第14章碳族元素.ppt

文档介绍：第十四章碳族元素Chapter14CarbonGroupElements第十四章碳族元素§§§§(价电子数目与价电子轨道数相等)它们的最高氧化态为+4。在锗、锡、铅中,随着原子序数的增大,稳定氧化态逐渐由+4变为+2(惰性电子对效应)。碳处于第二周期,半径较小,电负性较大,与同族其他元素相比表现出许多特殊性。碳和硅都有自成键的特性,其中碳的自相结合成链的能力最强,这是由于C—C单键的键能要比Si—Si单键的键能大得多。除C—C单键外,碳原子间还存在双键和叁键,而硅原子半径较大,形成重键的倾向比碳要弱得多。因此,含碳的有机物的数量达到数百万种。另一方面,由于在同族中碳的原子没有d轨道,所以它的配位数仅限于4,而其他元素有d轨道可利用,最大配位数可达6或以上。碳族元素的标准电极电势图为:%,纯净的、单质状态的碳主要有三种,它们是金刚石、石墨和碳原子簇。它们互为碳的同素异形体。,是碳的最常见的两种同素异形体。金刚石是自然界最硬的矿石,石墨是世界上最软的矿石。:金刚石是每个碳原子均以sp3杂化轨道和相邻的4个碳原子以共价键结合,形成正四面体的结构单元,是典型的原子晶体。由于金刚石晶体中C—C键很强,所有价电子都参与了共价键的形成,晶体中没有自由电子,所以金刚石不仅硬度大,熔点高,而且不导电。主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具,是重要的现代工业原料。石墨是层型晶体,质软、有金属光泽,能导电,被大量用来制作电极、高温热电锅、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯。石墨层与层之间的作用力为范德华力,故片层间结合疏松,这使许多分子或离子有可能渗入层间形成插入化合物,或称为层型、间充化合物。