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1、碳 族 元 素ns2 np21氧化值最大配位数单质可形成原子晶体 金属晶体物理性质及递变性物理性质及递变性2键能键能F2Cl2Br2I2KJ/mol155243193151以此类推，以此类推，单键键能单键键能F-F Cl-Cl; -O-O- -S-S- ； N-N -Si-Si- 。 原子半径较大，削弱了孤对电子之间的排斥。原子半径较大，削弱了孤对电子之间的排斥。3P P区第二周期元素的特殊性：区第二周期元素的特殊性：kJ/molCCNNOO单键单键346159143双键双键616418495三键三键835946 在形成在形成p p键的过程中，原先形成的键的过程中，原先形成的s s键会加强键会
2、加强，因此因此N-N和和O-O双键或者三键的键能比预期的大。双键或者三键的键能比预期的大。C-C键由于键由于C原子半径较大，电子云重合程度较之原子半径较大，电子云重合程度较之N-N，O-O小，因此双键键能小于单键的两倍。小，因此双键键能小于单键的两倍。4第1节 碳单质及其化合物一、碳元素的单质 51、金刚石 原子晶体，硬度最大，熔点 （3823 K）最高的单质，化学性质很稳定。 碳原子 sp3 等性杂化，无离域 电子 ，不导电。四面体 62、石墨 硬度较小，熔点较高，表现出一定程度的化学活性。碳原子以 sp2 杂化，形成片层结构 。每个碳原子的未参与杂化的 p 电子，形成大 键。这些离域电子使
3、得石墨具有良好导电性。层间的分子间力很弱，所以层间易于滑动，故石墨质软具有润滑性。可制作电极、热电偶、坩埚、铅笔芯等。 73、碳原子簇C60 室温下为分子晶体，具有较高的化学活性。60 个碳原子构成近似于球形的 32 面体，即由 12 个正五边形和 20 个正六边形组成，相当于截角的正 20 面体。 每个碳原子以 sp2 杂化轨道和相邻三个碳原子相连，未参加杂化的 p 轨道在 C60 的球面形成大 键。 明确原子个数的碳原子聚集体富勒烯 足球烯巴克球Fullerene81985 年，C60 的发现是人类对碳认识的新阶段，是科学上的重要发现。美国科学家 Curl 和 Smalley 教授及英国科
4、学家 Kroto 教授为此获得 1996 年诺贝尔化学奖。(i) C60分子具有芳香性，可以合成C60Fn，作为超级润滑剂。(ii) C60笼内可以填入金属原子而形成超原子分子，作为新型催化剂或催化剂载体，具有超导性，掺K的C60，Tc = 18K，Rb3C60 Tc = 29K，它们是三维超导体。 (iii) C60晶体有金属光泽，其微晶体粉末呈黄色，易溶于苯，其苯溶液呈紫红色。C60分子特别稳定，进行化学反应时，C60始终是一个整体。94、无定形碳104、碳单质的还原性 在冶金工业上，焦炭用来还原金属氧化物，如：该反应为何在 1200 K 温度下进行？产物为什么是 CO，而不是 CO2？
5、该反应可以看作是下列两反应差的 1/2可通过各反应的 rGm 随温度 T 的变化来说明 。 11根据 rGm = rHm T rSm ，作 rGm 随温度 T 的变化曲线，是斜率为 -rSm 的直线。 12T1800 T/K T2 200400 600（c）（a）（b） bp（d） rGm /（kJmol1）C +O2 -CO2C +O2 -2CO2CO +O2 -2CO2Zn +O2 -ZnO在 (d) (b) 两线交点所对应的温度 T1 1200K 下，反应 (d) 和反应 (b) 的 rGm相等，反应 (1) 的 rGm = 0，当 T T1时，碳还原氧化锌的反应就可自发进行。13二、碳
6、的氧化物 1、一氧化碳 A、结构、结构 CO(6+8=14e-)与与N2（27=14e-）是等电子体是等电子体, 结构相似。结构相似。 :C O:C O:一个一个键键两个两个键键14B、制备a、实验室制备： 方法一：将甲酸滴加到热浓硫酸中，CO 气体在水中的溶解度很小，从水中逸出。 方法二：草酸晶体与浓硫酸共热，生成的混合气体通过固体 NaOH，吸收掉 CO2 和少量的水汽得到纯净的 CO。15b、工业制备： 将空气和水蒸气交替通入红热炭层，通入空气时： 2 C + O2 = 2 CO rHm = -221.04 kJmol-1 得到的气体的体积组成为： CO：CO2 ：N2 = 25 : 4
