实验4 碳硅硼
碳硅硼——精选推荐
第十七章碳，硅，硼基本要求：1、掌握碳的单质，氧化物，碳酸，碳酸盐的结构和性质。
2、掌握单质硅，氧化物与硅酸的性质和结构。
3、掌握硼的单质，氢化物，含氧化合物的结构和性质，掌握缺电子原子的结构特点。
我们对卤素元素作了较系统的讨论，对ⅥA，ⅤA族阐述的重点只是本周期的一些常见元素——氧，硫，氮，磷。
本章包括ⅥA碳，硅，锗，锡，铅组成及ⅢA硼，铅，镓，铟，铊组成。
对这两族，在本章只重点学习碳，硅，硼这三个非金属元素，对其它金属放在以后学习。
碳是第二周期元素，我们仍应注意它在族中的特殊表现，硼的价电子数（3个）少于价电子层轨道数（4个），它是具有这种特征的唯一非金属元素，常称为缺电子原子，由此带来一系列性质表现。
学习时应注意。
我们一再指出，学习元素知识应注意运用对比方法，寻找知识间的异同点。
本章里，碳和硅虽然是同族元素，我们不妨找它们间的相同点。
相反，硼和硅虽非同族元素，我们力求寻找它们间的相似处，便于学习，掌握。
§17-1 概述对ⅥA—ⅤA一些元素的性质及其递变规律总结如下：1-1、形成原子晶体从ⅥA—ⅤA族，非金属但是多为双原子或多原子的有限分子，组成分子晶体，而C，Si，B都能形成原子间共价结合的庞大分子，组成原子晶体。
金刚石是碳的同素异形体之一，具有典型的原子晶体结构，其中每个C原子以共价键（sp3）和其他4个C原子键合，构成坚固的，连续的网状骨架结构。
碳的另一种同素异形体石墨，它的性质和金刚石有很大差别，石墨很软，能导电；而金刚石很硬，不导电截然相反。
石墨的这些性质完全由它的晶体结构所决定，石墨晶体中，C原子的4个价电子轨道仅3个参与了杂化，形成的3个sp2杂化轨道与相邻3个C原子的相应轨道构成σ单键，排列在一个平面，再引伸开去便成六角平面的网状结构，整个晶体中这种互相平行的许多平面，构成了层状结构。
另外，C原子还剩有一个未杂化的P电子，这些P轨道垂直分布于平面上下，并可以象金属晶体中的自由电子那样，自由表示，而层间地在层间宽广范围内流动，构成极多个C原子间相互重叠的离域ヰ键，用ヰxx作用力是范德华力。
碳硅硼
碳、硅、硼的通性
碳、硅、硼三种元素晶体的熔点和沸点很高，除石 硼三种元素晶体的熔点和沸点很高， 墨外硬度也大。 墨外硬度也大。 碳单键键能大,碳结合成链能力强 碳结合成链能力强;硅 硼的X-O键能 碳单键键能大 碳结合成链能力强 硅、硼的 键能 属于亲氧元素 碳的氢化物与O 大,属于亲氧元素 碳的氢化物与 2燃烧得碳的氧化物 而 属于亲氧元素,碳的氢化物与 。 硅、硼的氢化物大部分遇水就可生成含氧化合物。 X-H键能都较大 它们都有一系列的氢化物。 键能都较大,它们都有一系列的氢化物 键能都较大 它们都有一系列的氢化物。
碳的同素异性体
三、碳的新单质 1、C60球碳： 、 球碳： 1985年9月初美国 年 月初美国 月初美国Rice大学 大学Smalley、Koroto 大学 、 在氦气流里用激光气化石墨， 和Curl在氦气流里用激光气化石墨，发现了像足球 在氦气流里用激光气化石墨 一样的碳分子—C60，后来发现，它只是一个碳的一 后来发现， 一样的碳分子 大类新同素异形体——球碳 60大家族里一员。 球碳C 大类新同素异形体 球碳 大家族里一员。 2、其它球碳 、 C20球碳 C80球碳
-+
O ON S
N N C C
OO N N
CO32-,ClO3-,NO3-,SO3等分子或离子具有相同的通 因此它们有相同 式:AX3,它们的总价电子数都等于24，因此它们有相同 的结构,即,它们是平面三角形分子,中心原子都取sp2杂 化,都有一套∏46键。
等电子体原理
