第十五章碳族元素 。§15一1通性 。§15一2单质化合物性质 。§15一3元素化合物的水解性
第十五章 碳族元素 ⚫ §15－1 通性 ⚫ §15－2 单质化合物性质 ⚫ §15－3元素化合物的水解性
§15一1碳族元素通性 价电子结构ns2np2要与外来4个电子共用， 或失去电子成+4和+2价 C+4,+2(CO),-4 Si+4, Ge+4,+2 Sn+4,+2 Pb(+4),+2 本族元素较常见而典型的是Sn和Pb
§15－1 碳族元素通性 价电子结构 ns2np2 要与外来4个电子共用， 或失去电子成+4和+2价 C +4,+2(CO),-4 Si +4, Ge +4,+2 Sn +4,+2 Pb (+4),+2 本族元素较常见而典型的是Sn和Pb
非金属的正高价稳定，而CO中的三重键，使C有 +2价 C=O与NN等电体，虽然同样存在三重键，但活 泼性比N大的多，较强的还原性 成键方式最多的仍是第一排的C C成键状况：sp3,sp,sp杂化，什么方式决定于其 周围有几个π键；如CH4,CCl4;COC12:HCN, C2H2 C一C键能较大346 KJ-mol,所以碳链可以无限地 连。 Si—Si仅2/3C一C,硅烷的数量不多 C一O<Si一O键能，硅是亲氧元素，所以能构成多 数的岩石
非金属的正高价稳定，而CO中的三重键，使C有 ＋2价 C≡O与N≡N等电体，虽然同样存在三重键，但活 泼性比N2大的多，较强的还原性 成键方式最多的仍是第一排的C C成键状况：sp3 , sp2 ,sp杂化，什么方式决定于其 周围有几个 键；如CH4，CCl4；COCl2；HCN， C2H2 C—C键能较大 346KJ·mol，所以碳链可以无限地 连。 Si—Si 仅2/3C—C ，硅烷的数量不多 C—O<Si—O键能 ，硅是亲氧元素,所以能构成多 数的岩石
→碱性 Ge2+ Sn2+ Pb2+ 两性（中） 偏碱 LGeO, Sn4+ PbO 2 酸性 碱介中： HGeO,Sn(OH), Pb(OH)3 HGeO3Sn(OH)。2 PbO
-→碱性 ┆Ge2+ Sn2+ Pb2+ ┆ 两性(中) 偏碱 ↓GeO2 Sn4+ PbＯ２ 酸性 碱介中： HGeO2 － Sn(OH)3 － Pb(OH)3 － HGeO3 － Sn(OH)6 2－ PbO2
酸碱性也帮助理解硫化物的溶解问题 Sns(橙) PbS(黑) SnS,(黄) H↓↓s2,OH浓r↓oHOH或$↓↓浓酸 溶不溶 溶不溶 溶可溶(SnCl。2-) SnS+S2-→× PbS+S2-→× SnS+S2-→SnS32 PbS+S22→× SnS2+S2→SnS32 SnS,OH SnS,2-+SnO,2- SnS+Ht→Sn2++HS
SnS(橙) PbS(黑) SnS2 (黄) H+↓ ↓S 2- ,OH- 浓H+↓ ↓OH- OH-或S 2-↓ ↓浓酸 溶 不溶 溶 不溶 溶 可溶(SnCl6 2- ) 酸碱性也帮助理解硫化物的溶解问题 SnS+S2-→ × PbS+S2-→× SnS+S2 2-→SnS3 2- PbS+S2 2-→× SnS2 + S2- → SnS3 2- SnS2 + OH－ → SnS3 2- +SnO3 2- SnS+H+ →Sn2+ +H2S
由C族元素的电位图可见，似乎有许多φ°右> 9°左，可歧化？ 如：φ°A:C02-0.12_C0051_C Si02-086_Si±0.102SiH4 Ge02-0.34Ge2++0.23 Ge 涉及到气体CO,固体S,实际上很难歧化， 所以尽管这些φ°右>0°左，但它们是稳定的 在溶液中，则不然。如：Ge 2Ge2++2H,O=Ge+GeO,+4H+