7、 : 70 （发生炉煤气） 通入水蒸气时的反应： C + H2O = CO + H2 rHm = 131.30 kJmol-1 得到的混合气体的体积组成为： CO ：CO2 ：H2 = 40 ：5：50 （水煤气）16C、性质a、在高温下，CO 能与许多过渡金属反应生成金属羰基配位化合物，例如 Fe(CO)5。b、还原剂：微量的 CO 通入 PdCl2 溶液中，会使溶液变黑，可鉴定 CO：c、剧毒172、二氧化碳 经典的分子结构：经典的分子结构：O=C=O C=O双键键长双键键长124pm (在在CH3-C-CH3中中) C O叁键键长叁键键长113pm CO2中，碳、氧之间键长中，碳、氧之间
8、键长116pm C：sp杂化杂化 ：O C O ：O18工业上CO2 用于制备纯碱、小苏打、碳酸氢铵、啤酒、饮料、干冰。在常压下，干冰不经熔化，于 194.5 K 时直接升华气化，因此常用来做制冷剂和人工造雨。着火的镁、Na、K在 CO2 气中能继续燃烧，所以 CO2 不助燃也是相对的。193、碳酸及其盐 在碳酸根离子中，中心碳原子采用 sp2 等性杂化，与 3 个氧原子分别成 键，确定了平面三角形离子。CO2溶于水，大部分CO2H2O，极小部分H2CO3。H2CO3 是二元弱酸，其解离平衡常数 如下: H2CO3 H+ + HCO3 K14.46107 HCO3 H+ + CO32 K24.
9、681011 碳酸的盐类有两种碳酸盐和碳酸氢盐。 3 + 1464 + 1345 + 20碱金属的碳酸盐及碳酸铵易溶于水，但 Li 和其它的金属的碳酸盐难溶于水。CaCO3 等 难 溶 的 碳 酸 盐 ， 其 对 应 的 碳 酸 氢 盐 Ca(HCO3)2 等的溶解度则较大。易溶的 Na2CO3 和 (NH4)2CO3 等，其对应的碳酸氢盐 NaHCO3 和 NH4HCO3 的溶解度却相对较小。 A、盐的溶解性 易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3100溶解度 45 16 156 60-2-21金属离子与碳酸盐的反应： MCO3Mn+ + CO32- M(OH)2 M2(
10、OH)2CO3 Ca2+、Sr2+、Ba2+等氢氧化物碱性强，碳酸盐的溶度积远小于氢氧化物的溶度积与上述沉淀剂相遇时生成碳酸盐，例如： Al3+、Fe3+、Cr3+ 、Sn2+、Sn4+和Sb3+等，其氢氧化物的溶度积远小于其碳酸盐的溶度积，易水解，与上述沉淀剂相遇时生成氢氧化物，例如：22 有些离子氢氧化物碱性弱，如Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+和Mg2+等将生成碱式碳酸盐沉淀。例如:为了得到正盐 MgCO3，可以使沉淀剂的碱性降低，即不用碳酸钠而改用碳酸氢钠溶液作沉淀剂: 4MgCO3Mg(OH)25H2OAl2Mg6(OH)16CO3 4H
11、2O硬水软化： 加热沉淀法：碳酸盐 碳酸氢盐， 加热除去暂时硬度离子交换法：长久硬度 硫酸盐、氯化物石灰-纯碱法：Ca(OH)2 Na2CO3 将HCO3-转为为CO32- Mg2+ Mg(OH)2 Mg2+ Ca2+ 23B、热稳定性 H2CO3MHCO3 ) 碱土金属碳酸盐碱土金属碳酸盐 过渡金属碳酸盐过渡金属碳酸盐 铵盐铵盐 Na2CO3 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T / 1800 900 315 350 282 价电子构型 8e- 8e_ (1 8+2)e_ 18e_ (9-17)e_24 根据与碳直接结合的原子的性质的不同，碳化物可以分成三类根据与碳直接结合
12、的原子的性质的不同，碳化物可以分成三类4. 碳化物离子型碳化物离子型碳化物 碳与碳与IA，IIA，IIIA 族金属形成的碳化物族金属形成的碳化物，不一定有离子键，不一定有离子键 如如CaC2， Mg2C3，Al4C3 等等。间充型碳化物间充型碳化物 半径大的重过渡金属原子充填碳原子晶格中形成，保持金属特性半径大的重过渡金属原子充填碳原子晶格中形成，保持金属特性如如 Zr，Hf，Nb，Ta，Mo，W ，Fe等等，高熔沸点，高熔沸点 耐火材料耐火材料共价型碳化物共价型碳化物 碳与具有较大电负性元素形成的碳化物，典型的如碳与具有较大电负性元素形成的碳化物，典型的如SiC、B4C，高熔点，高硬度高熔点
