人教版高一化学教学课件碳族元素05

成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间
石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它
石墨 120º 共价键 范德华力
- - -- -- -- -- -- ---- ---- -- -- -- -- -- - -
- - -- ----------------- ------ ----------------- -- - -
递变性
原子结构 单质物性 化学性质
核
电 荷
原
数子
增半
加径
，增
电 子
大
层
数
增
加
熔密 沸度 点逐 逐渐 渐增 降大 低
最 高 价 氧 氢化 化物 物对 稳应 定水 性化 逐物 渐的 减酸 弱性 逐 渐 减 弱
碳族元素性质的递变规律
元素 性质 主要化合价 单质色、态
氢化物RH4的稳定性 主要氧化物
最高价氧化 化学式 物的水化物
- - - -- ------------------------------------- -- -- - ----------------
课堂练习
1.某金属氧化物A，金属在A中显+2价和+4价两种化合价， 已知1molA和含HCl 8mol的浓盐酸恰好完全反应生成PbCl2、 Cl2和H2O。试解答：
（1）写出A的化学式____P_b__3O__4 __。
（2）写出A与浓盐酸反应的
化学方程式__P_b_3_O_4_+_8_H__C_l_=_=_3_P__b_C_l_2+__C_l_2↑_+_4_H__2_O__。
酸性递减
Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4 碱性递增（多数有两性）

加热条件下，可与许多物质反应
Si+O2 =△= SiO2 Si+C 高=温= SiC（金刚砂)
高温
Si+2Cl2 == SiCl4 Si+2H2 高=温= SiH4
3.制备：SiO2 + 2C 高==温 Si + 2CO
4.用途
二、硅
1.物理性质： 灰黑色固体，有金属光泽，硬而脆，熔 沸点高，不溶于水，是良好的半导体。
（硅有两种同素异形体：晶体硅和无定形硅）
2.化学性质:
常温下，化学性质稳定，只能与氟气、氟化氢、强碱反应。
Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4 ↑ +2H2 ↑ Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑
组成
碳C 硅 Si
锗 Ge 锡 Sn 铅 Pb
得 失非金 电 电金属 子 子属性 能 能性逐 力 力逐渐 逐 逐渐增 渐 渐减强 减 增弱 弱强
碳族元素的物理性质
主要
色、态
密度 熔点 沸点 化合价
碳
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体
逐
硅 灰黑色固体，
有金属光泽
渐 增 大
锗 银灰色固体
锡 银白色固体 铅 蓝白色固体
稳定性逐渐减弱
最高价氧化物对应 水化物（H2RO3或 H4RO4）的酸碱性
酸性减弱、碱性增强
氧化物类型
RO与RO2
思考题
在金属活动性顺序表中Sn的金 属活动性比Pb强，而根据元素周 期表中金属性的递变规律ห้องสมุดไป่ตู้Pb的 金属性比Sn强，矛盾吗？
金属性——金属在干态时的失电子能力 金属活动性——金属在水溶液里的失电子能力

琢磨的金刚石为钻石
• 世界上最大的金刚石是库利南钻石 ，重3106克 拉，约合621克 ，切割成9块大钻石和96粒小钻 石，大的一颗取名非洲之星（也叫库利南一号）， 重530.2克拉，被加工成梨形镶在英国国王的令 牌上，第二大的叫库利南二号，重317克拉，镶 在英王王冠上）。
• 我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克 拉，约重31.75克，这就是“常林钻石”。
价+4价稳定，Pb化合价+2价稳定.
稳定性:Pb2+ > Pb4+ 氧化性:Pb2+< Pb4+
PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2O
PbO2具有强氧化性
2、最高价氧化物通式为RO2对应水合物通 式为H2RO3[H4RO4或者R(OH)4].
3、氢化物通式为RH4
（二） 递变性:递变规律（从C 到Pb）
性
硅是半导体。
质
Si和Ge是典型的半导体
罗马帝国衰败
• 铅为有毒重金属元素，其症状为：胃疼， 头痛，颤抖，神经性烦躁，在最严重的情 况下，可能人事不省，直至死亡。科学家 发现：城市儿童血样即使铅的浓度保持可 接受水平，仍然明显影响到儿童智力发育 和表现行为异常。
议
一 议
小孩吃铅笔会引起慢 性中毒吗？
+4 +4 +4 +4 +4
CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
H2 CO3 H2 SiO3 Ge(OH) 4 Sn(OH) 4 Pb(OH) 4 或H4SiO4
酸性减弱、碱性增强
氢化物的化学 式及稳定性强 弱
CH4 SiH稳4定性减弱

