Upload
ishi
View
100
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
第十五章 碳族元素. 碳族元素的通性 单质及其化合物 单质 氧化物 含氧酸及其盐 卤化物和硫化物. 概 述. 氧化值. 最大配位数. 单质可形成原子晶体. 金属晶体. 碳及其化合物. 碳的同素异形体. Hb · O 2 +CO Hb · CO+O 2. 碳的氧化物. CO 具有还原能力和较强配位能力. Hb · H 2 O+O 2 HbO 2 +H 2 O. CO+PdCl 2 +H 2 O == CO 2 +2HCl+Pd. Fe(CO) 5 , Ni(CO) 4 , Co 2 (CO) 8 其中 C 是配位原子。. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
第十五章 碳族元素• 碳族元素的通性• 单质及其化合物
– 单质– 氧化物– 含氧酸及其盐– 卤化物和硫化物
C Si Ge Sn Pb -4 +2 +4 (+2) +2 +2 +4 +4 +4 (+4) 4 6 6 6 6
氧化值
最大配位数
单质可形成原子晶体 金属晶体
概 述
碳的同素异形体
碳及其化合物
碳的氧化物
CO 具有还原能力和较强配位能力
Hb·O2+CO Hb·CO+O2
CO+PdCl2+H2O ==
CO2+2HCl+PdFe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8
其中 C 是配位原子。
Hb·H2O+O2 HbO2+H2O
1. Mn+ 电荷高 , 极易水解,如 Al3+,Fe3 +,Cr3+ 加入 CO32- 互相促
进 , 发生双水解反应。
Al2(SO4)3+Na2CO3+H2O == Al(OH)3+Na2SO4+CO2
2. Mn+ 可水解 , 其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多 , 生成碱式盐沉淀,如 Be2+,Mg2+,Cu2+ 。
2 Mg2+ +2 CO32 - +H2O == Mg2(OH)2CO3+CO2
2 Be2+ +2 CO32 - +H2O == Be2(OH)2CO3+CO2
3. Mn+ 水解程度小 , 碳酸盐溶解度小 , 生成碳酸盐沉淀, 如 Ca2+,Sr2 +,Ba2 +: Ba2 + +CO3
2 - == BaCO3
Mn+ 与可溶性碳酸盐的反应特点
Li2SiF6 、 CaSiF6 易溶
Na2SiF6 、 K2SiF6 、 BaSiF6 难溶 白色沉淀
硅的卤化物硅常见的卤化物有 SiCl4 、 SiF4 ,它们均强烈水解:
SiCl4+H2O == H4SiO4+HCl
3SiF4+4H2O == H4SiO4+4H++2SiF62 -
SiF4 +2HF == H2SiF6
硅的化合物
H4SiO4 原硅酸 H2SiO3 偏硅酸 xSiO2•yH2O 多硅酸
胶冻状硅酸 硅胶- H2O
硅酸盐结构复杂 , 硅氧四面体为基本骨架。
硅酸钠: Na2O•nSiO2
Cu2++ Na2SiO3 == CuSiO3 + 2H+
泡沸石: Na2O • Al2O3 • 2SiO2 • nH2O
硅酸
硅酸与硅酸盐
(a) [SiO4]
4 - (b) Si2O76 - (c) Si4O12
8 - (d) Si6O1812 -
沸石分子筛
硅铝酸盐 : M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O
孔道→空腔 , 吸附不同大小的分子吸附剂 : 干燥 , 净化或分离催化剂 : 催化剂载体
广泛应用于化工 , 环保 ,食品 , 医疗 , 能源 , 农业及日常生活 , 石油化工领域
常见 :A 型 ,Y 型 ,X 型 ,M型
锡、铅的重要化合物
白锡
脆锡(斜方) ↓161℃以上
2Pb+O2+CO2+H2O == Pb2(OH)2CO3
13.2℃以下 灰锡(无定形)
锡 疫
SnO2 + C == Sn + CO2
单质
SnCl4 H2O H2SnO3+HCl↑ ( 强烈 )Sn+Cl2( 过 )
HCl
S2 -
SnS2 Na2SnS3
Na2SH+
SnS2 +H2S↑
[SnCl6]2 -
+H2S↑
HCl
H2SnCl6
Sn2+ 与 Sn(Ⅳ)
Sn2+
Sn4+
O2
SnS↓
S22 -
SnS32 -
H+
SnS2↓+H2S
H2O,Cl -
HCl+Sn(OH)Cl↓
Fe3+
Sn4++Fe2+
OH -
Sn(OH)2↓
OH -
[Sn(OH)3] -
Bi3+ Bi↓+[Sn(OH)6] 2 -
HgCl2
Hg2Cl2↓+ Sn4+
Sn2+
Hg↓+ Sn4+
如何使这些沉淀溶解 ?