由C族元素的电位图可见，似乎有许多右＞ 左，可歧化？ 如：A：CO2＿-0.12＿CO＿+0.51＿C SiO2＿-0.86＿Si＿+0.102＿SiH4 GeO2＿-0.34＿Ge2＋＿+0.23＿Ge 涉及到气体CO，固体Si,实际上很难歧化， 所以尽管这些右＞左，但它们是稳定的 在溶液中，则不然。如：Ge2+ . 2Ge2++2H2O=Ge+GeO2+4H+
§15一2单质化合物性质 C多种单质：石墨，金刚石，C6富勒烯，碳纳米 管，活性碳 石墨→金刚石：△Gm°=2.900KJmo △，Hm°=1.897>0 △Sm°=2.38-5.74=3.36<0 .单改变温度无效 △G=△V(P2P1)d石墨=2.260 d金刚石=3.515△V<0 高温高压15000P°（大气压力）
§15－2 单质化合物性质 C多种单质：石墨，金刚石，C60富勒烯,碳纳米 管, 活性碳 石墨→金刚石：Δ1Gm=2.900KJ·mol-1 Δ1Hm=1.897>0 ΔSm=2.38-5.74=3.36<0 ∴单改变温度无效 ΔG＝ΔV（P2 -P1） d石墨＝2.260 d金刚石＝3.515 ΔV﹤0 高温高压15000P（大气压力）
S:低温下不活泼，不与水、空气、酸反应 但与强氧化剂，强碱能作用 Si+O,=SiO2 S+2X,=SiX,(在F,中瞬时燃烧 Si+2OH+HO→SiO32+2H2↑ Ge略比Si活泼 在400K时，Ge+Cl2→GeCl4 同时能溶于浓H,SO,和浓HNO3, 不溶于 NaOH溶液。一向金属性趋近
Si:低温下不活泼，不与水、空气、酸反应 但与强氧化剂，强碱能作用 Si+O2=SiO2 Si+2X2=SiX4 (在F2中瞬时燃烧) Si+2OH-+H2O→SiO3 2-+2H2 ↑ Ge:略比Si活泼 在400K时,Ge+Cl2→GeCl4 同时 能溶于浓H2SO4和浓HNO3，不溶于 NaOH溶液。——向金属性趋近
Sn:锡疫 灰锡Sn(粉末)←> 白锡←→脆锡 c型 <286KB型434Ky型 但合金（如Pb)不发生“锡疫”（容器中常含Pb) Sn、Pb有更强的金属性，可溶于盐酸，热浓 时迅速溶解。硝酸不论稀、浓均易溶，但产 物不同： Sn+极稀HNO,→SnNO3)2+NO↑+HO Sn+浓HNO3→H2SnO3+NO2t+H20 两种锡酸：锡酸，B锡酸不溶于水
Sn:锡疫 灰锡Sn(粉末) 白锡 脆锡 型 ＜286K 型 434K 型 但合金(如Pb)不发生“锡疫”(容器中常含Pb) Sn+极稀HNO3→Sn(NO3 ) 2+NO↑+H2O Sn+浓HNO3→H2 SnO3+NO2 ↑+H2O 两种锡酸：锡酸，锡酸不溶于水 Sn、Pb有更强的金属性，可溶于盐酸，热浓 时迅速溶解。硝酸不论稀、浓均易溶，但产 物不同：
a锡酸怎么得到：SnCl4+0H→Sn(OH4+CI 锡也溶于碱：Sn+0H→Sn(OH)42-+H2 两性 Pb:污染环境，但可防护，用X射线照射 Pb+浓HNO,→Pb(NO)2+NO2↑+H,O(Pb只会是 +2价)
Pb:污染环境，但可防护，用X射线照射 Pb+浓HNO3→Pb(NO3 ) 2+NO2 ↑+H2O (Pb只会是 ＋2价) 锡酸怎么得到：SnCl4+OH－ →Sn(OH)4+Cl－ 锡也溶于碱：Sn+OH－ →Sn(OH)4 2－+H2 两性