料的重要成分。
锗
用于制造电子器件、光纤通信 、红外光学仪器等。
碳族元素在环境保护中的作用
空气净化
碳族元素如硅和锗等可用于空气净化技术，通过吸附和催化作用去除空气中的有害物质，提高空气质 量。
水处理
碳族元素可用于水处理技术，如硅藻土和活性炭等，能够有效去除水中的杂质和有害物质，保障饮用 水安全。同时，碳族元素还可用于土壤修复和废物处理等领域，为环境保护做出贡献。
05
碳族元素的前景展望
新材料和新能源的发展
新材料
碳族元素如硅、锗等在新型材料领域具有广泛的应用前景， 如硅基太阳能电池、锗基半导体材料等。随着科技的发展， 碳族元素有望在新型材料领域发挥更大的作用。
新能源
碳族元素在新能源领域如燃料电池、锂电池等也有着重要的 应用，其性能和安全性不断提高，有助于推动新能源产业的 发展。
THANKS
感谢观看
碳族元素在工业中有许多应用，如硅 和锗用于半导体材料，锡用于制造合 金和焊料，铅用于电池和颜料等。
02
碳族元素的通性
碳族元素的原子结构
原子结构相似
碳族元素原子的最外层电子数均 为4，容易形成共价键。
电子构型相同
碳族元素的电子构型为ns²np²，其 中n为能级数。
价电子构型相似
碳族元素的价电子构型为(ns²)(np²)， 表现出相似的化学性质。
锗
较少见，主要存在于硫化物矿 中。
锡和铅
存在于地壳中的多种矿石和岩 石中。
碳族元素的主要用途
碳
用于制造各种有机化合物，如塑 料、合成纤维、染料等，也是钢
铁和其他金属的合金元素。
硅
用于制造半导体器件、集成电 路、太阳能电池等，也是建筑 和耐火材料的重要成分。
锗
用于制造电子器件、光纤通信 、红外光学仪器等。
碳族元素在环境保护中的作用
空气净化
碳族元素如硅和锗等可用于空气净化技术，通过吸附和催化作用去除空气中的有害物质，提高空气质 量。
水处理
碳族元素可用于水处理技术，如硅藻土和活性炭等，能够有效去除水中的杂质和有害物质，保障饮用 水安全。同时，碳族元素还可用于土壤修复和废物处理等领域，为环境保护做出贡献。
碳族元素 ppt课件
C-C Si-Si C H Si
222PPT课件345.6
2.55 2.2 12.490
☞还原性
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O SiH4 + 2KMnO4 = 2MnO2↓ + K2SiO3 + H2 + H2O SiH4 + 8AgNO3 + 2H2O = 8Ag↓ + SiO2↓ + 8HNO3
☞与非金属反应
CO＋2H2
Cr2O3·ZnO，623－673K
====================
CH3OH
Fe,Co或Ni 523K, 101KPa
CO＋3H2 ================= CH4＋H2O
活性碳
CO＋Cl2 ====== COCPPlT2课件
13
☞二氧化碳 O=C=O
☞ 热稳定性与阳离子的极化能力有关，阳离子的
热 极化能力越强，稳定性越差。稳定性：正盐>酸 稳 式盐>碳酸 定
性
碱金属盐 > 碱土金属盐 > 重金属盐
碱土金属盐随半PP径T课件的增大而增强
16
Na2CO3 ，K2CO3 和 (NH4)2CO3 等均易溶于水。但 NaHCO3 ，KHCO3 和 NH4HCO3 的溶解度相对小些。
第十七章 碳族元素
ⅣA 碳 6C 硅 14Si 锗 32Ge 锡 50Sn 铅 82Pb
PPT课件
1
教学要求：
1. 掌握碳、硅、锗、锡、铅的单质、氢化物、 卤化物、硫化物、氧化物、含氧酸及其盐的结 构和性质。
２. 掌握锗分族元素及其化合物性质变化规律。 低价锡盐的还原性和常见铅盐的性质和用途
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•
•
火山锥、火山口、火山通
道
• 火山喷发物：
• 气体、固体、液体三类
试一试：能完成吗？
•
• 用教师所提供的材料，你能否模拟一 下火山喷发时的情景吗？（建议用红色 材料表示岩浆，用软的泡沫来代替地 壳）。
请观察下列不同类型的火山：
火山的分类：
• 死火山：在人类的历史上没有喷发过 • 活火山：在人类历史上经常喷发 • 休眠火山：史前曾经喷发过，史上偶尔
体
晶体 体 体
熔沸点 高
低
较低
更低
密度
总趋势：小
大
导电性 金：不导 半导体 导体 导体 导体 墨：导电
主要价态
都是+2、+4价
稳定价态
都是+4价
+2价
PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2↑+2H2O
3、碳的第三种同素异形体： 足球烯
(1)发现：1985年，科学家用激光束照射石墨得灰色 气体，用有机溶剂萃取得n﹤200的大量簇分子，含 60个碳的分子比较多。
(2)常温与氢氟酸、强碱反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O 2NaOH+SiO2==Na2SO3+H2O
(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、 KOH、Na2CO3、NaSio3等溶液。)
(3)高温时：
高温
SiO2+CaO===CaSiO3
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
(3)、应用前景广泛 乘座电梯上太空
二、硅(共5个要点)
1、存在和状态：
(1)只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。
(2)两种同素异形体：晶体硅和无定行硅。
2、物理性质：
硅晶体的结构
灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。
3、化学性质：