13、，高硬度25第 2 节 硅单质及其化合物一、硅元素的单质 分为晶体和无定型体。晶体硅呈灰黑色，高熔点，高硬度。金刚石结构。硅的所有价电子参与 键的形成，一般条件下不导电。当高纯硅中掺杂少于百万分之一的磷原子时，成键后就有了多余的电子；若杂质是硼原子，成键后就有了空轨道。掺杂了的高纯硅是良好的半导体材料。26高纯度单晶硅片切割和刻蚀成高纯度单晶硅片切割和刻蚀成集成电路集成电路271、硅的制备 粗硅的取得：SiO2 + 2C = Si（粗） + 2CO粗硅提纯： Si + 2 Cl2 = SiCl4 ( l )精馏得纯SiCl4 ，用活泼金属锌或镁还原 SiCl4 得纯硅： SiCl4 + 2 Z
14、n = Si (纯) + 2 ZnCl2用区域熔融法进一步提纯得到生产半导体用的高纯硅。SiO2800273 1273 200400 600（a）（b）（c）（d）rGm /（kJmol1）282、硅的化学性质 2Mg + Si = Mg2Si 硅遇到氧化性的酸发生钝化性，它可溶于HFHNO3的混合酸中 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O 硅与氢氟酸反应：Si + 4HF = SiF4 + 2H2 SiF4 + 2HF = H2SiF6 硅在高温下与水蒸气反应：Si + 2H2O(g) = H2SiO3 + 2H2 常温下，不活泼，除氟气、强碱外
15、，不跟其他物质起反应。常温下，不活泼，除氟气、强碱外，不跟其他物质起反应。Si +2F2 = SiF4 Si + 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2 在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。高温下化学性质活泼。在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。高温下化学性质活泼。29二、硅的氢化物 化学式：SinH2n+2，最有代表性的是甲硅烷 SiH4。1、硅烷的制备 高温灼烧：SiO2 + 4 Mg = Mg2Si + 2 MgO Mg2Si 与酸反应： Mg2Si + 4 HCl = SiH4 + 2 MgCl2 提纯：SiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCl + Al
16、Cl3 Mg2Si + 2H2SO4 = SiH4 + MgSO4 Mg2Si + 4NH4Br = SiH4 + 2MgBr2 + 4NH3 30 C Si sp sp2 sp3 sp3 sp3d2 4 6键离解能键离解能 C-C 345.6 Si-Si 222/kJmol-1 C-H 411 Si-H 295 C-C 键距短，烷种类多；键距短，烷种类多； Si-Si 键距长（键距长（15个个Si），硅烷种类少），硅烷种类少。Si-Si键较长，易断；硅烷化性比相似烃更活泼。键较长，易断；硅烷化性比相似烃更活泼。2 2、 C C与与SiSi的比较的比较杂化态杂化态C.N.max313、硅烷的性
17、质 (1)自燃：(2) 强还原性：(3) 水解：(4)热稳定性差： 还原性还原性 CH4 SiH4 GeH4 注意比较：碳烷、硅烷和锗烷的相关性质注意比较：碳烷、硅烷和锗烷的相关性质32三、硅的含氧化合物 1、二氧化硅A、结构： Si 采用 sp3 杂化轨道与氧形成硅氧四面体。硅氧四面体金刚石 二氧化硅 33无定型体：石英玻璃、硅藻土、燧石晶体： 天然为石英，原子晶体纯石英：水晶含有杂质的石英：玛瑙，紫晶玛瑙欧泊OPAL34B、性质： 常温下 SiO2 对于盐酸、硫酸、硝酸等显惰性。 与 HF 作用 SiO2 + 4 HF = SiF4 + 2 H2O SiO2 + 6 HF = H2SiF6
