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17碳、硅、硼

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元素周期表简介

元素周期表简介

元素周期表简介化学元素周期表元素周期表是1869年俄国科学家门捷列夫(Dmitri Mendeleev)首创的，后来又经过多名科学家多年的修订才形成当代的周期表。

元素周期表中共有118种元素。

每一种元素都有一个编号，大小恰好等于该元素原子的核内电子数目，这个编号称为原子序数。

原子的核外电子排布和性质有明显的规律性，科学家们是按原子序数递增排列，将电子层数相同的元素放在同一行，将最外层电子数相同的元素放在同一列。

元素周期表有7个周期，16个族。

每一个横行叫作一个周期，每一个纵行叫作一个族。

这7个周期又可分成短周期（1、2、3）、长周期（4、5、6）和不完全周期（7）。

共有16个族，又分为7个主族（ⅠA-ⅦA），7个副族（ⅠB-ⅦB），一个第ⅧB族，一个零族。

元素在周期表中的位置不仅反映了元素的原子结构，也显示了元素性质的递变规律和元素之间的内在联系。

同一周期内，从左到右，元素核外电子层数相同，最外层电子数依次递增，原子半径递减（零族元素除外）。

失电子能力逐渐减弱，获电子能力逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

元素的最高正氧化数从左到右递增（没有正价的除外），最低负氧化数从左到右递增（第一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ元素除外）。

同一族中，由上而下，最外层电子数相同，核外电子层数逐渐增多，原子序数递增，元素金属性递增，非金属性递减。

元素周期表的意义重大，科学家正是用此来寻找新型元素及化合物。

元素周期表创始人--门捷列夫简介德米特里•伊万诺维奇•门捷列夫(1834-1907)是俄罗斯伟大的化学家，自然科学基本定律化学元素周期表的创始人。

1841年，7岁的门捷列夫进了中学，他在上学的早几年就表现出了出众的才能和惊人的记忆力，他对数学、物理学和地理发生了极大的兴趣。

1850年，门捷列夫进入中央师范学院学习，在大学一年级，门捷列夫就迷上了化学。

他决心要成为一个化学家，为了人类的利益而获得简单、价廉和“到处都有”的物质。

碳硅硼——精选推荐

碳硅硼——精选推荐

第十七章碳，硅，硼基本要求：1、掌握碳的单质，氧化物，碳酸，碳酸盐的结构和性质。

2、掌握单质硅，氧化物与硅酸的性质和结构。

3、掌握硼的单质，氢化物，含氧化合物的结构和性质，掌握缺电子原子的结构特点。

我们对卤素元素作了较系统的讨论，对ⅥA，ⅤA族阐述的重点只是本周期的一些常见元素——氧，硫，氮，磷。

本章包括ⅥA碳，硅，锗，锡，铅组成及ⅢA硼，铅，镓，铟，铊组成。

对这两族，在本章只重点学习碳，硅，硼这三个非金属元素，对其它金属放在以后学习。

碳是第二周期元素，我们仍应注意它在族中的特殊表现，硼的价电子数（3个）少于价电子层轨道数（4个），它是具有这种特征的唯一非金属元素，常称为缺电子原子，由此带来一系列性质表现。

学习时应注意。

我们一再指出，学习元素知识应注意运用对比方法，寻找知识间的异同点。

本章里，碳和硅虽然是同族元素，我们不妨找它们间的相同点。

相反，硼和硅虽非同族元素，我们力求寻找它们间的相似处，便于学习，掌握。

§17-1 概述对ⅥA—ⅤA一些元素的性质及其递变规律总结如下：1-1、形成原子晶体从ⅥA—ⅤA族，非金属但是多为双原子或多原子的有限分子，组成分子晶体，而C，Si，B都能形成原子间共价结合的庞大分子，组成原子晶体。

金刚石是碳的同素异形体之一，具有典型的原子晶体结构，其中每个C原子以共价键（sp3）和其他4个C原子键合，构成坚固的，连续的网状骨架结构。

碳的另一种同素异形体石墨，它的性质和金刚石有很大差别，石墨很软，能导电；而金刚石很硬，不导电截然相反。

石墨的这些性质完全由它的晶体结构所决定，石墨晶体中，C原子的4个价电子轨道仅3个参与了杂化，形成的3个sp2杂化轨道与相邻3个C原子的相应轨道构成σ单键，排列在一个平面，再引伸开去便成六角平面的网状结构，整个晶体中这种互相平行的许多平面，构成了层状结构。