PbCO3+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O+CO2↑
PbSO4+OH - ( 过量 ) → [Pb(OH)3] - +SO42 -
PbSO4+NH4Ac( 饱和 ) → Pb(Ac)3- +SO4
2 - +NH
4+
醋酸铅俗名叫“铅糖” , 甜 ,有毒
PbSO4 ↓ ( 白 )
PbS ↓( 黑 )PbCrO4↓( 黄 ) PbI2 ↓( 黄 )
PbCl2 ↓( 白 )PbCO3↓ ( 白 )
3.4.3 Pb2+ 的难溶性及 Pb(Ⅳ) 的氧化性
PbS + H2O2 → PbSO4↓+H2O
Pb2++ S↓+NO↑+H2O
PbS + HCl( 浓 ) == H2[PbCl4] + H2S↑
PbS + HNO3 →
现出土的古代壁画、泥桶常常是黑的,因为古代人用铅白作白颜料 , 铅白与 H2S 作
用成 PbS 黑色沉淀 , 因此可用此法使之变白。
PbCrO4 + HNO3 == Pb2+ + Cr2O72 - + NO3
-
PbCl2 、 PbI2 溶于热水PbCl2 + HCl == H2[PbCl4]
PbI2 + KI == K2[PbI4]
沉淀互相转化 :
Pb(NO3)2
Na2SO4
PbSO4↓( 白 )KI PbI2 ↓( 黄 )
Na2CO3
PbCO3 ↓( 白 ) PbS ↓
PbO2( 棕黑 ) 强氧化剂能氧化 HCl,H2SO4,Mn2+
Pb3O4 红色铅丹 (2PbO·PbO2)
PbO2 + Mn2+ + H+ △ MnO42 - + Pb2+ + H2O
Pb3O4 + HNO3 == Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O
K2CrO4
PbCrO4↓沉淀分离出来 :
PbO2+HCl( 浓 ) △ PbCl2 + Cl2↑
ⅢA AⅣ AⅤ B C N
Al Si P
Ga Ge As
In Sn S
b Tl Pb
Bi
与族数对应的最高氧化态越来越
不稳定,与族数差2
的氧化态愈
来愈稳定主
要是 6s2
电子对的惰性
ns2np1 ns2np2 ns2np3
+1 +2 +3ns2 ns2 ns2
惰性电子对效应专题讨论
Tl3++ H2S == Tl2S + S + H+
Tl + HCl == TlCl + H2
PbO2 + 4HCl( 浓 ) == PbCl2 + Cl2 + 2H2O
PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + O2+ 2H2O Ag + 5PbO2+ 2Mn2+ + 4H+ == 5Pb2+ +2MnO4
- + H2O
5NaBiO3(s)+2Mn2++14H+ ==
2MnO4+5Na++5Bi3++7H2O
Z Z
Z
Ga+ 7.95
Ge2+ 8.95 As(Ⅲ) 9.95
In+ 8.35 Sn2+ 9.35 Sb3+ 10.35
Tl+ 10.51 Pb2+ 11.51 Bi3+ 12.51
2MO(s) == MO2(s) + M(s) △rG (kJ/mol )
2GeO(s) == GeO2(s) + Ge(s) - 122.6
2SnO(s) == SnO2(s) + Sn(s) - 7.2
2PbO(s) == PbO2(s) + Pb(s) +162.0
从热力学上
从结构上
共价化合物的水解性
1. 影响共价化合物水解因素
① 中心原子价层结构(中心原子所处周期、配位情 况、空轨、半径大小等)。② 空间效应(中心原子半径、配体的大小和数量)
。③ 电负性效应(中心原子与配体电负性的差异)。
2. 机理
+H2O - HCl
H2O
+HCl
SiClSiCl44+H+H22O → HO → H44SiOSiO44+4HCl+4HCl
HH44SiOSiO44+4HCl+4HCl
CCl4 不水解 SiCl4 水解
四步水解
NF3 不水解 ; PF3 水解
BCl3
+ H2O → →H2O
水解水解 SF4(g)+H2O → H2SO3+4HF
不水解 冷水水解 TeF6+6H2O H6TeO6+6HF
SF4
SF6
TeF6
P(OH)3+3HF
NF3 不水解
NCl3 水解 NCl3+3H2O == NH3+3HClO
NHCl2+HClO NH3 + HClO反复