18、 + 2 H2O 与热的强碱溶液及熔融的碳酸钠作用 SiO2 + 2 OH- = SiO32- + H2O SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2水玻璃 泡花碱35硅胶的制备： 用于气体干燥，气体吸收，液体脱水，色层分析等，也用做催化剂。吸收水分，吸湿量约达40%。变色硅胶是在其中加入氯化钴,干燥时呈蓝色，吸水后呈红色。可再生反复使用。脱附加热的温度控制在120-180。 通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，其化学分子式为 mSiO2 nH2O。具有多孔性、比表面积大。 硅酸钠硅酸钠硅酸凝胶H+水洗涤，除杂质，干燥焙烘硅胶36
19、无水CoCl2 CoCl26 H2O各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度：粗孔硅胶不得高于600；细孔硅胶不得高于200；蓝胶指标剂（或变色硅胶）不得高于120；硅铝胶不得高于350。372、硅酸和硅酸盐SiO2是硅酸的酸酐，但不溶于水；所以硅酸制备是通过SiO2先制备可溶性硅酸盐，在酸化得到。硅酸溶解度小，是二元弱酸：K1 2.511010， K2 1.551012硅酸（ x SiO2 y H2O )x = 1 ， y = 1 ， H2SiO3 偏硅酸x = 1 ， y = 2 ， H4SiO4 正硅酸 x = 2 ， y = 1 ， H2Si2O5 二偏硅酸x = 2 ， y =
20、3 ， H6Si2O7 焦硅酸38A、溶解性：除IA族元素硅酸盐可溶外，其它皆难溶。常用的为可溶的偏硅 酸 盐 如 Na2SiO3长 期 贮 放NaOH、Na2CO3 的瓶子不能用玻璃塞，要用橡胶塞。B、硅酸盐的水解：SiO32- 水解呈碱性，若在其中加入 NH4+ 或通入 CO2 则会发生完全水解：水水中中花花园园393、硅酸盐的结构 单聚硅酸根 单个的硅氧四面体，SiO = 14，化学式为SiO44-例如自然界中的橄榄石 Mg2SiO4。 二聚硅酸根 两个硅氧四面体通过共用一个氧原子连结起来，Si和O的原子数之比是13.5，化学式为Si2O74-。例如自然界中的钪硅石 Sc2Si2O7。S
21、iOOOO正硅酸根正硅酸根 SiO44焦硅酸根焦硅酸根 Si2O76 40 链聚硅酸根：许多硅氧四面体连结成无限长的链，相邻两个硅氧四面体共用 1 个氧原子。阴离子硅酸根链之间分布着带正电的金属离子，靠静电引力使链结合在一起，这类硅酸盐具有纤维状结构，如石棉。 Si n O 3n + 1 ( 2n + 2 ) 蓝石棉蓝石棉 温石棉温石棉41 片状聚硅酸根：每一个硅氧四面体通过共用 3 个氧原子分别与邻近 3 个硅氧四面体连接，形成片层状结构，片层之间靠金属离子的静电引力结合在一起，如云母。云母 KMg3(OH)2Si3AlO1042 网络状聚硅酸根：硅氧四面体间通过共用 4 个氧原子而组成各种
22、三维网络结构。SiO = 12，化学式为SiO2。如果在某个硅氧四面体中有铝原子代替了硅原子，形成的铝硅酸根网络骨架中就带了负电荷，因此在骨架的空隙中必须有平衡骨架负电荷的阳离子存在。如用作催化剂或催化剂载体的沸石分子筛。泡沸石：Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O434、分子筛合成铝硅酸盐具有笼形三维结构，可以有选择地吸附一定大小的分子，称为沸石分子筛。优点：分子筛的选择性远远高于活性炭等吸附剂。用于分离、提纯物质，或作催化剂载体。超笼超笼 立方笼立方笼钠沸石钠沸石笼笼 A型分子筛 一种含结晶水的铝硅酸盐多孔性晶体（“分子筛”）M2/nOAl2O3xSiO2yH2O44四、硅的卤化物
23、SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4聚集态 g l l s溶沸点 低 高1、制备：SiO2 比 SiCl4 稳定，以此反应需要和焦炭共热：反应反应耦合耦合452、水解性： 室温下 SiCl4 为无色带刺激性的液体， 在潮湿空气中水解产生白色的烟雾：SiF4 为无色带刺激性臭味的气体、易溶于水并水解：？CCl4为什么不能水解？为什么不能水解？四步水解 H4SiO41、还原性： SiHCl3 +H2 = Si +3 HCl46sp3d第 3 节 锗、锡、铅一、单质 锡的表面有氧化膜，铅也有保护膜，是碱式碳酸盐。 锗：银白色，硬金属，熔点高，高纯锗是一种良好的半导体材料。铅：暗灰色，软金属，熔
