导图社区 碳族元素
碳族元素(Carbon group),是位于是元素周期表ⅣA族的元素,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、鈇(Fl)六种。它们电子排布相似,有4个价电子。碳、硅是非金属,锗是金属元素,但金属性较弱,锡和铅是更为典型的金属元素,Fl系人工合成。碳族元素在分布上差异很大,碳和硅在地壳有广泛的分布;锡、铅也较为常见,锗的含量则十分稀少,属于稀散型稀有金属。
氮族元素(Nitrogen group)是位于元素周期表ⅤA 族的元素,包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)和镆(Mc)共计六种,这一族元素在化合物中可以呈现-3,+1,+2,+3,+4,+5等多种化合价,他们的原子最外层都有5个电子。最高正价都是+5价。
氮族元素包括 氮 (N、nitrogen)、 磷 (P、phosphorus)、 砷 (As、arsenic)、 锑 (Sb、antimony)、 铋 (Bi、bismuth)。
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碳族元素
碳单质及其化合物
碳单质
碳的同素异形体
金刚石
石墨
碳原子簇
碳单质的还原性
碳在空气中充分燃烧生成二氧化碳
氧气不足时生成一氧化碳
二氧化碳通过炽热的碳层,可得到一氧化碳
焦炭还原金属氧化物冶炼金属
碳的含氧化合物
一氧化碳
制备
实验室制法
将甲酸滴加到热的浓硫酸中
草酸晶体与浓硫酸共热
工业制法
空气与水蒸气交替通入红热的碳
性质
还原性
CO气体还原溶液中的二氧化钯,使粉红色的溶液变黑
CuCl在酸性介质中吸收CO
CO与过渡金属反应生成金属羰基配合物
羰基配位化合物一般是剧毒的,一氧化碳的毒性也很大,它能与血红素中的铁结合成羰基配位化合物,从而使血液失去输送氧的作用
二氧化碳
工业
煅烧石灰石产生是会和大量的二氧化碳
实验室
碳酸盐与碳酸在启普发生器中反应制备CO2
与澄清石灰水反应,变浑浊
碳酸及其盐
二氧化碳和水反应生成碳酸
碳化物
离子型碳化物易发生水解
Al4C3水解生成烷烃
硅单质及其化合物
硅单质
晶体硅呈灰黑色,高熔点,高硬度
常温下,硅与F2直接化合
常温下,与强碱溶液作用放出氢气
生产和纯化
硅的含氧化合物
二氧化硅
是硅酸的酸酐
硅的含氧酸及其盐
H2SiO3
H2SiO4
浸透过氯化钴的硅胶为变色硅胶,由蓝变红,弹断硅胶的吸水程度
硅的氢化物
硅烷
热稳定性
水解性
硅的卤化物
SiCl4
易挥发的无色液体,遇到水甚至潮湿的空气会发生强烈的水解
SiF4
一种有刺激性臭味的气体
锗、锡、铅
单质
锗是灰白色金属,硬度、熔点较高,高纯度锗是良好的半导体
锡有两种同素异形体即灰锡(a型)和白锡(b型),白锡是银白色的金属,有延展性,可以制成器皿
铅属于软金属,密度很大,熔点较低,平常成暗灰色,新切开的铅表面有银灰色的金属光泽
与非金属单质反应
与酸碱的反应
锗、锡、铅的化合物
都有MO和MO2形式的氧化物,前者偏碱性,后者偏酸性
在碱性溶液中,用NaClO氧化Pb(Ⅱ)的化合物可得棕黑色的二氧化铅粉末:
PbO2有相当强的氧化性,可以在酸性介质中将锰离子氧化成高锰酸根:
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