1.2.1碳.md

1.2.1 碳族元素的通性

❶价电子与成键方式

  碳族元素的外围电子为4，一般通过共价键形式与其它元素形成共价键。碳原子可以形成4根共价键，它的常见的结构如图所示：

  本族元素的价电子层结构为ns²np²。碳的氧化数可以从 +4 ~ -4，但原子间的键数在有机化合物中总是4。在鍺、锡、铅中，随着原子序数的增大，稳定的氧化态逐渐由 +4 变为 +2 ，这种递变规律在其它几个主族中也同样存在。这有由于ns²电子对随着n增大而逐渐稳定的结果。各元素电势图如下图所示：

  从图中可以看出，Ge²⁺ 是不稳定的，容易歧化：

2Ge²⁺ + 2H₂O = Ge + GeO₂ + 4H⁺

❷碳的氧化物

一、 二氧化碳

1.物理性质

  无色无味，密度大于空气，不燃烧也不支持燃烧，能溶于水。二氧化碳的熔点为-56.6℃，沸点为-78.5℃（升华）。

2.化学性质

①碱性
::: details 答案   （1）能与水反应：CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃
  （2）能与碱反应：CO₂ + 2NaOH == Na₂CO₃ + H₂O （少量CO₂）
           CO₂ + NaOH == NaHCO₃ （过量CO₂）
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②弱氧化性
::: details 答案   （1）能与碳反应：CO₂ + C =高温= 2CO
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3.制备方法

::: details ①实验室制备方法： 原料：大理石、稀盐酸
仪器：固液不加热型、启普发生器
原理：CaCO₃ + 2HCl == CaCl₂ + CO₂ + H₂O :::

::: details ②工业制备方法：

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4.用途

::: details 答案   （1）干冰（固态二氧化碳）可用于做制冷剂、人工降雨、制造舞台烟雾效果等。
  （2）用于灭火——原理是二氧化碳密度大于空气且不燃烧也不支持燃烧。
  （3）侯氏制碱法：NaCl(饱和)+CO₂ + NH₃ + H₂O == NaHCO₃↓+NH₄Cl
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二、 一氧化碳

1.物理性质

::: details 答案   一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，熔点为-205℃，沸点为-191.5℃，难溶于水。
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2.化学性质

::: details 答案   （1）还原性：
    ①与氧气反应：CO + O₂ =点燃= 2CO₂
    ②还原金属氧化物：Fe₂O₃ + 3CO =高温= 2Fe + 3CO₂ (高炉炼铁) :::

3.制备方法

4.用途

::: details 答案 （1）冶炼金属
（2）用作燃料
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❸硅及其化合物

一、单晶硅

1.物理性质

2.化学性质

3.制备方法

4.用途

二、二氧化硅

1.物理性质

2.化学性质

3.制备方法

4.用途

三、硅酸盐

::: details 答案 有毒，苦味，碘酸钾
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