24、点低。蓄电池、阻止X、g射线锡：有三种同素异形体：白锡是银白略带蓝色的金属，有延展性，可以制成器皿。低温小心锡疫。471、单质与酸作用48四乙基铅是汽油抗震剂。其fHm= 217.6kJmol1，但在常温下尚能稳定存在。由于用Pb(C2H5)4作为汽油抗震剂，汽油燃烧后的废气中含有铅的化合物，污染环境，已开发出不含铅的抗震剂，称为无铅汽油。492、单质与碱作用Ge ( II ) 不稳定，生成 Ge ( IV )3、与氧化性酸反应 aPb与任何浓度的硝酸反应都得到Pb(NO3)2; bSn与浓HNO3反应得到Sn(IV)，与稀HNO3反应得到Sn(II) 3Sn + 8HNO3(稀) = 3Sn
25、(NO3)2 + 2NO + 4H2O Sn + HNO3(浓) = H2SnO3 + 4NO2 + H2O 硝酸不能将 Pb 氧化到 + 4 氧化态 50二、锗、锡、铅的化合物1、氧化物MO 两性偏碱，MO2 两性偏酸，均不溶于水。SnO(蓝色) ； SnO2(灰色)PbO（黄色，又名密陀僧）； PbO2（棕黑色） Pb2O3(橙色)，可看作：PbOPbO2Pb3O4(红色)，又名铅丹，可看作：2PbOPbO2Pb3O4 + 4 HNO3 = 2 Pb(NO3)2 + PbO2 + 2 H2O Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 (黄， 鉴别 Pb2+ )512、PbO2 的氧化性
26、制备：必须在碱性条件下完成:Pb(OH)3- + ClO- = PbO2 + Cl- + OH- + H2OPbO2 在酸性介质中有强的氧化性： 5 PbO2 + 2 Mn2+ + 4 H+ = 5 Pb2+ + 2 MnO4- + 2H2O PbO2 + 4 HCl = PbCl2 + Cl2 + 2 H2O6s2惰性电子对效应523、锗、锡、铅的含氧酸或氢氧化物A、酸碱性 Pb(OH)3Pb(OH)2(s,白）白）Pb2+HNO3或或 HAc适量适量OH过量量OHSn(OH)2 (s,白）白）Sn2+过量量OH适量适量 OHH+Sn(OH)3Sn(OH)62Sn4+-H2SnO3 (s,
27、白胶状白胶状)H+静置过量量OHNH3H2O 浓浓HNO3Sn -H2SnO3 (s,白微晶白微晶)，不溶于酸或碱，不溶于酸或碱Sn(OH)3- = Sn(OH)62- + Sn53B、Sn2+ 的还原性： 在酸碱中，还原能力都比较强 2 HgCl2 + SnCl2 + 2 HCl = Hg2Cl2(白) + H2SnCl6 Hg2Cl2 + SnCl2 = H2SnCl6 + 2Hg(黑) （鉴定（鉴定 Sn2+和和Hg2+）3 Sn(OH)3- + 2 Bi 3+ + 9 OH- = 3 Sn(OH)62- + 2 Bi(黑) （鉴定（鉴定 Bi3+ ）544、锗、锡、铅的卤化物卤化物可以
28、分成 MX2和 MX4 两大类。四碘化铅和四溴化铅不能稳定存在。 易水解： SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl + H+ + Cl- 配制 SnCl2 溶液时要加盐酸和锡粒 SnCl4 + 2 Cl- = SnCl62- PbI2 + 2 I- = PbI42-555、锗、锡、铅的硫化物A、颜色、溶解性、酸碱性 +2 +4 SnS(灰褐) SnS2(黄) PbS(黑) 碱性 酸性 以上硫化物均难溶于水和非氧化性稀酸如HCl，而 GeS 和 GeS2 在水中有一定的溶解度。56B、 与 NaOH 和碱性硫化物反应:3 SnS2 + 6 NaOH = 2 Na2SnO3 + Na2SnS