另外，C原子还剩有一个未杂化的P电子，这些P轨道垂直分布于平面上下，并可以象金属晶体中的自由电子那样，自由表示，而层间地在层间宽广范围内流动，构成极多个C原子间相互重叠的离域ヰ键，用ヰxx作用力是范德华力。

元素符号默写表

元素符号默写表
符号
核电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
荷数 元素 名称
元素 S Cl Ar K Ca Mn Fe Cu Zn Au Ag I Ba Hg Pb
符号
核电 16 17 18 19 20
荷数
元素 氢 氦 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖 钠 镁 铝 硅 磷
名称 元素 符号 核电 荷数
初中化学必须要记的元素符号
按核电核数的顺序背诵元素符号、元素中文名称。
元素 氢 氦 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖 钠 镁 铝 硅 磷
名称
元素 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P
符号
核电 1 2 3 45
荷数
元素 硫 氯 氩 钾 钙 锰 铁 铜 锌 金 银 碘 钡 汞 铅
名称
元素 S Cl Ar K Ca Mn Fe Cu Zn Au Ag I Ba Hg Pb
符号
核电 16 17 18 19 20 25 26 29 30 47 53 56 79 80 82
荷数
默写元素名称 5 遍
元素 名称
元素 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P
元素 硫 氯 氩 钾 钙 锰 铁 铜 锌 金 银 碘 钡 汞 铅
名称 元素
符号 核电 荷数
在 A4 纸上默写元素符号和核电核数 10 遍
班级
姓名
元素 名称 元素 符号 核电 荷数 元素 名称 元素 符号 核电 荷数
元素名称、元素符号、核电核数比赛表格

碳硅硼专业知识

碳硅硼专业知识

卤化物和氟硅酸盐
硅旳含氧化合物
硅旳杂化与成键特征
1、存在：因为硅易与氧结合，自然界中没有 游离态旳硅（p557解释）。大部分坚硬旳岩石是由 硅旳含氧化合物构成旳。
硅原子旳价电子构型与碳原子旳相同，它也可形 成sp3、sp2和sp等杂化轨道。但是它旳原子半径比 碳旳大，且有3d轨道，因而情况与碳原子有所不同：
2、在层与层之间是分子间作用力，所以层与层之 间就能滑动，石墨粉能够做润滑剂，再加上它旳颜 色是黑色旳，它又可做颜料和铅笔芯。
碳旳同素异性体
三、碳旳新单质
1、C60球碳： 1985年9月初美国Rice大学Smalley、Koroto 和Curl在氦气流里用激光气化石墨，发觉了像足球 一样旳碳分子—C60，后来发觉，它只是一种碳旳一 大类新同素异形体——球碳C60大家族里一员。
硅单质
2、与金属作用 Si能与某些金属生成硅化物如：Mg2Si。
3、与酸作用 Si在含氧酸中被钝化。Si与HF或有氧化剂(HNO3、 CrO3、KMnO4、H2O2等）存在旳条件下，与HF酸 反应。
Si+2HF===SiF4↑+H2↑ SiF4+2HF===H2SiF6(氟硅酸) 3Si+4HNO3+18HF＝3H2SiF6+4NO↑+8H2O 4、与碱作用 无定形Si能剧烈地与强碱反应，放出H2。 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
碳旳同素异性体
二、石墨
石墨分子构造是层形构造，每层是由无限个碳 六元环所形成旳平面，其中旳碳原子取sp2杂化， 与苯旳构造类似，每个碳原子尚余一种未参加杂化 旳p轨道，垂直于分子平面而相互平行。平行旳n个 p轨道共n个电子在一起形成了弥散在整个层旳n个 碳原子上下形成了一种p-p大键。

