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1、13.1 碳族元素的通性碳族元素的通性13.1.1 原子结构及性质13.1.2 元素的成键特征13.1.3 自然界中的分部13.1.1 13.1.1 原子结构及性质原子结构及性质价层电子构型价层电子构型 ns2 np2性质性质碳碳硅硅锗锗锡锡铅铅递变规律递变规律原子共价半径/pm771131221411472价离子半径/pm7393120第一电离能/kJmol-11086786762709716电子亲合能/kJmol-1-122-120-116-121-101电负性2.551.902.011.962.33单质熔点/35501414937232328先降后升先降后升单质沸点/3825326528
2、3326021749 非金属（准）金属金属碳族元素的相似性和递变性碳族元素的相似性和递变性一.相似性（C Pb）价层电子个数：4 最高正价：+4最高价氧化物：RO2 对应水化物：H2RO3、H4RO4或R(OH)4气态氢化物：RH4 主要氧化态：+2、+4二.递变性随着原子序数递增，原子半径逐渐增大。1.第一电离能 失电子能力（金属性）逐渐增强2.电子亲合能 得电子能力（非金属性）逐渐减弱 3.电负性 原子半径逐渐增大 4.最高价氧化物对应水化物酸性 元素电负性减小 氢化物稳定性思考题：为什么单质熔点的变化是从低思考题：为什么单质熔点的变化是从低高高低？低？C、Si单质是原子晶体，键长单质是原
3、子晶体，键长 CC SiSi，共价键更稳定故熔点降低；，共价键更稳定故熔点降低；Ge、Sn与与Pb单质为金属晶体，同理其单质为金属晶体，同理其键能依次减弱，故其熔点降低。又原子键能依次减弱，故其熔点降低。又原子晶体稳定性远高于金属晶体，故中间产晶体稳定性远高于金属晶体，故中间产生突变。生突变。13.1.2 13.1.2 元素的成键特征元素的成键特征一一.C.C的成键特征的成键特征 以sp、sp2、sp3三种杂化状态与H、O、Cl、N等非金属原子形成共 价化合物，如：CH4（sp3）、CO（sp）、CCl4（sp3）、HCN（sp）其中CC、CO、CH键的键能依次增大，稳定性增大。因此，C、H、
4、O三种元素形成数百万种有机化合物，其中C的氧化 数从+4变到-4。以碳酸盐的形式存在于自然界。CHCH4 4石墨石墨金刚石金刚石二二.Si.Si的成键特征的成键特征以硅氧四面体形式存在，如：石英（SiO2）、硅酸盐矿（SiO3-）中。SiSi、SiH、SiO键的键能依次增加。其中键能SiSiCC、SiHCH（原子半径、电负性）因此Si、H、O虽然也可形成类似于C、H、O的有机物，但数量有限。SiOSiO4 4 四个四个O与其他四个与其他四个SiO4相连相连SiOSiO2 2三三.Sn.Sn、Pb Pb 的成键特征的成键特征以+2氧化态的形式存在于离子化合物中，如SnCl2、SnO、PbO、Pb
5、（NO3）2以+4氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中，如SnCl4、PbO2、SnO2等。探究：为什么+4氧化态的铅具有更强的氧化性？答：Pb核外电子填充顺序6s24f145d10 6p2，失电子顺序6p26s2 由于4f电子屏蔽作用较小，而6s电子的钻穿作用较大，因此6s2 电子不易失去，故+4氧化态的铅不稳定，具有强氧化性。这种效应称为惰性电子对效应13.1.3 元素在自然界中的分布 C C 在地壳中的质量百分含量为0.027%，空气中0.03%CO2 主要有12C、13C、14C三种同位素（以前两种为主）自然界中主要以煤、石油、天然气、动植物等有机物存在。无机矿藏：石灰石/大理石（CaCO3）、白云石（CaCO3MgCO3）、菱镁矿（MgCO3）等 SiSi 在地壳中的质量百分含量为28.2%（仅次于氧）主要以硅酸盐形式存在于土壤、泥沙中 自然界中存在石英矿（SiO2）其单质是良好半导体材料 GeGe、SnSn、PbPb 在地壳中的质量百分含量分别为0.0005%、0.0002%、0.0013%主要以硫化物和氧化物形式存在，如：硫银锗（4Ag2SGeS2）、锡石矿（SnO2）、方铅矿（PbS）等 无烟煤煤灰中Ge含量达4%7.5%，所以无烟煤煤灰是Ge的重要来源。Thank You！
大学无机——碳族元素通性简介
