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9.碳3

9.1元素碳3

1.1概述3

1.1.1碳的存在形式3

1.1.2碳的同位素4

1.1.3碳的成键型式6

1.1.4碳的化学性质7

1.1.5碳的分析9

1.2石墨10

1.2.1石墨的生产和应用10

1.2.2石墨的结构10

1.2.3石墨的物理性质12

1.3金刚石13

1.3.1金刚石的结构和性质14

1.3.2金刚石的人工合成15

1.4无定形碳及其他形式的碳17

1.4.1煤18

1.4.2焦炭18

1.4.3木炭和活性炭18

1.4.4炭黑19

1.4.5碳纤维19

1.4.6玻璃态碳19

参考文献21

9.2碳化物与石墨化合物22

2.1离子碳化物22

2.1.1含有C4-离子的碳化物22

2.1.2含有C2-2离子的碳化物23

2.1.3镧系和锕系碳化物25

2.2间隙碳化物27

2.2.1 Ⅳ-Ⅵ族（Cr除外）过渡金属碳化物27

2.2.2 Cr及Ⅶ、Ⅷ族过渡金属碳化物28

2.3共价碳化物29

2.4石墨化合物32

2.4.1石墨共价化合物32

2.4.2石墨金属夹层化合物36

2.4.3其他石墨夹层化合物39

参考文献41

9.3碳的氧化物和碳酸盐42

3.1一氧化碳42

3.1.1一氧化碳的制备42

3.1.2一氧化碳的结构和性质42

3.1.3羰基配合物45

3.2二氧化碳和碳酸47

3.2.1二氧化碳的制备47

3.2.2二氧化碳的结构和性质48

3.2.3二氧化碳和碳酸50

3.3一氧化碳和二氧化碳的平衡52

3.4碳的其他氧化物54

3.5碳酸盐和碳酸氢盐55

3.5.1概述55

3.5.2碳酸钙（CaCO3）57

3.5.3碳酸钠和碳酸氢钠60

3.5.4碳酸氢铵60

参考文献61

9.4碳的其他化合物62

4.1碳卤化合物62

4.1.1四卤化碳62

4.1.2碳的含氧卤化物64

4.2碳氮化合物66

4.2.1氰66

4.2.2氰化氢67

4.2.3氰化物69

4.2.4氰的卤化物XCN73

4.2.5氨基氰及氰氨化钙74

4.2.6氰酸（HOCN）及异氰酸（HNCO）75

4.3碳硫化合物77

4.3.1 CS及硫羰配合物77

4.3.2二硫化碳及有关化合物77

4.3.3硫氰酸盐80

参考文献83

10.硅87

10.1元素硅87

1.1引言87

1.2硅的发现史87

1.2.1人类早期对天然硅酸盐的利用87

1.2.2硅单质的制备与早期生产方法88

1.2.3某些硅共价化合物的早期研究89

1.3硅的存在形式与分布90

1.4硅的核性质94

1.5硅的物理性质96

1.6硅的化学性质100

1.6.1硅与无机酸、碱和水的反应100

1.6.2硅与氧的反应102

1.6.3硅与卤族元素及卤化物的反应104

1.6.4硅与其他非金属元素的反应106

1.6.5硅与金属的反应107

1.6.6硅原子凝聚反应108

1.7生物圈中的硅109

1.7.1自然界的硅循环109

1.7.2硅在生物体中的分布及其生物效应111

1.8硅的生产和应用113

1.8.1硅铁的应用和生产114

1.8.2化学工业用硅114

1.8.3超纯硅材料的应用与生产115

1.9硅的分析化学117

1.9.1硅元素定性分析117

1.9.2硅的定量分析118

参考文献119

10.2硅的化合物（一）121

2.1氢化物121

2.1.1一氢化硅与二氢化硅121

2.1.2“不饱和”氢化物122

2.1.3聚硅烯（SiH2）x122

2.1.4硅烷（Sin H2n+2）122

2.1.5氘化物129

2.2卤化物129

2.2.1氟化物129

2.2.2氯化物133

2.2.3溴化物134