元素周期表读音及元素化学符号表示

元素周期表读音及元素化学符号表示

元素周期表读音及元素化学符号表示化学元素周期表读音及元素化学符号表示01号元素:氢[化学符号]H,读qīng第02号元素:氦[化学符号]He,读hài第03号元素:锂[化学符号]Li,读lǐ第04号元素:铍[化学符号]Be,读pí第05号元素:硼[化学符号]B,读péng第06号元素:碳[化学符号]C,读tàn第07号元素:氮[化学符号]N,读dàn第08号元素:氧[化学符号]O,读yǎng第09号元素:氟[化学符号]F,读fú第10号元素:氖[化学符号]Ne,读nǎi第11号元素:钠[化学符号]Na,读nà第12号元素:镁[化学符号]Mg,读měi第13号元素:铝[化学符号]Al,读lǚ第14号元素:硅[化学符号]Si,读guī第15号元素:磷[化学符号]P,读lín第16号元素:硫[化学符号]S,读liú第17号元素:氯[化学符号]Cl,读lǜ第18号元素:氩[化学符号]Ar,A,读yà第19号元素:钾[化学符号]K,读jiǎ第20号元素:钙[化学符号]Ca,读gài第21号元素:钪[化学符号]Sc,读kàng第22号元素:钛[化学符号]Ti,读tài第23号元素:钒[化学符号]V,读fán第24号元素:铬[化学符号]Cr,读gè第25号元素:锰[化学符号]Mn,读měng第26号元素:铁[化学符号]Fe,读tiě第27号元素:钴[化学符号]Co,读gǔ第29号元素:铜[化学符号]Cu,读tóng 第30号元素:锌[化学符号]Zn,读xīn 第31号元素:镓[化学符号]Ga,读jiā第32号元素:锗[化学符号]Ge,读zhě第33号元素:砷[化学符号]As,读shēn 第34号元素:硒[化学符号]Se,读xī第35号元素:溴[化学符号]Br,读xiù第36号元素:氪[化学符号]Kr,读kè第37号元素:铷[化学符号]Rb,读rú第38号元素:锶[化学符号]Sr,读sī第39号元素:钇[化学符号]Y,读yǐ第40号元素:锆[化学符号]Zr,读gào 第41号元素:铌[化学符号]Nb,读ní第42号元素:钼[化学符号]Mo,读mù第43号元素:碍[化学符号]Tc,读dé第44号元素:钌[化学符号]Ru,读liǎo 第45号元素:铑[化学符号]Rh,读lǎo 第46号元素:钯[化学符号]Pd,读bǎ第47号元素:银[化学符号]Ag,读yín 第48号元素:镉[化学符号]Cd,读gé第49号元素:铟[化学符号]In,读yīn 第50号元素:锡[化学符号]Sn,读xī第51号元素:锑[化学符号]Sb,读tī第52号元素:碲[化学符号]Te,读dì第53号元素:碘[化学符号]I,读diǎn 第54号元素:氙[化学符号]Xe,读xiān 第55号元素:铯[化学符号]Cs,读sè第56号元素:钡[化学符号]Ba,读bèi 第57号元素:镧[化学符号]La,读lán第59号元素:镨[化学符号]Pr,读pǔ第60号元素:钕[化学符号]Nd,读nǚ第61号元素:钷[化学符号]Pm,读pǒ第62号元素:钐[化学符号]Sm,读shān 第63号元素:铕[化学符号]Eu,读yǒu 第64号元素:钆[化学符号]Gd,读gá第65号元素:铽[化学符号]Tb,读tè第66号元素:镝[化学符号]Dy,读dī第67号元素:钬[化学符号]Ho,读huǒ第68号元素:铒[化学符号]Er,读ěr 第69号元素:铥[化学符号]Tm,读diū第70号元素:镱[化学符号]Yb,读yì第71号元素:镥[化学符号]Lu,读lǔ第72号元素:铪[化学符号]Hf,读hā第73号元素:钽[化学符号]Ta,读tǎn 第74号元素:钨[化学符号]W,读wū第75号元素:铼[化学符号]Re,读lái 第76号元素:锇[化学符号]Os,读é第77号元素:铱[化学符号]Ir,读yī第78号元素:铂[化学符号]Pt,读bó第79号元素:金[化学符号]Au,读jīn 第80号元素:汞[化学符号]Hg,读gǒng 第81号元素:铊[化学符号]Tl,读tā第82号元素:铅[化学符号]Pb,读qiān 第83号元素:铋[化学符号]Bi,读bì第84号元素:钋[化学符号]Po,读pō第85号元素:砹[化学符号]At,读ài 第86号元素:氡[化学符号]Rn,读dōng 第87号元素:钫[化学符号]Fr,读fāng第89号元素:锕[化学符号]Ac,读ā第90号元素:钍[化学符号]Th,读tǔ第91号元素:镤[化学符号]Pa,读pú第92号元素:铀[化学符号]U,读yóu第93号元素:镎[化学符号]Np,读ná第94号元素:钚[化学符号]Pu,读(bù第95号元素:镅[化学符号]Am,读méi第96号元素:锔[化学符号]Cm,读jū第97号元素:锫[化学符号]Bk,读péi第98号元素:锎[化学符号]Cf,读kāi第99号元素:锿[化学符号]Es,读āi第100号元素:镄[化学符号]Fm,读fèi 第101号元素:钔[化学符号]Md,读mén 第102号元素:锘[化学符号]No,读nuò第103号元素:铹[化学符号]Lw,读láo 第104号元素:鐪[化学符号]Rf,读第105号元素:钅杜[化学符号]Db,读dù第106号元素:钅喜[化学符号]Sg,读xǐ第107号元素:钅波[化学符号]Bh,读bō第108号元素:钅黑[化学符号]Hs,读hēi 第109号元素:钅麦[化学符号]Mt,读mài 第110号元素:鐽[化学符号]Ds,读dá第111号元素:钅仑[化学符号]Rg,读lún 第112号元素:uub(112)第113号元素:uut(113)第114号元素:uuq(114)第115号元素:uup(115)第116号元素:uuh(116)化学元素周期表顺口溜巧记我是氢，我最轻，火箭靠我运卫星; 我是氦，我无赖，得失电子我最菜; 我是铍，耍赖皮，虽是金属难电离; 我是硼，有点红，论起电子我很穷; 我是碳，反应慢，既能成链又成环; 我是氮，我阻燃，加氢可以合成氨; 我是氧，不用想，离开我就憋得慌; 我是氟，最恶毒，抢个电子就满足; 我是氖，也不赖，通电红光放出来; 我是钠，脾气大，遇酸遇水就火大; 我是镁，最爱美，摄影烟花放光辉; 我是铝，常温里，浓硫酸里把澡洗; 我是硅，色黑灰，信息元件把我堆; 我是磷，害人精，剧毒列表有我名; 我是硫，来历久，沉淀金属最拿手; 我是氯，色黄绿，金属电子我抢去; 我是氩，活性差，霓虹紫光我来发; 我是钾，把火加，超氧化物来当家; 我是钙，身体爱，骨头牙齿我都在; 我是钛，过渡来，航天飞机我来盖; 我是铬，正六铬，酒精过来变绿色; 我是锰，价态多，七氧化物爆炸猛; 我是铁，用途广，不锈钢喊我叫爷; 我是铜，色紫红，投入硝酸气棕红; 我是砷，颜色深，三价元素夺你魂; 我是溴，挥发臭，液态非金我来秀; 我是铷，碱金属，沾水烟花钾不如; 我是碘，升华烟，遇到淀粉蓝点点; 我是铯，金黄色，入水爆炸容器破; 我是钨，高温度，其他金属早呜呼;我是金，很稳定，扔进王水影无形;我是汞，有剧毒，液态金属我为独;我是铀，浓缩后，造原子弹我最牛;我是镓，易融化，沸点很高难蒸发;我是铟，软如金，轻微放射宜小心;我是铊，能脱发，投毒出名看清华;我是锗，可晶格，红外窗口能当壳;我是硒，补人体，口服液里有玄机;我是铅，能储电，子弹头里也出现。