29、3 + 3 H2O GeS2 (白) + Na2S = Na2GeS3 (硫代锗酸钠) SnS2 (黄) + Na2S = Na2SnS3 SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3硫代酸盐遇酸分解: SnS32- + 2 H+ = SnS2 + H2S57GeS 和 SnS 属于低价态的硫化物，有较强的还原性，可以被氧化性的过硫化钠 Na2S2 氧化: GeS + Na2S2 = GeS2 + Na2S SnS + Na2S2 = SnS2 + Na2SPbS 不溶于 Na2S 和 Na2S2 溶液，但可用浓 HCl 和稀HNO3 将其溶解： PbS + 4 HCl(浓) = H
30、2PbCl4 + H2S 3 PbS + 8 HNO3 = 3 Pb(NO3)2 + 3 S + 2 NO + 4 H2O586、铅的其它难溶盐5960专题讨论：专题讨论：共价化合物的水解性（1 1）影响共价化合物水解因素）影响共价化合物水解因素 中心原子价层结构（中心原子所处周期、配位情 况、空轨、半径大小等）。 空间效应（中心原子半径、配体的大小和数量）。 电负性效应（中心原子与配体电负性的差异）。 （2 2）机理）机理MXMXn n的水解机理与配合物的配体取代反应类似！的水解机理与配合物的配体取代反应类似！A A 机理机理(Association)(Association)。水分子与中心
31、原子。水分子与中心原子M M缔合，缔合，形成形成M-OHM-OH2 2键，然后键，然后M-XM-X键断裂，脱去键断裂，脱去H H+ +完成水解。完成水解。即缔合机理即缔合机理D D 机理机理(Dissociation)(Dissociation)。在水分子扰动下，。在水分子扰动下，M-XM-X键键先断裂，生成配位数少一的中间态，然后水分子先断裂，生成配位数少一的中间态，然后水分子配位。即解离机理配位。即解离机理I I机理机理。反应中一边断开。反应中一边断开M-XM-X键，一边形成键，一边形成M-OHM-OH2 2键，键，中间态具有较高的配位数，称为交换机理。中间态具有较高的配位数，称为交换机理
32、。62+H2O-HClH2O+HClSiCl4+H2O H4SiO4+4HClH4SiO4+4HClCCl4 不水解 SiCl4水解四步水解NF3 不水解; PF3水解BCl3+ H2O H2O水解水解 SF4(g)+H2O H2SO3+4HF不水解 冷水冷水水解 TeF6+6H2O H6TeO6+6HFSF4SF6TeF6P(OH)3+3HFNF3 不水解NCl3水解 NCl3+3H2O=NH3+3HClONHCl2+HClONH3 + HClO反复反复例题：例题： C和和Si是同一族元素，为什么是同一族元素，为什么CO2形成分子晶体，而形成分子晶体，而SiO2却是原子晶体？却是原子晶体？由
33、于由于C原子半径较小，当与原子半径较小，当与O原子结合时原子结合时pp键重叠较好，键键重叠较好，键能大，能大，CO双键的键能是双键的键能是CO单键的键能的两倍多，所以单键的键能的两倍多，所以CO2能形成稳定的直线形分子能形成稳定的直线形分子OCO，在固态时即形成分子晶体。，在固态时即形成分子晶体。Si原子半径比原子半径比C原子大得多，也比原子大得多，也比O原子的半径大得多，所以，当原子的半径大得多，所以，当与与O原子结合时原子结合时pp键重叠不够大，导致键重叠不够大，导致SiO双键的键能不够双键的键能不够大，只是大，只是SiO单键键能的一倍多，因此单键键能的一倍多，因此SiO双键不够稳定，容双
34、键不够稳定，容易打开，易打开，SiO2一个双键打开后形成两个一个双键打开后形成两个SiO单键，从能量上看单键，从能量上看是更有利的。是更有利的。再者由于再者由于Si中中3p与与3d的能量相近，在的能量相近，在Si和和O之间还可以形成之间还可以形成dp键，从而增大了键，从而增大了SiO单键的键能，键长将缩短，单键的键能，键长将缩短，SiO单键的单键的键能比键能比CO单键的键能大得多。所以在固体单键的键能大得多。所以在固体SiO2中，每个中，每个Si原子原子都与四个都与四个O原子以共价单键相结合，每个原子以共价单键相结合，每个O原子都与两个原子都与两个Si原子以原子以共价单键相结合，形成一个巨大的分子共价单键相结合，形成一个巨大的分子-SiO2原子晶体。原子晶体。