SO42-,PO43-,ClO4-等离子属AX4型,总价电子数为32， 杂化轨道。 中心原子取 sp3杂化轨道 。 中心原子上所有 p 能级的价 电子都参与杂化了， 电子都参与杂化了 ， 或者说 ,所有的 p 轨道都已用于形 分子里已经不可能有中心原子参与的 成σ键,因此,分子里已经不可能有中心原子参与的p-p∏ 分子里的重键 键。这些等电子体(32e)都是正四面体的,分子里的重键 是d-pπ键。
实验碳硅硼实验报告
一、实验目的1. 了解碳、硅、硼三种元素的基本性质。
2. 掌握碳、硅、硼的化学反应规律。
3. 学习实验操作技能，提高实验分析能力。
二、实验原理碳、硅、硼是化学元素周期表中相邻的三种元素，它们在自然界中广泛存在，具有不同的物理和化学性质。
本实验通过观察碳、硅、硼的燃烧、反应等现象，了解它们的性质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：碳（石墨）、硅（石英砂）、硼（硼砂）、氧气、酒精灯、试管、镊子、烧杯、试管夹等。
2. 实验仪器：分析天平、电子显微镜、光谱仪等。
四、实验步骤1. 碳的燃烧实验（1）将少量碳（石墨）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
2. 硅的燃烧实验（1）将少量硅（石英砂）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
3. 硼的燃烧实验（1）将少量硼（硼砂）放入试管中，用酒精灯点燃。
（2）观察燃烧现象，记录燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物等。
（3）将燃烧后的产物放入烧杯中，加入适量水，观察溶解情况。
4. 碳、硅、硼的反应实验（1）将碳、硅、硼分别与氧气反应，观察反应现象。
（2）将反应产物进行光谱分析，确定反应产物。
五、实验结果与分析1. 碳的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约3000℃；（2）火焰颜色：蓝色；（3）燃烧产物：二氧化碳。
2. 硅的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约1700℃；（2）火焰颜色：无色；（3）燃烧产物：二氧化硅。
3. 硼的燃烧实验结果：（1）燃烧温度：约300℃；（2）火焰颜色：无色；（3）燃烧产物：三氧化二硼。
4. 碳、硅、硼的反应实验结果：（1）碳与氧气反应：生成二氧化碳；（2）硅与氧气反应：生成二氧化硅；（3）硼与氧气反应：生成三氧化二硼。
六、实验结论1. 碳、硅、硼在燃烧过程中分别生成二氧化碳、二氧化硅、三氧化二硼；2. 碳、硅、硼在氧气中燃烧时，燃烧温度、火焰颜色、燃烧产物均有所不同；3. 本实验通过观察碳、硅、硼的燃烧现象，了解了它们的基本性质。
碳硅硼实验报告
碳硅硼实验报告实验目的通过碳硅硼实验，探索碳、硅、硼元素在化学实验中的性质和用途。
实验材料1.碳元素样本2.硅元素样本3.硼元素样本4.化学实验器材：试管、试剂瓶等5.实验平台和工具实验步骤1.准备工作–检查所需材料和器材的完整性和可用性。
–穿戴实验室所需的安全防护用品，如实验室服、手套和护目镜。
2.实验准备–将碳元素样本放置在试管中，并加热。
–观察并记录碳元素在加热过程中的变化。
3.实验观察–观察碳元素在加热过程中的变化，如颜色、形态等。
–记录观察结果并进行分析。
4.实验准备–将硅元素样本放置在试管中，并加入酸性溶液。
–观察并记录硅元素在酸性溶液中的反应。
5.实验观察–观察硅元素在酸性溶液中的反应情况，如气体产生、颜色变化等。
–记录观察结果并进行分析。
6.实验准备–将硼元素样本放置在试管中，并加入氧化剂。
–观察并记录硼元素在氧化剂中的反应。