第十七章 碳 硅 硼

第十七章 碳 硅 硼

强度：为一般共价键强度的一半 硼烷的性质比烷烃活泼
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
硼烷的化学性质
水解性 配合性 B2H6(g)＋6H2O(l)= 2H3BO3(s)＋6H2(g) B2H6＋2LiH = 2LiBH4 万能还原剂
17.4.3 硼的卤化物
BF3＋3H2O = H3BO3＋3HF BF3＋HF = H[BF4]
在 C60 中碳原子
为 sp2 杂化，未参加
杂化的一个 p 轨道在
C60 球壳外围和内腔 形成大π键。
12个五边形 20个六边形
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
17.2.2 碳的氧化物、含氧酸及其盐 1. CO N2和CO为等电子体
性质一：还原性
CO＋PdCl2＋H2O = Pd＋CO2＋2HCl
硼砂珠实验
此反应可用于定性分析中，用来
鉴定金属离子。
第十七章
碳 硅 硼
H
§17.4 硼
2 硼酸
性质一：溶解性
H3BO3是白色片状晶
O
H
O B H
O
硼酸 H3BO3 结构单元
体，微溶于水。
性质二：弱酸性
H3BO3＋H2O
B(OH)4+H+
Ka=7.3×10-10
第十七章
碳 硅 硼
§17.4 硼
第十七章
此反应可用于鉴定微量的一氧化碳
2. CO2 3. 碳酸及碳酸盐
第十七章
碳 硅 硼
§17.2 碳
性质一：溶解性
（1）铵和碱金属（除锂）的碳酸盐易溶
于水，其它金属碳酸盐难溶于水。 （2）对于难溶的碳酸盐，其相应的碳酸
氢盐有较大的溶解度。

