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單質(zhì)硅的性質(zhì)、用途和制備

硅也有無定形和晶形兩類同素異性體，前者為灰黑色粉末，后者為銀灰色、有金屬光澤的晶體；能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度的升高而增加。硅在化學(xué)性質(zhì)方面主要表現(xiàn)為非金屬性。象這類性質(zhì)介于金屬和非金屬之間的元素稱為“準(zhǔn)金屬”或“類金屬”或“半金屬”。準(zhǔn)金屬是制半導(dǎo)體的材料。

二氧化碳的主要來源與基本性質(zhì)

CO2在大氣中約占0．03％，海洋中約占0．014％。它還存在于火山噴射氣和某些泉水中。地面上的CO2主要來自煤、石油、天然氣及其它含碳化合物的燃燒、碳酸鈣礦石的分解、動(dòng)物的呼吸以及發(fā)酵過程。地面上的植物和海洋中的浮游生物則將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镺2，一直維持著大氣中O2與CO2的平衡。

一氧化碳的結(jié)構(gòu)、成鍵特征與化學(xué)性...

CO和水煤氣都是很好的氣體燃料。木炭或煤燃燒時(shí)的藍(lán)色火焰即CO的火焰。這性質(zhì)也使CO成為冶金方面的還原劑。它在高溫下可以從許多金屬氧化物如Fe2O3、CuO或PbO中奪取氧，使金屬還原。冶金工業(yè)中用焦炭作還原劑，實(shí)際上起重要作用的是CO。

無定形炭和碳的化學(xué)性質(zhì)

以木材、煤、骨頭或氣態(tài)氫化合物，包括天然氣等為原料，用隔絕空氣加熱或干餾等方法可以制得木炭、焦炭、骨炭和炭黑等多種無定形炭。無定形炭具有大的比表面（1g物質(zhì)所具有的總表面積），能吸附許多物質(zhì)在其表面上。經(jīng)過活化處理的無定形炭，其比表面增大，有高的吸附能力，稱為活性炭。它是常用的吸附劑，可用它凈化空氣、提純物質(zhì)，脫色和去臭等等。焦炭和木炭還用于冶金。

金剛石和石墨的性質(zhì)和用途

石墨，由于它能導(dǎo)電，又具化學(xué)惰性，耐高溫而又易于成型和機(jī)械加工，所以在工業(yè)上有更多的用途。例如用它制電極和高溫?zé)犭娕?；制坩堝和冷凝器等化工設(shè)備；還用于制火箭噴嘴和宇宙飛船、導(dǎo)彈的某些部件和在核反應(yīng)堆中作中子減速劑等等。石墨粉可以作潤(rùn)滑劑、顏料和鉛筆芯。將石墨在紙上劃一下，它的片狀結(jié)構(gòu)就粘附在紙上而留下灰黑色痕跡。

碳硅硼的電子層結(jié)構(gòu)和成鍵特征

碳與硅的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為ns2np2，價(jià)電子數(shù)目與價(jià)電子軌道數(shù)相等，它們被稱為等電子原子。硼的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為2s2p1，價(jià)電子數(shù)少于價(jià)電子軌道數(shù)，所以它是缺電子原子。這些元素的電負(fù)性大，要失去價(jià)電子層上的1～2個(gè)p電子成為正離子是困難的，它們傾向于將s電子激發(fā)到p軌道而形成較多的共價(jià)鍵，所以碳和硅的常見氧化態(tài)為＋Ⅳ，硼為＋Ⅲ。

氮族元素的惰性電子對(duì)效應(yīng)

氮族大多數(shù)化合物表現(xiàn)出＋Ⅴ氧化態(tài)的穩(wěn)定性從P到Bi逆減，例如它們的氧化物：P4O10對(duì)熱較穩(wěn)定；As2O5加熱時(shí)分解為As2O3；Sb2O5加熱時(shí)分解為Sb2O3；Bi2O3極不穩(wěn)定。從它們＋Ⅴ氧化態(tài)→＋Ⅲ氧化態(tài)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來看也體現(xiàn)這種通變的傾向。

三氯化磷與五氯化磷

三氯化磷是無色液體，在PCl3分子中，P原子軌道是以sp3雜化的，分子形狀為三角錐，在P原子上還有一對(duì)孤電子對(duì)（見圖13－6），因此，PCl3可以向金屬離子配位而形成配合物，能與鹵素加合生成五鹵化磷。在較高溫度或有催化劑存在時(shí)，可以與氧或硫反應(yīng)生成三氯氧磷POCl3或三氯硫磷PSCl3。PCl3易水解生成亞磷酸和氯化氫。

磷的同素異性體及其性質(zhì)

磷有多種同素異性體，如白磷、紅（或紫）磷和黑磷，其中常見的是白磷和紅磷。純白磷是無色而透明的晶體，遇光即逐浙變?yōu)辄S色，所以又叫黃磷。黃磷劇毒，誤食0．1克就能致死，皮膚若經(jīng)常接觸到單質(zhì)磷也會(huì)引起吸收中毒。白磷不溶于水易于CS2中，經(jīng)測(cè)定，不論在溶液中或在蒸氣狀態(tài)，磷的分子量都相當(dāng)于分子式P4。

硝酸的物理化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)

純硝酸是無色液體，沸點(diǎn)356K，在231K下凝成無色晶體。硝酸和水可以按任何比例混合。恒沸點(diǎn)溶液的濃度為69．2％，沸點(diǎn)為394．8K，密度為1．42g·ml-1，約16mol·L-1，即一般市售的濃硝酸。濃硝酸受熱或見光就按下式逐漸分解，使溶液呈黃色。