解放军文职招聘考试碳族元素

 

12.2 碳族元素

目的要求：

1.了解碳族元素的基本性质

2.掌握碳及其重要化合物的性质、用途等。

3.了解硅及其重要化合物的性质与用途。

4.了解锡、铅的重要化合物。

重点、难点：

重点掌握碳族元素的性质、碳的化合物、硅的化合物。

作业：

1. P366  14

2. P364  12

内容：

12.2 碳族元素

一、碳族元素概述

1．碳族元素：

碳、硅、锗、锡、铅五种元素，统称为碳族元素。碳是地球上化合物种类最多的元素之一，也是生物界的主要元素。硅在地壳中的含量仅次于氧。锗常以硫化物伴生在其它金属硫化物矿中。锡主要以锡石（SnO2）存在。铅主要以方铅矿形式存在。

2．碳族元素的性质：

碳族元素自上而下是由典型的非金属元素（C）经过准金属元素（Si、Ge），过渡到典型的金属元素（Sn、Pb）。

碳族元素的价电子构型为ns2np2，形成氧化数为+2和+4的化合物。碳族元素的“惰性电子对效应”明显。碳、硅只要形成+4价化合物，锗（Ⅱ）、锡（Ⅱ）具有强还原性，铅（Ⅳ）化合物具有强氧化性。

二、碳及其重要化合物

1．碳的同素异形体：

金刚石、石墨和富勒烯是碳的主要同素异形体。

富勒烯碳原子簇，可含有多个碳原子，其中C60比较稳定，它是由60个碳原子组成的32面体的空心球结构。由于它的中心有一个直径360pm的空腔，可以容纳其它原子，如将碱金属掺入C60晶体中可制造出一系列的超导材料，30个双键还可合成各种化合物。

2．碳的氧化物：

CO和CO2是碳的主要氧化物。

（1）CO:

是无色、无臭、有毒（CO与血液中血红蛋白的亲和力是O2与血红蛋白亲和力的200～300倍）的气体。是良好的气体燃料、重要的化工原料和还原剂。

（2）CO2：

是无色、无臭的气体，不助燃、易液化。大气中正常含量的体积分数为0.03%。主要来自于煤、石油气及其它含碳化合物的燃烧。自然界通过植物的光合作用和海洋中浮游生物可将CO2转化为氧气，维持着大气中二氧化碳与氧气的平衡。

固态CO2称为干冰。可做制冷剂，用于生产碳酸盐，也用作灭火剂、防腐剂和灭虫剂。