碳硅硼的实验报告

碳硅硼的实验报告
《碳硅硼实验报告》
实验目的：通过实验观察碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应，探究它们在
化学反应中的作用。

实验材料：碳粉、硅粉、硼粉、试管、酒精灯、试管夹、试管架、磁力搅拌器、酒精灯、试管架、试管夹、试管刷、滤纸、蒸馏水。

实验步骤：
1. 将碳粉、硅粉和硼粉分别放入不同的试管中。

2. 在每个试管中加入少量蒸馏水，并用试管架夹住试管。

3. 将试管放置在酒精灯上加热，观察试管中物质的变化。

4. 用磁力搅拌器搅拌试管中的物质，观察其反应情况。

实验结果：
1. 碳粉在加热后产生气体，放置在试管口会发生明亮的火花，表明碳粉具有易
燃性。

2. 硅粉在加热后没有明显变化，但在加热后与氧气反应会产生硅酸盐。

3. 硼粉在加热后产生明亮的火花，表明硼粉也具有易燃性。

实验结论：
1. 碳在加热条件下具有易燃性，可与氧气反应产生二氧化碳。

2. 硅在加热条件下与氧气反应产生硅酸盐，具有一定的化学活性。

3. 硼在加热条件下也具有易燃性，产生明亮的火花。

通过本次实验，我们对碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应有了更深入的了解，这对我们进一步研究它们在化学反应中的作用具有重要意义。

希望通过不
断的实验探究，我们能够更好地理解和应用这些化学元素。

化学元素周期表(118)


铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 钫 镭 锕 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 钅达 钅仑 钅哥 钅尔 钅夫 镆 钅立 石田 气奥
hā tǎn wū lái
é yī bó jīn gǒng tā qiān bì pō ài dōng fāng léi ā lú dù xǐ bō hē mài dá lún gē nǐ fū mò lì tián ào
21
Sc
钪
22
Ti
钛
23
V
钒
24
Cr
铬
25
Mn
锰
26
Fe
铁
27
Co
钴
28
Ni
镍
29
Cu
铜
30
Zn
锌
31
Ga
镓
32
Ge
锗
33
As
砷
34
Se
硒
35
Br
溴
36
Kr
氪
37
Rb
铷
38
Sr
锶
39
Y
钇
40
Zr
锆
41
Nb
铌
42
Mo
钼
43
Tc
锝
44
Ru
钌
45
Rh
铑
46
Pd
钯
47
Ag
银
48
Cd
镉
49
In
铟
50
Sn
锡
51
Sb
锑
52
Te
碲
53
I
碘
54
Xe
氙
55

硼的基本性质

碳硅硼14-1 通性一、碳、硅、硼的基本性质碳、硅、硼的基本性质性质碳硅硼元素符号原子序数原子量价电子构型常见氧化态共价半径/pm离子半径/pm M 4+M 3+第一电离能/(kJ/mol) 第一电子亲合能/(kJ/mol) 电负性(Pauling 标度)C612.012s22p 2+2 ，+477151086.5121.92.5Si1428.093s23p20 ，+411741786.6133.61.8B510.812s22p 10 ，+320800.726.732.0二、电子构型和成键特征碳在元素周期表中位于非金属性最强的卤素元素和金属性最强的碱金属之间。