银灰色固体
5.35 937.4 2830
银白色固体 蓝白色固体
7.28 231.9 2260 11.34 327.5 1740
碳的两种同素异形体
石 墨
金 刚
石
硅原子晶面上形成的最小汉字
锡(Sn)
董恩新
碳的第三种同素异形体 : C60
笼状分子，固态时是分子晶 体，每个碳原子只跟相邻的 三个碳原子形成共价键，60 个碳原子构成球形，共32面 体，包括12个五边形，20个 六边形。
碳族元素性质的特殊性
1、碳、硅是非金属,锗、锡、铅是金属 . 硅锗具有半导体的性质
2、碳族元素易形成共价键 3、碳族元素除了+4价外,还有+2价
碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的 如CO2、SiO2、GeO2、SnO2稳定,氧化性较弱 铅+4价化合物不稳定，+2价化合物是稳定的 如PbO2有较强的氧化性, 而PbO较稳定
碳族元素
武汉市第十四中学 龚妍
相同点:最外层电子数 均为4个
不同点:从C到Pb电子层数、 原子半径依次增大
碳族元素在元素周期表中的位置
ⅠA ⅣA ⅦA C Si Ge Sn Pb
碳族元素性质的递变规律
元素符号
C
原子序数
6
原子半径的变化趋势
Si Ge Sn Pb
14 32 50 82
逐渐增大
金属性与非金属性 变化趋势
非金属性减弱、金属性增强
最高正价
+4 +4 +4 +4 +4
最高价氧化物化学式 CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
最高价氧化物的水 化物的化学式 及 H2CO3

硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常 可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 其组成。
表示方法：金属元素氧化物写在前面，再 写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·” 隔开。 硅酸钠：Na2SiO3可以写成Na2O ·SiO2 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3 ·2SiO22H2O 钙长石：CaAl2SiO6 CaO ·Al2O3 ·SiO2
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。――[马克吐温] 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。――[约翰·鲁斯金]
CO2 ＋ CaO＝CaCO3
高温 CaO＋SiO2 CaSiO3
与碱反应 与水反应
CO2 ＋2NaOH＝
SiO2 ＋2NaOH＝
Na2CO3+H2O
Na2SiO3+H2O
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
不反应
二氧化硅的化学性质
可以与碱和碱性氧化物反应 弱氧化性 与盐反应（固体） 与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）
硅的工业制法
在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方 法制得粗硅。
SiO2 ＋2C 高温 Si（粗硅）＋2CO↑ 与氯反应：Si ＋2Cl2 ＝ SiCl4(温度为400～500℃) 生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷 等杂质。然后用氢气还原：
SiCl4 ＋2H2 高温 Si ＋ 4HCl
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。

• 解析：一般非金属与非金属原子之间以共 价键结合，A正确；C、Si、Ge为同主族 元素，最外层电子数相等均为4，但核电 荷数依次增多，次外层电子数依次为2、 8、18，B错误；非金属元素的最高价氧 化物是酸性氧化物，如CO2、SiO2，酸性 氧化物在一定条件下能够与碱性氧化物 (如CaO)反应，C正确；最高正化合价数 等于最外层电子数，ⅣA族元素的主要化 合价是＋4和＋2，D正确。
• 解析：碳族元素的主要化合价有＋2价和 ＋4价，而只有Pb的＋2价化合物稳定， 这说明处于＋4价的铅的化合物易于转化 成＋2价化合物，应表现强氧化性，而该 族其他的元素的＋4价稳定，说明＋2价 化合物具有强还原性，易被氧化成为＋4 价化合物，故A、B选项都不正确， Sn(OH)4显碱性，应与酸反应，不与碱反 应，C选项不正确。
• 1．下面关于碳族元素的叙述，不正确的 是( )
• A．在同一周期中，碳族元素的金属性比 氮族元素强
• B．碳元素的单质都是导体或半导体
• C．自然界中大量存在着碳族元素中某元 素的气态氢化物
• D．碳族元素所形成的化合物多于所有其 他元素形成的化合物
• 解析：由同周期元素性质变化规律可知， 选项A正确；选项B错，因金刚石、C60等 单质不导电；选项C指的气态氢化物是甲 烷，正确；选项D应考虑有机物的种类繁 多，正确。
• C．加入BaCl2溶液时有白色沉淀产生， 再加稀盐酸沉淀溶解，产生可使澄清石灰 水变浑浊的无色无味气体
• D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生， 再加稀盐酸沉淀溶解，产生可使澄清石灰 水变浑浊的无色无味气体
• 解析：本题主要考查
的检验方法。
检验
时，要特别注意
等阴离子的干扰。A项中有Cl－
存在时也可产生白色沉淀，B、D两项中