2.2.4碘化物135

2.2.5高级卤化物（SinX2n+2）136

2.2.6三元四卤化物（SiXnX＇4-n）138

2.2.7假卤化物140

2.3卤代硅烷（SiHnX4-n）142

2.3.1制备和性质142

2.3.2对烯烃和炔烃的加成反应145

2.4第Ⅴ、Ⅵ族硅烷衍生物147

参考文献150

10.3硅的化合物（二）154

3.1一氧化硅（SiO）154

3.2二氧化硅（SiO2）156

3.2.1天然二氧化硅的形态分类157

3.2.2二氧化硅的物理性质159

3.2.3二氧化硅的化学性质161

3.2.4二氧化硅与其他氧化物的反应162

3.3硅酸盐168

3.3.1硅酸盐分类168

3.3.2含独立阴离子团的硅酸盐171

3.3.3含阴离子长链的硅酸盐172

3.3.4含层状结构的硅酸盐172

3.3.5含三维聚阴离子的硅酸盐173

3.4硅酸及有关化合物175

3.4.1单分子型硅酸175

3.4.2聚分子硅酸176

3.4.3胶态二氧化硅178

3.4.4硅胶178

3.5硅酸的有机酯179

3.5.1正硅酸四乙酯［Si（OC2H5）4］179

3.5.2其他正硅酸酯181

3.5.3高级硅酸的酯类182

3.5.4硅酸酯的其他反应182

参考文献185

10.4硅的化合物（三）186

4.1硅的金属化合物和硅合金186

4.1.1 ⅠA金属的硅化物186

4.1.2 ⅡA金属的硅化物186

4.1.3 ⅢA金属的硅化物188

4.1.4硅与ⅣA族元素188

4.1.5过渡金属的硅化物188

4.1.6镧系及锕系金属的硅化物192

4.2碳化硅192

4.2.1碳化硅的制备193

4.2.2物理性质193

4.2.3化学性质194

4.2.4碳化硅的应用195

4.3含Si—N键的化合物196

4.3.1氮化硅（Si3 N4）196

4.3.2其他含Si—N键化合物198

4.4硅与硫族元素的化合物200

4.4.1硅的硫化物200

4.4.2硅的硒化物与碲化物202

4.5四乙酸硅及其他有关化合物203

4.6硅（Ⅳ）的配合物205

4.6.1氟硅酸与氟硅酸盐205

4.6.2硅钼酸和其他含硅杂多酸及其盐类206

4.6.3卤代硅烷与胺的加合物206

4.6.4硅的螯合物208

参考文献209

10.5有机硅化合物211

5.1 Si—C键的性质212

5.1.1 Si—C键键长212

5.1.2 Si—C键键能与反应性质213

5.2有机硅卤化物214

5.2.1制备方法214

5.2.2烷基及芳基氯代硅烷的性质和反应217

5.2.3其他有机卤代硅烷223

5.2.4其他类型的有机硅中间体224

5.3其他有机硅化合物226

5.3.1有机硅酸酯226

5.3.2有机硅醇227

5.3.3有机硅氧烷（纯化合物）227

5.3.4有机硅胺及有机硅氨烷233

5.3.5有机硅的硫化物与有机硅硫醇236

5.4硅酮聚合物237

5.4.1硅（酮）油239

5.4.2硅（酮）橡胶240

5.4.3硅（酮）树脂241

5.4.4界面膜243

5.4.5硅酮分析化学244

参考文献250

11.锗分族255

11.1锗255

1.1元素锗255

1.1.1锗的发现史255

1.1.2锗的存在和分布255

1.1.3锗的生产257

1.1.4锗的应用258

1.1.5锗的同位素259

1.1.6锗的物理性质259

1.1.7锗的化学性质263

1.1.8锗合金264

1.1.9锗在生物体中的作用265

1.1.10锗的分析化学265

1.2锗（Ⅰ）、锗（Ⅲ）化合物269

1.2.1锗（Ⅰ）化合物269

1.2.2锗（Ⅲ）化合物269

1.3锗（Ⅱ）化合物270

1.3.1二氢化锗［聚锗烯，（GeH2）x］270