它的价电子层结构为2s 2 2p2，在化学反应中它既不容易失去电子，也不容易得到电子，难以形成离子键，而是形成特有的共价键，它的最高共价数显然为 4 。

碳原子以sp 3 杂化，可以生成 4 个δ键，形成正四面体构型。

例如金刚石、甲烷CH4等；碳原子以sp 2 杂化，生成 3 个δ键， 1 个π键，平面三角形构型。

例如石墨、C2H4等；碳原子以sp 杂化，生成 2 个δ键、2 个π键，直线形构型。

例如CO 2、HCN 、C2H2等；碳原子以sp 杂化，生成 1 个δ键， 1 个π键，1 个配位π键和 1 对孤对电子对，直线型构型。

例如CO 。

碳原子不仅仅可以形成单键、双键和叁键，碳原子之间还可以形成长长的直链、环形链、支链等等。

纵横交错，变幻无穷，再配合上氢、氧、硫、磷、和金属原子，就构成了种类繁多的碳化合物。

硅通常以sp3杂化，生成4 个δ键，但由于其原子半径较大，不易形成π键，但可用3d 价轨道，以sp3d2 杂化形成配位数为 6 的δ键，如SiF62- 。

或与PO43-类似形成d-p π键，如SiO42-。

B 原子的价电子结构是2s22p1 ，它能提供成键的电子是2s 1 2p x1 2p y1，还有一个P 轨道是空的。

B 原子的价电子数少于价层轨道数，在成键时，价电子未被充满，所以 B 原子是缺电子原子，容易形成多中心键。

作物需要的十七种元素以及符号

作物需要的十七种元素以及符号作物生长发育所需的17种元素是：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、铝（Al）、钼（Mo）、硼（B）和硅（Si）。