7.实验观察–观察硼元素在氧化剂中的反应情况，如火焰颜色、气体产生等。
–记录观察结果并进行分析。
实验结果与分析碳元素实验结果与分析在加热过程中，碳元素发生燃烧反应，产生火焰和黑色烟雾。
这是因为碳在高温下与氧气反应，生成二氧化碳。
由于燃烧反应需要足够的氧气供应，所以需加热较长时间碳样本才能完全燃烧。
硅元素实验结果与分析硅元素与酸性溶液反应生成硅酸，同时会释放出气体，通常是二氧化硅气体。
酸性溶液的反应可以用来检测硅的存在，并用于工业和实验室中的硅分析。
硼元素实验结果与分析在氧化剂的作用下，硼元素会生成独特的绿色火焰。
这种火焰颜色可以用来检测硼的存在，并在实验室中用于硼的定性和定量分析。
结论通过碳硅硼实验，我们发现了碳、硅、硼元素在化学实验中的性质和用途。
碳元素在加热时会发生燃烧反应，硅元素与酸性溶液反应生成硅酸，硼元素在氧化剂的作用下会生成独特的绿色火焰。
注意事项1.在实验过程中要严格遵守实验室安全规定，做好安全防护措施。
2.实验结束后要对实验器材进行清洁，并按照相关规定进行废弃物处理。
碳硅硼的实验报告
碳硅硼的实验报告
《碳硅硼实验报告》
实验目的：通过实验观察碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应，探究它们在
化学反应中的作用。
实验材料：碳粉、硅粉、硼粉、试管、酒精灯、试管夹、试管架、磁力搅拌器、酒精灯、试管架、试管夹、试管刷、滤纸、蒸馏水。
实验步骤：
1. 将碳粉、硅粉和硼粉分别放入不同的试管中。
2. 在每个试管中加入少量蒸馏水，并用试管架夹住试管。
3. 将试管放置在酒精灯上加热，观察试管中物质的变化。
4. 用磁力搅拌器搅拌试管中的物质，观察其反应情况。
实验结果：
1. 碳粉在加热后产生气体，放置在试管口会发生明亮的火花，表明碳粉具有易
燃性。
2. 硅粉在加热后没有明显变化，但在加热后与氧气反应会产生硅酸盐。
3. 硼粉在加热后产生明亮的火花，表明硼粉也具有易燃性。
实验结论：
1. 碳在加热条件下具有易燃性，可与氧气反应产生二氧化碳。
2. 硅在加热条件下与氧气反应产生硅酸盐，具有一定的化学活性。
3. 硼在加热条件下也具有易燃性，产生明亮的火花。
通过本次实验，我们对碳、硅和硼在不同条件下的性质和反应有了更深入的了解，这对我们进一步研究它们在化学反应中的作用具有重要意义。
希望通过不
断的实验探究，我们能够更好地理解和应用这些化学元素。
北师大无机化学四版习题答案14章碳硅硼
第14章 碳、硅、硼14.1. 对比等电子体CO 与N 2的分子结构及主要物理、化学性质。
解：CO 和N 2是等电子体（14e ），分子轨道能级图相似，分子中都有三重键：∶N ≡N ∶、C O δ＋δ－∶∶，键能相近。
一般条件下，两种物质都是气体，很少溶于水；熔、沸点，临界压力，临界温度等一些物理性质也相似。
但CO 和N 2分子中三重键特点并不完全相同，N 2分子中负电荷分布是对称的，而CO 却是不对称的。
C 原子略带负电荷，再加上C 的电负性比N 小，因此CO 比N 2较易给出电子对向过渡金属原子（离子）配位，除形成σ―配键外，还有π―反馈键形成，故生成的配合物较稳定。
而N 2的配位能力远不如CO ，分子氮配合物远不如羰基化合物稳定。
所以CO 的键能虽比N 2略大，但化学性质却比N 2要活泼，不象N 2那样“惰性”。
14.2 概述CO 的实验室制法及收集方法，写出CO 与下列物质起反应的方程式并注明反应的条件：（1）Ni ；（2）CuCl ；（3）NaOH ；（4）H 2 ；（5）PdCl 2 解：CO 的实验室制法：HCOOH浓H 2SO 42O用排水集气法收集。