不活泼
(1)常温下： ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4+2H2↑ ③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑
注意：硅肺病（矽肺病），长期吸入SiO2粉尘
4、硅酸及硅酸盐：
(1)硅酸： 硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其 酸性比碳酸弱：
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H4SiO4↓ H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) (2)硅酸盐： ①多数不溶于水(Na2SiO3易溶)
②金属氧化物形式： Al2(Si2O5)(OH)4
第七章 硅和硅酸盐工业
第一节 碳族元素
一、碳族元素 二、硅 三、二氧化硅
6C 32Ge
14Si 50Sn 82Pb
一、碳族元素 (共3个要点) 1、原子结构
碳族元素在周期表中的位置
原子结构示意图
相
最外层有4个电子，在化学反应中既
同 不易得到电子，也不易失去电子，多数元素既
点 表现金属性，又表现非金属性。
注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常 温下都不与硅起反应。
(2)加热时：与某些非金属反应
Si+O2==SiO2
高温
Si+2H2===SiH4
4、工业制粗硅： 粗硅提纯：
5、用途：
高温
SiO2+2C===Si+2CO↑
高温
Si+2Cl2===SiCl4
高温
SiCl4+2H2===Si+4HCl
有过 •
喷发。
资料：
• 全世界被确认的火山的２５００ 余座，它在地球上的分布并不均 匀，主要集中分布在某些地区， 如环太平洋的陆地和周围海区， 以及地中海－－喜马拉雅山一带。
火山的害处和益处：
• 危害： • 1、 • 2、 • 3、 • 对人类的益处： • 1、 • 2、 • 3、 • 4、
KAlSi3Ox
X=8 K2O·Al2O3·6SiO2
(3)水玻璃： Na2SiO3的水溶液无色粘稠的溶液来自是一种矿物胶，做粘合剂、防腐剂。
请先回忆：
• 地球的结构：
• 地壳、地幔、地核
• 岩石圈包括： • 地壳和地幔的顶部，
平均厚度约为３００千 米
请展示同学们所制作的火山模型：
• 火山的构成：
高温
CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑ 注意： 干态下物质间的反应规律:
高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（CO2）
高温
高温
SiO2+2C===Si+2CO↑ Na+KCl===NaCl+K↑
3、用途：
光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品（水晶、 玛瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。
从碳到铅，随着核电荷数增多，电子层
递 变 性
数递增，原子半径增大，核对最外层电子引 力减弱，原子得电子能力减弱、失去电子能 力增强，元素非金属性减弱、金属性增强，
单质氧化性减弱、还原性增强。
2、元素单质的各种性质：
碳
硅
锗锡 铅
颜色
金：无色 灰黑色 银灰 银白色 蓝白色
墨：灰黑
色
晶体类型 原子晶体 原子晶 金属 金属晶 金属晶
(2)合成：将几十伏的电流电压加在两根碳棒上，当 两根碳棒距离很小时，就会产生电弧放电导致短路， 产生的碳烟中含有大量的C60,再用有机溶剂萃取碳烟。
(3)结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原 子只跟相邻的三个碳原子形成共价键，60个碳原子构 成球形，共32面体，包括12个五边形，20个六边形。
<钠米碳管>
(1)、发现：知道了C60的制备以后，人们的注意力全 部集中在观察碳灰上，而日本科学家饭岛澄男却仔细 观察了放电后在阳极上产生的沉淀物，是他意外发现 了钠米碳管。
(2)、什么是钠米碳管？ 石墨有层状结构，可以看作是由原子纸一层一层
堆叠而成。若将一层或几层这样的原子纸卷成圆筒 形状，就是钠米碳管。中科院解思深教授制得0.5nm 碳管，麻省理工学院秦禄昌博士制得最小的钠米碳 管0.4nm。
C60图片 晶体图片
(4)性质：C60掺杂钾、铷等有超导性，超导起始温 度达到18K。北大和科学院合作制得Rb3C60，超导 起始温度高达28K，领先于世界先进水平。
(5)成果：最大的足球烯单晶的直径仅为6mm，浙 江大学的科学家制取直径为1.3㎝的高品质单晶， 走在世界前列。
1996年的诺贝尔授予罗伯特、克罗特和斯莫 利等三位科学家，表彰他们有关富勒烯的发现、 制备和性质研究。
高纯硅：半导体材料。
变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性） 合金：
耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）
三、二氧化硅(共4个要点) SiO2晶体结构
1、物理性质：坚硬难熔的固体
有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石
英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。
2、化学性质：
十分稳定
(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。