首先，碳（C）、氢（H）和氧（O）是构成有机物的基本元素。

通过光合作用，植物能够从空气中吸收二氧化碳，食物中获得碳。

植物也需要水分来提供氢和氧。

氮（N）是植物构建氨基酸、核酸和叶绿素等生物大分子的组成部分。

它是植物生长所需的主要营养元素之一，用于合成蛋白质和核酸等物质。

磷（P）在植物中主要参与能量转移过程，而且对根系的生长和发育有重要作用。

它是植物DNA和RNA分子的一部分，也参与调节酶的活性。

钾（K）在植物中具有多种功能，其中之一是调节植物渗透压和水分平衡，影响细胞膜的稳定性。

钾还参与植物代谢中的离子调节、光合作用、植物逆境应答等过程。

钙（Ca）是植物中的一种重要信号分子，它参与了许多细胞信号转导的过程。

此外，钙还对植物细胞壁的形成和细胞间的黏合起着重要作用。

镁（Mg）是叶绿素的主要组成部分，是光合作用所需的重要成分。

镁还参与多种酶反应，如ATP的合成和DNA的稳定性。

硫（S）是构成许多植物蛋白质的必需元素之一。

它是胺基酸的一部分，并且是硫醇和二硫键的组成部分。

铁（Fe）在植物中作为叶绿素和细胞色素的组成部分，对植物的呼吸和光合作用至关重要。

铁还参与多种酶反应，如维生素合成和氮代谢。

锰（Mn）是植物体内多种酶的结构和功能的必需元素。

它参与植物的氮代谢、光合作用和抗氧化作用。

锌（Zn）在植物中作为化合酶的辅酶，参与氮代谢、光合作用、植物激素合成等。

锌还在植物中调节DNA的合成和稳定性。

铜（Cu）是植物体内一类重要酶的组成和催化次要反应的辅助因子。

它参与植物的光合作用和免疫应答。

铝（Al）在土壤中广泛存在，但对大多数作物来说是有害的。

高浓度的铝可以抑制植物生长和发育。

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单质硅的性质、制备和用途
员试 图展 开太 阳能 硅有两种晶型。无定形硅为深灰色粉末，晶 电池 形硅为银灰色，且具金属光泽，能导电，但导 翅板。 电率不及金属，且随温度的升高而增加。硅在
化学性质方面主要表现为非金属性。象这类性 质介于金属和非金属之间的元素称为“准金属” 或“类金属”或“半金属”。准金属是制半导 体的材料。 计算机芯片、太阳能电池是硅做的。自然界 没有单质硅。是化学家，把砂子(SiO2)转化为 硅(Si)，形成了计算机的基石。 太阳能汽车 SiO2+C+2Cl2====SiCl4+CO2 SiCl4+2H2====Si+4HCl 晶态硅具有金刚石那样的结构，所以它硬而 脆（硬度为7.0）、熔点高，在常温下化学性质 不活泼。
s2* p p* 2p s2p p 2p * s2 s s2s
CO分子电子构造示意图
C
O
C
O
碳的氧化物、含氧酸及其盐
化学性质： (l)CO还原性：CO为冶金方面的还原剂。它在高温 下可以从许多金属氧化物如Fe2O3、CuO或PbO中夺取 氧，使金属还原。 CO还能使一些化合物中的金属离子还原。如： CO+PdCl2+H2O===CO2+Pd↓+2HCl CO+2Ag(NH3)2OH===2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3 这些反应都可以用于检测微量CO的存在。 (2)CO氧化性：
碳的硫化物和卤化物
1．二硫化碳 二硫化碳CS2为无色有毒的挥发性液体，极 CF4 CC14 CBr4 CI4 易着火： CS2(l)+3O2(g)==CO2(g)+SO2(g) 常温下的状态 气 液 固 固 它不溶于水，可作为有机物、磷和硫的溶剂。 颜色 无 无 淡黄 淡红 2．碳的卤化物 溶解性 均不溶于水，只溶于有机溶剂 非极性分子，稳定，不分解，比重比水大。 CC14是常用的灭火剂，但不能扑灭金属。 H2O+CCl4===COCl2+HCl
元素的基本性质
碳、硅、硼的氧化态
电子构型
C Si B [He]2s22p2 [Ne]3s23p2 [He]2s22p1
常见氧化态
-2,-4,0,+2,+4 -4,0,+2,+4 0,+3
电子构型和成键性质
碳与硅的价电子构型为ns2np2,价电子数目与 价电子轨道数相等,它们被称为等电子原子。 硼的价电子构型为2s22p1,价电子数少于价电 子轨道数，所以它是缺电子原子。 碳和硅可以用sp、sp2和sp3杂化轨道形成2到 4个s键。碳的原子半径小，还能形成pp-pp键， 所以碳能形成多重键(双键或叁键)，硅的半径 大，不易形成pp-pp键，所以Si的sp和sp2态不 稳定，很难形成多重键(双键或叁键)。 硼用sp2或sp3杂化轨道成键时，除了能形成 一般的s键以外，还能形成多中心键。例如3个 原子共用2个电子所成的键就叫做三中心两电 子键。
碳的氧化物、含氧酸及其盐
利用STM隧道显微镜操作单个的原子，在银表 面上将CO分子移到夹在银原子间的铁原子上，CO 分子从垂直于表面变斜，形成Fe(CO)2分子。
碳的氧化物、含氧酸及其盐
2、二氧化碳 （1）、温室效应 近几十年来由于世界工业高速发展，各类污染严重， 森林又滥遭砍伐，石油轮泻油，影响了生态平衡，使 大气中的CO2越来越多，是造成地球“温室效应”的 主要原因。CO2能吸收红外光，这就使得地球应该失 去的那部分能量被储存在大气层内，造成大气温度升 高。会使地球两极的冰山发生部分融化，从而使海平 面升高，甚至造成沿海一些城市被海水淹没的危险。 （2）、结构 在CO2分子中，碳原子与氧原子生成四个健，两个s 和两个大∏键(即离城∏34键)。CO2为直线型分子。碳 原子上两个未杂化成健的p轨道分别与氧的p轨道发生 重叠,习惯上仍用O=C=O表示。

17-3 硅
17-3-1 单质硅的性质、制备和用途 17-3-2 硅烷 17-3-3 硅的卤化物和氟硅酸盐 17-3-4 硅特征 17-4-2 单质硼 17-4-3 硼的氧化物（硼烷）和硼氢配合 物 17-4-4 硼的卤化物和氟硼酸 17-4-5 硼的含氧化合物

