高一化学必修课本第七章第一节
碳族元素
(第一课时)
碳族元素在元素周期表中的位置
ⅣA
碳C 硅Si G锗 e S锡 n P铅 b
碳 6C 14Si 32Ge 50Sn 82Pb
族碳 硅 锗 锡 铅
元
素 原 6Ci
意 图
82Pb
32Ge
想一想:
1.碳族元素在原子结构上的共同点和不同点？
2.根据所学的元素周期律知识，试推断碳族 元素性质变化的一些规律。
碳族元素
6C 14Si 32Ge 50Sn 82Pb
一、原子结构 相同点：最外层电子数均为4个 不同点：核电荷数、电子层数、 原子半径等不同
碳族元素
二、元素性质 （一）相似性:
1、主要化合价为+4、+2；易形 成共价键,其中：C、Si、Ge、Sn化合
非金属性减弱
• 原子半径逐渐增大
金属性增强
氢化物稳定性减弱 最高价氧化物的水合 物的酸性减弱，碱性增强
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
最高正价
最高价氧化物化学式
最高价氧化物的水 化物的化学式及酸 碱性强弱
非金属性减弱、金属性增强
> 2、酸性 ：H2CO3 H2SiO3
< < < < H2SiO3 H2CO3 H3PO4 H2SO4 HClO4
< < 3、碱性： Ge(OH) 4 Sn(OH) 4 Pb(OH) 4
三、碳族元素单质的物理性质
元素 符号
C
Si Ge Sn Pb
碳族元素单质的性质
颜色、状态
密度 熔点
g·cm-3
+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
练一练:
< 1、稳定性: SiH4
CH4
< < < < SiH4 CH4 PH3 H2S HCl
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？
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）
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”。
• 铅笔并不含铅。 所以不会铅中毒 现在在学生中尤其是中小学生当中误传铅 笔中含有“铅”，爱啃咬铅笔头笔芯的学 生容易铅中毒，会影响智力以及身体的发 育。实际上这是错误的，笔芯的成分主要 是石墨黏土等等。并不能造成铅中毒的。
铅笔名字的由来
• 大约500年前，欧洲人开始用石墨来代替铅写字， 但“铅笔”的称呼沿用了下来。18世纪，法国人 法贝尔把石墨笔芯夹在两块小木板间，就做成最 早的木杆铅笔。但两块木板夹不紧圆形的笔芯， 一个美国木工就在两块木板中间都开出半圆槽， 这样就制成我们现在使用的铅笔了。 铅笔上有“H”、“B”的符号。H表示笔芯的 硬度，H前的数字越大，说明笔芯越硬：B表示它 的黑度，B前的数字越大，说明笔芯越黑。而我 们最常用的HB铅笔的硬度和黑度都属于中等。
硅为半导体
• 可用于制作半导体器件和集成电路。还可 以合金的形式使用(如硅铁合金)，用于汽车 和机械配件。
• “硅谷”——从事的是关于电子计算机的芯片开发和研制的
工作,而计算机的芯片一般都是用半导体材料"硅"制成的,所以这个地
. 区称之为硅谷,意为高科技的工业园区 • 中国硅谷——中关村 • 亚洲硅谷——印度（班加罗尔 ）
碳的碳三元种素物的质几形种态同素异形体
石石墨墨
金金刚刚石石
足球C烯60(C60)
什么叫同素异形体？
正 四 面 体 空 间 网 状 结 构
金刚石与石墨晶体结构对比 平
面
正
六
边
行
金
石
层 状
刚
墨
结 构
石
性质和用途：
金刚石的熔点和沸点较高，硬度大，难溶于水，不 能导电，主要用于制造钻具，装饰品；
石墨的熔点很高，质软有滑腻感，是电的良导体。主 要用于制造润滑剂、电极、耐火材料。
锡是大名鼎鼎的“五 金”——金、银、铜、铁、
锡之一
• 锡无毒，人们常把它镀在铜锅内壁，以防 铜温水生成有毒的铜绿。
• 我国有丰富的锡矿，特别是云南个旧市， 是世界闻名的“锡都”。
锗作为一种高新技术材 料
• 临床研究发现，目前被人们广泛认可锗对 多种疾病有着良好的治疗作用。主要体现 在：抗肿瘤、治疗老年痴呆、增强免疫功 能、延缓衰老、预防及治疗动脉硬化、降 低血液粘稠度、抗类风湿关节炎、调节内 分泌、止痛消炎、降血压、治疗骨质疏松、 调节内分泌、治疗慢性肝炎等方面
碳元素还有多种同素异形体，如C50、C60、 C70等，其中C60最稳定，C60是一种由60个碳 原子构成的分子，形似足球称为“足球烯” 又称“富勒笼球”。 C60熔、沸点较低，硬度较小，应用于超导体
最近科学家制得一种新的分子， 它具有空心的类似足球状结构，化学 式为C60下列说法中，正确的是 （BD）
金刚石：无色固体 3.51 石墨:灰黑色固体 2.25
晶体硅:灰黑色固体 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
碳
族
元
素
单
质
的 物 理
单质的密度逐渐 增大，熔、沸点 逐渐降低。其中