化学:碳族元素及其单质的一些重要性质
来源:长理培训发布时间:2020-05-03 22:33:34
①在周期表中从上到下,颜色:碱金属略有加深,卤素依次加深,氧族中氧→硒加深,碳族中分为三截:C→Si加深,Sn→Pb加深;Ge比Si浅,但比Sn深。熔点、沸点:碱金属依次降低,卤素和氧族依次升高,碳族总体呈降低趋势(熔点:锡比铅低;沸点:锗比硅高)。
②碳是明显的非金属,硅、锗是半导体,锡、铅是明显的金属。碳、硅虽属非金属,但其熔、沸点明显比卤族、氧族中的非金属要高得多,其原因主要是碳、硅属原子晶体。卤族,氧族中的非金属通常属于分子晶体,据此便可解释有关熔、沸点的递变现象。同理,从锡、铅熔点递变与碱金属递变的差异性中,也可说明锡、铅结构不同的实质。
碱金属、卤素单质的熔沸点随着原子序数的递增,均呈现出一定的变化规律,但碳族元素单质的熔沸点却无明确的变化规律。这是因为,物质的熔沸点决定于物质形成晶体的结构。
对于碱金属和卤素而言,它们同一族元素的单质所形成的晶体属于同一类型。碱金属单质形成金属晶体,它们的价电子数相同,随着原子半径的增大,其金属键减弱,故熔沸点降低;卤素的单质形成分子晶体,随着分子量的增大,其分子间作用力增强,故熔沸点升高。对于碳族元素而言,由于它们的单质的晶体类型不同,所以不可能形成同一规律。碳可形成金刚石(原子晶体)、石墨(混合型晶体)及C60等多种晶体,硅通常形成原子晶体,而锡和铅形成金属晶体,锗的晶体类型不甚明确。氧族元素、氮族元素的单质也有类似的情况。金刚石、石墨、晶体硅属原子晶体,其熔、沸点很高,碳族元素单质的结构相对于其它族元素单质的结构较为复杂。
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