17-5 碳化物、硅化物和硼化物
17-5-1 离子型化合物 17-5-2 共价型化合物 17-5-3 间隙型（金属型）化合物

元素的基本性质
碳、硅、硼的一些性质
原子共价半径/pm 熔点/K 第一电离势/(kJ· mol-1) 单健离解能/(kJ· mol-1) X-O 离解能/(kJ· mol-1) X-H 离解能/(kJ· mol-1) X-F 离解能/(kJ· mol-1) 电负性（鲍林） 碳 77 3823 1086 345.6 357.7 4117 485 2.55 硅 117 1683 786.1 222 452 318 565 1.90 硼 88 2573 792.4 29321 561-690 389 61353 2.04
2Al3++3CO32-+3H2O＝2Al(OH)3↓+3CO2↑(此反应用于灭火器)
有些金属离子如Cu2+、Zn2+、Pb2+和Mg2+等，其氢氧 化物和碳酸盐的溶解度相差不多，则可能得到碱式盐。 2Cu2++2CO32-+H2O＝Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑
碳的氧化物、含氧酸及其盐
3、热稳定性：
单质
一、同素异形体 碳有金刚石和石墨C60等同素异性体。无定形 炭(如木炭)本质上都是纯度不等的石墨微晶。 金刚石的外观是无色透明的固体，为原子晶体， 每个碳原了都以sp3杂化轨道和其它四个原子形成 共价键，形成一种网状的巨形分于,再由于C一C键 的键能相当高,使得金刚石的硬度非常大,分子中没 有自由电子,不导电;在工业上可用于刀具来切割金 属及制造高档装饰品。 合成金刚石的新方法。 20世纪50年代高温高压石墨转化为金刚石。 20世纪80年代微波炉中烃分解为金刚石。 20世纪90年代CCl4+Na得到金刚石微晶。
CO + 2 H2 CO + 3H2
Cr2O3,ZnO CH3OH 623-673K Fe/Co/Ni CH4 + H2O 523K,101KPa
碳的氧化物、含氧酸及其盐
大 气 污 染 物 对 人 体 器 官 的 损 害 图
碳的氧化物、含氧酸及其盐
在工业气体分析中常用亚铜盐的氨水溶液或盐酸溶 液来吸收混合气体中的CO，生成CuCl· CO· 2H2O，这 种溶液经过处理放出CO，然后重新使用，与合成氨工 业中用铜洗液吸收CO为同一道理。 Cu(NH3)2CH3COO+CO+NH3==Cu(NH3)3· CO· CH3COO 醋酸二氨合铜(I) 醋酸羰基三氨合铜(I) (4)CO与碱的作用 CO显非常微弱的酸性，在473K及1.01×103kPa压力 下能与粉末状的NaOH反应生成甲酸钠： NaOH+CO===HCOONa 因此也可以把CO看作是甲酸HCOOH的酸酐。甲酸 在浓硫酸作用下脱水可以得到CO。
第17章 碳 硅 硼
17-1 通性 17-2 碳 17-3 硅 17-4 硼 17-5 碳化物、硅化物和硼化物 习题

17-1 通性
17-1-1 元素的基本性质 17-1-2 电子构型和成键性质 17-1-3 自然存在和丰度（自学）

17-2 碳
17-2-1 单质 17-2-2 碳的氧化物、含氧酸及其盐 17-2-3 碳的硫化物和卤化物
一般情况如：CaCO3、ZnCO3和PbCO3加热即分解
为金属氧化物和CO2，而钠、钾、钡的碳酸盐在高温 下也不分解。 碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用有 关。阳离子对CO32-离子的极化作用，使CO32-不稳定
以致分解,极化作用越大越易分解。H+（质子）的极化
作用超过一般金属离子,所以有下列热稳定性顺序： M2CO3>MHCO3>H2CO3
O
C
O
p/k Pa 碳的氧化物、含氧酸及其盐
CO2是非极性分子，易液化，其临界温度为 1013在此温度下不论加多大压力也不能使其 304K( 液化),固体二氧化碳为雪花状固体。俗称“干 镁 冰”，它是分子晶体 (注:在特定条件下也能形 在 液 成原子晶体 ) 。 二 固 从相图可知，它的三相点高于大气压，所以在 氧 化 常压下直接升华为气体，它是工业上广泛使用的致 506 碳 216K 527k Pa 1999 冷剂。戏曲舞台的烟云。 中 年美国Lawrence Livermore国 家实验室在 –40oC的温度下将液态CO2装 燃 3 、不活泼性 气 烧 入一高压容器用 Nd:YbLiF CO2不活泼，但在高温下，能与碳或活泼金属 4激光器热至 1800K，在40GPa高压下,CO2在微米级 镁、钠等反应。 101 4 、酸性 红宝石芯片或铂薄膜上结晶。发现分子 能与碱、碱性氧化物及碳酸盐反应。 晶型的CO SiO2结构。 273 1952转化为 216 T/K CaCO3+CO 2+H2O====Ca(HCO3)2 二氧化碳相图
单质
碳的新单质： 1、C60球碳： 1985年9月初美国Rice大学Smalley、 Koroto和Curl在氦气流里用激光气化石墨，发 现了像足球一样的碳分子—C60，后来发现， 它只是一个碳的一大类新同素异形体——球碳 C60大家族里一员。 2、其它球碳 C20球碳 C80球碳 C24球碳
C80
碳的氧化物、含氧酸及其盐
1、溶解性 所有碳酸氢盐都溶于水。正盐中只有铵盐、 铊盐和碱金属的盐溶于水。 其它金属的碳酸盐都是难溶的，对于这些盐 来说，它们的酸式盐要比正盐的溶解度来的大。 碱金属（除锂外）和NH4+离子有固态的酸式 盐，它们在水中的溶解度比相应的正盐的溶解 度小。这同HCO3-离子在它们的晶体中通过氢 键结合成链，而降低了碳酸氢盐的溶解度。