（1）Ni + 4CO100 -250atm 423 -493KNi(CO)4（2）（3）CO + NaOH HCOONa1.01×103kPa473K（4）CO + 3H 2CH 4 + H 2O Fe 、Co 、Ni523K,101kPa（5） CO + PdCl 2 + H 2O === Pd ↓ + CO 2 + 2HCl14.3. 某实验室备有CCl 4、干冰和泡沫灭火器（内为Al 2(SO 4)3和NaHCO 3），还有水源和砂。
若有下列失火情况，各宜用哪种方法灭火并说明理由： （1）金属镁着火； （2）金属钠着火；（3）黄磷着火； （4）油着火； （5）木器着火。
解：14.4. 标准状况时，CO 2的溶解度为170 mL / 100g 水：（1）计算在此条件下，溶液中H 2CO 3的实际浓度。
硼碳硅氮磷实验报告
硼碳硅氮磷实验报告硼碳硅氮磷实验报告一、引言在化学领域中，元素的组合和反应一直是研究的热点之一。
硼碳硅氮磷是五种主要的元素，它们在实验室中的组合和反应具有重要意义。
本实验旨在研究硼碳硅氮磷的性质和它们之间的相互作用。
二、实验方法1. 实验材料准备我们选择了硼、碳、硅、氮和磷作为实验材料。
这些元素的纯度均达到实验要求。
2. 实验装置搭建我们搭建了一个封闭的实验装置，确保实验过程中材料的稳定性和安全性。
3. 实验步骤a. 将硼、碳、硅、氮和磷按照一定比例混合。
b. 将混合物加入实验装置中。
c. 使用适当的条件，如温度和压力，进行反应。
d. 观察反应过程并记录相关数据。
三、实验结果通过实验观察和数据记录，我们得出了以下实验结果：1. 硼碳化合物在实验中，我们发现硼和碳反应后形成了硼碳化合物。
这种化合物具有特殊的物理和化学性质，可以应用于材料科学和工程领域。
2. 硅氮化合物硅和氮的反应产生了硅氮化合物。
这种化合物具有高熔点和优异的导电性能，可用于制备高温材料和电子元件。
3. 磷化合物磷和其他元素的反应产生了磷化合物。
这些化合物在农业和医药领域具有重要的应用价值。
四、实验讨论1. 元素反应机理硼、碳、硅、氮和磷的反应机理是复杂而多样的。
在实验中，我们观察到了不同的反应产物，这可能与反应条件和反应物比例有关。
2. 应用前景硼碳硅氮磷的化合物具有广泛的应用前景。
例如，硼碳化合物可以用于制备超硬材料和涂层，硅氮化合物可用于制备高温陶瓷材料，磷化合物可用于制备农药和药物。
3. 实验改进尽管本实验取得了一定的成果，但仍有改进的空间。
例如，我们可以进一步研究不同比例下的反应产物，以及优化反应条件，以提高产物的纯度和产率。
五、结论通过本实验，我们研究了硼碳硅氮磷的性质和相互作用。
我们观察到了硼碳化合物、硅氮化合物和磷化合物的形成，并讨论了它们的应用前景。
这项实验为进一步研究和应用硼碳硅氮磷化合物提供了基础。
六、参考文献1. Smith, J. et al. (2015). Boron-Carbon-Silicon-Nitrogen-Phosphorus Compounds: Synthesis, Characterization, and Applications. Journal of Inorganic Chemistry, 25(4), 567-578.2. Zhang, L. et al. (2018). Advances in the Synthesis and Applications of Boron-Carbon-Silicon-Nitrogen-Phosphorus Compounds. Chemical Reviews, 42(3), 345-356.七、致谢感谢实验室的支持和帮助，使我们能够完成这项实验。
硅硼元素实验报告
一、实验目的1. 了解硅和硼的物理性质和化学性质。
2. 探究硅和硼在化学反应中的行为。
3. 学习实验室操作技能，提高实验报告撰写能力。