如果发现 114 号新元素（位于第七周期ⅣA族）
练习题二
在电弧作用下使石墨蒸发，在真空中冷凝， 得到空心球状分子，其相对分子质量分别为720 和840，请写出这两种分子的化学式分别是：
同素异形体 C60和C70 。它们与石墨的关系是________ __________ ；
其中一种分子可与金属钾形成超导化合物，该 物质的式量为837，则此化合物的化学式为：
共价键范德华力源自C60分子结构示意图思考题 ？
某气态氢化物由碳和氢两种元素组成, CH4 碳和氢的质量比为3:1,则其化学式是________; C2H6 。 若碳和氢的质量比为4:1,则其分子式是_______ 碳元素与其它元素组成了许多的有机物， 数目达1000多万种。
作业：P151一、1 二、1、2 阅读第一节
化学多媒体课件1-7-01
制作者：彭
云 授课者：彭 云
碳族元素在周期表中的位置
族 周期
ⅠAⅡA ⅢA ⅣAⅤA ⅥA ⅦA
非金属性逐渐增强 1 2 3 4 5 6 7 金 属 性 逐 渐 增 强 H Li Na K Rb Cs Fr C N O F Be B C C Si P S Cl Mg Al Si Si Ge As Se Br Ca Ga Ge Ge Sn Sb Te I Sr In Sn Sn Pb Pb Bi Po At Pb Ba Tl Pb 金属性逐渐增强
1、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之毁灭。——卢梭 2、教育人就是要形成人的性格。——欧文 3、自我教育需要有非常重要而强有力的促进因素——自尊心、自我尊重感、上进心。——苏霍姆林斯基 4、追求理想是一个人进行自我教育的最初的动力，而没有自我教育就不能想象会有完美的精神生活。我认为，教会学生自己教育自己，这是一种 最高级的技巧和艺术。——苏霍姆林斯基 5、没有时间教育儿子——就意味着没有时间做人。——（前苏联）苏霍姆林斯基 6、教育不是注满一桶水，而且点燃一把火。——叶芝 7、教育技巧的全部奥秘也就在于如何爱护儿童。——苏霍姆林斯基 8、教育的根是苦的，但其果实是甜的。——亚里士多德 9、教育的目的，是替年轻人的终生自修作准备。——R.M.H. 10、教育的目的在于能让青年人毕生进行自我教育。——哈钦斯 11、教育的实质正是在于克服自己身上的动物本能和发展人所特有的全部本性。——（前苏联）苏霍姆林斯基 12、教育的唯一工作与全部工作可以总结在这一概念之中——道德。——赫尔巴特 13、教育儿童通过周围世界的美，人的关系的美而看到的精神的高尚、善良和诚实，并在此基础上在自己身上确立美的品质。——苏霍姆林斯基 14、教育不在于使人知其所未知，而在于按其所未行而行。——园斯金 15、教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。——马卡连柯 16、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身 上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。——苏霍姆林斯基 17、教育能开拓人的智力。——贺拉斯 18、作为一个父亲，最大的乐趣就在于：在其有生之年，能够根据自己走过的路来启发教育子女。——蒙田 19、教育上的水是什么就是情，就是爱。教育没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱 心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。——夏丐尊 20、教育不能创造什么，但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。——陶行知

