第十二章 P区元素（一）.doc

第十二章 p区元素(一)
碳、硼、硅及其化合物
一、C及其化合物
1、碳单质ⅣA族 2s22p2
同位素:12C,13C,14C
同素异形体:
金刚石:原子晶体,每个C均以sp3杂化轨道与其相邻的四个C原子以σ键结合,呈正四面体。所有单质中熔点最高,所有物质中,硬度最大。由于晶体内没有自由电子,所以不导电。
石墨:层状的混合型晶体。无定形碳,实际上是石墨的微晶体。
C60:群集态。称作富勒烯(Fullerene)一方面具有石墨所固有的碳原子的平面结构,另一方面又从平面向立体过渡,形成60个C原子相结合的坚固外壳的球状物,中间是空的。与碱金属组成具有超导性能的化合物。
2、CO:
C与O通过一个σ键,二个π键相连,二个π键中有一个是由O原子提供一孤对电子形成π配键。
CO与血液中血红蛋白结合,破坏其输氧能力;
CO用于燃料,还原剂
3、CO2:O=C=O,sp3杂化,μ=0,非极性
温室效应,对CO2进行综合利用,改变燃料结构(不用煤、汽油作燃料)。
易液化,909KPa液化,气化时吸收大量热,使一部分气化,余下部分凝固成雪花状固态,称作"干冰"。
溶于水生成H2CO3,极不稳定,弱酸,饱和时,pH=4。Ka1=×10-7,Ka2=×10-11。
4、碳酸盐
①溶解性
ⅠA族(除Li2CO3外)、NH4+的碳酸盐易溶
难溶碳酸盐,相应酸式盐比正盐溶解度大一点;
易溶碳酸盐,相应酸式盐比正盐溶解度小一点。
②热稳定性大部分遇热易分解。
CaCO3 → CaO + CO2↑
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑+ H2O
热稳定性:铵盐< 过渡金属盐< 碱土金属盐< 碱金属盐碳酸< 酸式盐< 正盐
二、SiO2和硅酸盐
1、SiO2
晶体SiO2称为石英,原子晶体
石英→ 1600℃熔化成粘稠液体→急速冷却→石英玻璃
2、硅酸及其盐
硅酸不能由SiO2与水直接反应制得,而只能从相应的可溶性硅酸盐与酸反应制得。溶解度小。
硅胶,干燥剂,浸以***化钴溶液烘干后,得变色硅胶。
除ⅠA族的硅酸盐外,其余都不溶于水。
硅酸盐:Na2O·nSiO2,其中最简单的为Na2SiO3 即"水玻璃",工业上称"泡花碱"。
氮及其化合物
N:2s22p3,N≡N:σ,π,π键,稳定性,作保护气。
一、氨和铵盐
1、氨
①制备方法
工业:N2(g)+ 3H2(g)→ 2NH3(g) ΔHθ=-
增大压力,降低温度,∴中温,中压:×104KPa,500℃。Fe作催化剂。
实验室:2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3↑+2H2O
②结构和物性
电负性:N H
极性分子,易溶于水。溶于水后,体积增大,密度下降。
市售氨水:25-28%,
液氨:缔合分子,-33℃液化,存在氢键。
液氨减压阀不能用Cu,易腐蚀。
气化热高,,致冷剂,常温下(25℃)990KPa液化。
③化学性质
ⅰ)加合性(配位键)
ⅱ)氧化反应
N:-3,0,+2,+5,NH3为-3价2,故具有还原性。
∴使用氨气时须注意明火,以防爆炸。
ⅲ)取代反应