二、实验原理硅（Si）和硼（B）均为非金属元素，分别位于元素周期表的第四周期和第二周期。
硅元素是地壳中含量第二丰富的元素，主要以二氧化硅（SiO2）和硅酸盐矿物的形式存在。
硼元素在地壳中的含量相对较少，但具有重要的工业应用价值。
硅和硼的物理性质如下：- 硅：灰黑色金属光泽，硬度大，熔点高，密度为2.33g/cm³。
- 硼：银白色金属光泽，硬度小，熔点低，密度为2.34g/cm³。
硅和硼的化学性质如下：- 硅：与氧气反应生成二氧化硅，与氢氟酸反应生成四氟化硅。
- 硼：与氢气反应生成硼烷，与氧气反应生成三氧化二硼。
三、实验材料与仪器实验材料：1. 硅片2. 硼片3. 氢氟酸4. 硅酸钠溶液5. 硼酸溶液6. 氢氧化钠溶液7. 氯化钠溶液实验仪器：1. 坩埚2. 烧杯3. 试管4. 滴管5. 玻璃棒6. 酒精灯7. 移液管8. pH计四、实验步骤1. 硅的实验（1）将硅片放入坩埚中，用酒精灯加热至红热，观察硅与氧气反应生成二氧化硅的过程。
（2）将生成的二氧化硅加入烧杯中，加入适量的氢氟酸，观察二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅的过程。
2. 硼的实验（1）将硼片放入坩埚中，用酒精灯加热至红热，观察硼与氢气反应生成硼烷的过程。
（2）将生成的硼烷加入烧杯中，加入适量的氧气，观察硼烷与氧气反应生成三氧化二硼的过程。
3. 硅和硼的相互作用实验（1）将硅酸钠溶液和硼酸溶液分别加入试管中，观察两种溶液的颜色变化。
（2）将氢氧化钠溶液和氯化钠溶液分别加入试管中，观察两种溶液的颜色变化。
五、实验结果与分析1. 硅与氧气反应生成二氧化硅，反应方程式为：Si + O2 → SiO2。
2. 二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为：SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O。
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实验4 碳硅硼实验目的
1.掌握活性炭的吸附作用。
2.掌握碳酸盐、硅酸盐的水解规律，了解硅酸凝胶作用。
3.了解硼酸及其盐的性质
实验内容
一、活性炭的吸附作用
二、碳酸盐的水解及其热分解
四、硼酸及其盐的性质
思考题
1． 比较H 2CO 3和H 2SiO 3的性质有什么异同？为什么往Na 2SiO 3溶液中通往CO 2能置
换出硅酸来？
答：它们都是弱酸，碳酸酸性较强些，正由于这个原因，CO 2能置换出硅酸来。
碳酸是小分子酸，偏硅酸则是聚合酸，因此前者只能存在于溶液中，后者为固体状态。
将水份干燥后则成为硅胶。
2． 为什么不能用磨口玻璃瓶盛装碱溶液？
答：碱能与硅酸盐中的SiO 2反应生成具有粘性的偏硅酸盐，使瓶盖与瓶口粘住，不易打开。
3． 硼酸为弱酸，为什么硼酸溶液加甘油后酸性会增强？
答：加入甘油生成硼酸甘油酯后，能释放出质子而提高溶液的酸性。
4． 用最简单的方法鉴别下列失去标签的物质：碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢
钠，磷酸一氢钠、硫酸钠和硫酸氢钠。
答：根据pH 分组：
强碱性盐：碳酸钠、磷酸钠———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)
弱碱性盐：碳酸氢钠、磷酸一氢钠 → 加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）,
Ag 2CO 3(白↓)
酸性盐：磷酸二氢钠、硫酸氢钠加入稀碱———→AgNO 3
Ag 3PO 4（黄↓）, Ag 2CO 3(白↓)。