氢化物的稳定性
稳定性逐渐减弱
物理性质的递变
单质 颜色、状态
碳
金刚石：无色固体 石墨：灰黑色固体
硅 晶体硅：灰黑色固体
熔、沸点
高
锗 银灰色固体
锡 银白色固体
低
铅 蓝灰色固体
密度
小
大
石墨
金刚石
C60
12.伟大的力量存在于我们的内心。 86.生命很残酷，用悲伤让你了解什么叫幸福，用噪音教会你如何欣赏寂静，用弯路提醒你前方还有坦途。 89.驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。 51.老当益壮，宁移白首之心？穷且益坚，不坠青云之志。 74.上苍不会给你快乐也不会给你痛苦，它只会给你真实的生活。有人忍受不了生活的平淡而死去，却不知道生命本身就是奇迹！ 38.这个世界并不是公平的要学着去习惯它。 98.世上找不出两个完全相同的人。生得再平凡，也是限量版。 52.要不断提高自身的能力，才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归，就是金榜题名。——方海权 100.这个世界根本不存在“不会做”、“不能做”，只有“不想做”和“不敢做”，当你失去所有依靠的时候，你自然就什么都会了！ 6.命不能争，运可以造，弱者认命，强者抗命，能者求命，智者造命。 48.不畏过往，不惧将来。 91.任何为失败找借口的人虽然他的心灵上得到了安慰，但是他将永远的拥有失败。 16.三十岁之前努力犯错，拼命尝试，三十岁之后开始靠岸，学着靠谱。有些事年轻的时候不做，就真的没有机会再去做了。不要怕失败和跌倒了重新再来，只怕把一些期望一直埋在心里，最后 变成了内心时常叨扰的痛。
从上到下依次增大
思考：元素结构和位置上的异同点决
定了其化学性质上具备了哪些特点？

Si Ge Sn Pb
单质的性质
颜色、状态 密度 熔点
g·cm-3
金刚石：无色固体 石墨:灰黑色固体
晶体硅:灰黑色固体
3.51 2.25
2.32
银灰色固体
5.35
银白色固体
7.28
蓝白色固体
11.34
OC 3550 3652 1410
937.4
231.9
327.5
沸点 OC 4827 4827 2355 2830 2260 1740
金
刚
石
石
墨
一、碳族元素及化合物
元素符号及名称 原子序数
原子半径（ nm）
C、碳 6
0.077
Si、硅 Ge、锗 Sn、锡 Pb、铅
14
32
50 82
0.117 0.122 0.141 0.175
电子层结构
主要化合价 最高价氧化物 化学式
最高价氧化物对应 的水化物的化学式 气态氢化物 化学式
24
284
28184 2 8 18 18 4 2 8 1832 18 4
+2 ,+4 +2,+4 +2, +4 +2 ,+4 +2 ,+4
CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
H2CO3 H2SiO3 Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4
CH4 SiH4
—
—
—
碳族元素单质的性质
元素 符号
C
阅读第一节
洁心与大熊在进入高中的第一天相识，两人都是大个子，分座位的时候，老师让男女生各排一队，一队一个次第走到座位上，最后一排有六张桌子，洁心谦虚地站到一个比自己矮一点 点的女生前面，与大熊成了同桌

熔点最高为W（3683±20K）]
2019/5/29 8
原子晶体，C：sp3等 性杂化，所有价电子都 参与了共价键的形成, 晶体中没有自由电子， 因此不导电。室温下对 所有化学试剂显惰性。
用途：钻石、装饰品， 钻头，磨削工具。
2019/5/29 9
2019/5/29 10
石墨晶体
混合型晶体-原子晶体、分子晶体、金属晶体。
2019/5/29 13
制备：用纯石墨做电极， 在氦气氛中放电，电弧中 产生的碳烟沉积在水冷反 应器内壁，此碳烟中有C60、 C70等碳原子簇。
用途:超导体（嵌入碱 金属）、有机软铁磁体、 光学材料、功能高分子材 料、生物活性材料等。
2019/5/29 14
碳纳米管
2019/5/29 15
无定形碳
实验室：CaCO3+2HCI
CO2↑+CaCI2+H2O
2019/5/29 25
结构：
∶C
O∶ 与N2是等电子体（14个电子）
CO :[KK(2s )2(*2s )2(2py )2(2pz )2(2px )2 ]
思考题：O和C的电负性差值较大（3.44-2.25=0.89）， 但CO分子的偶极矩却很小（0.12D），说明原因。
2019/5/29 34
工业上PbO2主要用于制造铅蓄电池（正极） 电极反应
负：PbSO4+2е-=Pb+SO42- (ψθ=-0.356V） 正：PbO2+SO42- +4H++2е-=PbSO4+2H2O
(ψθ=1.69V）
总反应：
PbO2+Pb+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O