1.3.2二卤化锗270

1.3.3一氧化锗，氢氧化亚锗272

1.3.4锗（Ⅱ）的硫族化合物273

1.3.5锗（Ⅱ）的氮族化合物274

1.4锗（Ⅳ）化合物274

1.4.1锗烷274

1.4.2四卤化锗，卤代锗烷276

1.4.3二氧化锗和锗酸盐282

1.4.4锗（Ⅳ）的硫族化合物285

1.4.5氮化锗（Ⅳ）和二亚胺锗286

1.4.6含氧酸的锗（Ⅳ）盐286

1.4.7锗-水体系的电势-pH图287

1.5锗的配位化合物290

1.5.1卤合锗（Ⅱ）酸盐290

1.5.2卤合锗（Ⅳ）酸及其盐291

1.5.3硫代锗（Ⅳ）酸及其盐292

1.5.4锗钼酸和锗钨酸292

1.6有机锗化合物293

1.6.1有机锗化合物的制备方法293

1.6.2四烷基，四芳基锗294

1.6.3有机锗氢化物294

1.6.4有机锗卤化物294

1.6.5有机锗氧化物（氢氧化物）295

参考文献295

11.2锡297

2.1元素锡297

2.1.1锡的发现史297

2.1.2锡的存在和分布297

2.1.3锡的生产297

2.1.4锡的应用300

2.1.5锡的同位素300

2.1.6锡的物理性质300

2.1.7锡的核磁共振性质304

2.1.8锡的Mossbauer谱304

2.1.9锡的化学性质305

2.1.10锡合金307

2.1.11锡在生物体内的作用307

2.1.12锡的分析化学307

2.2锡（Ⅱ）化合物310

2.2.1二卤化锡310

2.2.2一氧化锡、氢氧化亚锡和亚锡酸盐315

2.2.3锡（Ⅱ）的硫族化合物317

2.2.4含氧酸的锡（Ⅱ）盐320

2.3锡（Ⅳ）化合物322

2.3.1锡的氢化物322

2.3.2四卤化锡和卤氧化锡323

2.3.3假卤化锡329

2.3.4二氧化锡329

2.3.5锡酸盐331

2.3.6过锡酸及其盐332

2.3.7锡（Ⅳ）的硫族化合物333

2.3.8含氧酸的锡（Ⅳ）盐335

2.3.9锡-水体系的电势-pH图337

2.4锡的配位化合物341

2.4.1锡（Ⅱ）的配位化合物341

2.4.2锡（Ⅳ）的配位化合物343

2.5有机锡化合物345

2.5.1四烷基，四芳基锡345

2.5.2有机锡氢化物347

2.5.3有机锡卤化物348

2.5.4有机锡氧化物350

2.5.5其他有机锡化合物351

参考文献351

11.3铅353

3.1元素铅353

3.1.1铅的发现史353

3.1.2铅的存在和分布353

3.1.3铅的生产354

3.1.4铅的应用355

3.1.5铅的同位素355

3.1.6铅的物理性质357

3.1.7铅的核磁共振性质358

3.1.8铅的化学性质358

3.1.9铅合金359

3.1.10铅在生物体内的作用360

3.1.11铅的分析化学361

3.2铅（Ⅱ）化合物363

3.2.1二卤化铅363

3.2.2假卤化铅（Ⅱ）369

3.2.3卤氧化铅（Ⅱ）371

3.2.4一氧化铅和铅（Ⅱ）酸盐371

3.2.5铅（Ⅱ）的硫族化合物375

3.2.6铅（Ⅱ）的氮族化合物379

3.2.7含氧酸的铅（Ⅱ）盐379

3.3铅（Ⅳ）化合物390

3.3.1铅（Ⅳ）的氢化物390

3.3.2四卤化铅390

3.3.3铅（Ⅳ）的氧化物与铅（Ⅳ）酸盐392

3.3.4含氧酸的铅（Ⅳ）盐397

3.3.5铅-水体系的电势-pH图398

3.4铅的配位化合物401

3.4.1铅（Ⅱ）的配位化合物401

3.4.2铅（Ⅳ）的配位化合物405

3.5有机铅化合物405

3.5.1四烷基、四芳基铅405

3.5.2有机铅氢化物406

3.5.3有机铅卤化物407

3.5.4有机铅氧化物和羟化物408

3.5.5其他有机铅化合物408

参考文献411