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CO是N2的等电子体， CO[KK(σ2s)2(σ2s*)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2]
:C O: CO是低氧化态金属原子极好的配体，Fe(CO)5 、Co2(CO)8、Ni(CO)4、RhCl(CO)(PPh3)2等。它 的毒性与这种配位作用有关，CO优先于O2与血红 蛋白分子中的铁离子结合使受害者窒息而死。
单质硅的晶体结构类似于金刚石，熔点1683K， 灰黑色，有金属外貌，性硬碎。低温下，单质硅 并不活泼，与水、空气和酸均无作用。但能与强 氧化剂和强碱溶液作用。
Ge：灰白色脆性金属，金刚石型晶体结构。m.p. ，1210K，它略比Si活泼，高纯Ge也是一种良好 的半导体材料。
Sn：三种同素异形体，
286K
灰锡
α型
434K
白锡
β型
脆锡 γ型
金属锡在冷的稀HCl中溶解缓慢，但迅速溶于热浓 HCl中：Sn + 2HCl === SnCl2 + H2
在冷稀HNO3中：3Sn + 8HNO3 === 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
在浓HNO3中：Sn + 4HNO3 === H2SnO3 + 4NO2 + H2O
CO2和CO均是无色无嗅气体。CO2是造成温室效应 的几种多原子分子之一，大气中这类多原子分子允
许可见光通过，但却强烈吸收由地球表面散发的红 外光，从而妨碍了地球的散热。
CO2的临界温度高(304K)：当今作为反应溶剂， CO2制干冰，作为冷冻剂。
CO2的分子π34
:O C O:
3. Sn和Pb的氧化物
Sn2+ + 2CO32- === SnO + CO2 Sn + O2 === SnO2 铅的氧化物：PbO(黄)、Pb3O4(红)、Pb2O3(橙) 、PbO2(棕)
～600K
～700K
～800K
PbO2
Pb2O3
Pb3O4
PbO
PbO：两性偏碱，即易溶于HNO3，难溶于碱； PbO2：稍溶于碱，而难溶于HNO3，即偏酸性； SnO2：易溶于碱，酸性显著。
PbO2是强氧化剂： PbO2 + 4HCl === PbCl2 + Cl2 + 2H2O 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ === 5Pb2+ + 2MnO4- + 2H2O
在碱溶液中：Sn + OH- + 2H2O === Sn(OH)42- + H2 在Cl2中：Sn + 2Cl2 === SnCl4
Pb：软、强度不高的金属，密度很大(11.35g.cm-3)， m.p.，601K，新鲜的Pb表面有金属光泽，它受空气 中的氧、水、CO2作用，迅速生成一层致密的碱式 碳酸盐保护。
• 冶金工业中的碳还原反应
3. 人造金刚石
C(石墨)→C(金刚石) △fGmΘ=2.900kJ.mol-1， d石墨=2.260g.cm-3， d金刚石=3.515g.cm-3， 热力学解决的一些典型反应，计算需要压力： 1.5×109Pa，石墨转化为金刚石是吸热反应，故 高温有利反应。
4. Si、Ge、Sn、Pb
2. SiO2 SiO2是原子晶体，与CO2大为不同。SiO2是
一种坚硬、脆性、难熔的无色固体。
制石英玻璃：能让紫外光通过，制光学仪 器，又因它的膨胀系数小，能经受温度剧变，制 备高级化学器皿。
SiO2 + 4HF(g) === SiF4 + 2H2O SiO2 + 6HF(l) === H2SiF6 + 2H2O SiO2 + 2OH- === SiO32- + H2O SiO2 + Na2CO3 === Na2SiO3 + CO2
第十四章碳族元素
碳族元素的通性
Si-Si键能为222kJ.mol-1，C-C键能为345.6kJ.mol-1 ，决定了硅链不能太长，其硅的化合物必然比碳 的化合物要少得多。Si-O键能为452kJ.mol-1，比 C-O键能357.7kJ.mol-1要高得多，决定了硅的化合 物中存在Si-O键的占有很大的比例。
在HCl中缓慢作用：Pb + 2HCl === PbCl2 + H2
＞79%的H2SO4中： Pb + 2H2SO4 === Pb(HSO4)2 + H2
冶炼：Si和Ge：首先将原料转化成SiCl4(b.p.330K) 和GeCl4 (b.p.356K)，然后精馏提纯。
SiO2 + 2C + 2Cl2 === SiCl4 + 2CO + SiCl4 + 2Zn(Mg) === Si + 2ZnCl2 (MgCl2) GeCl4 + (x+2)H2O === GeO2.XH2O + 4HCl GeO2 + 2H2 === Ge + 2H2O Sn：先将硫化矿焙烧成氧化物，氧化物用C还原，
SnO2 + 2C === Sn + 2CO Pb：PbS + 3O2 === 2PbO + 2SO2
PbO + C === Pb + CO
PbO + CO === Pb + CO2
三、氧化物 1. CO2和CO
制备：含碳化合物的燃烧
CaCO3 === CaO + CO2 CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2 HCOOH ==== CO + H2O H2C2O4 ==== CO2 + CO + H2O
Ge、Sn、Pb → 稳定氧化态由+4变为+2， 这是由于ns2的惰性电子对稳定性变化。
碳族元素的单质及其化合物
一、碳族元素在自然界中的分布
碳：石墨、金刚石、煤、石油、天然气、动植物、石 灰石、CO2等。
硅：SiO2； 锗：4Ag2S.GeS2(硫银锗矿)、Cu2S.FeS.GeS2(锗石
矿)； 锡： SnO2(锡石矿)； 铅：PbS(方铅矿)
二、碳族元素单质 1. 碳的同素异形体 金刚石：硬度10、熔点3823K、原子晶体、sp3杂化
；
石墨：软、熔点比金刚石仅低50K、sp2杂化、大π 键、导电性；
碳原子簇：Cn，n通常小于200。C60 sp2杂化， 32面体，12个正五边形，20个正六边形，名叫 富勒烯。人们在C60的大量合成方法建立后两年 内发现了它的数十个反应，其中许多与烯烃的 金属有机化学相类似。C60象一些配体那样在富 电子铂配合物中以两个碳原子与金属键合。