4A族元素(二) The Group 4A ElementsⅡ

化學原理啟迪445

Belstaff Fall/Winter 2013-2014

1.     碳與其他4A族元素不同，碳能夠生成π鍵；這是CO2和SiO2的性質與結構，完全不同的原因。

2.     下表顯示，「C－C鍵」和「Si－O鍵」比「Si－Si鍵」強，這是碳經常能夠形成「C－C鍵」，矽經常能夠形成「Si－O鍵」的部分原因。

化學鍵：C－C

鍵能（kJ/mol）：347

化學鍵：Si－Si

鍵能（kJ/mol）：340

化學鍵：Si－O

鍵能（kJ/mol）：368

3.     徐弘毅注：鍵能的定義是在標準狀態下，分子拆開成原子時，每種化學鍵所需的能量；

鍵能的數值比較小，代表拆開花費的力量比較小，也代表將原子們組成分子的化學鍵能量比較小，意味著這些原子只需要很小的能量，便能夠保持穩定。

所以，「C－C鍵」和「Si－O鍵」的能量數值較「Si－Si鍵」小，顯然它們比較穩定，鍵能較強。

4.     碳能生成石墨與鑽石，石墨與鑽石是同素異形物，組成元素都是碳，然而碳的排列結構不同。

5.     一氧化碳CO是碳的三種氧化物之一。一氧化碳在25℃、1atm下是氣體，它是無色無臭的有毒氣體。一氧化碳是含碳化合物燃燒的副產品，當供應的氧氣不足時，含碳化合物燃燒會產生一氧化碳。

6.     溫帶地區的冬天，常因為屋子的暖氣排氣孔堵塞而發生一氧化碳中毒意外。

7.     一氧化碳的化學鍵，路易斯結構是：C≡O：，鍵結的碳與氧是sp混成軌域，它們互相吸引形成1個σ鍵和2個π鍵。

8.     二氧化碳是線型分子，其路易斯構造：

⁞O＝C＝O⁞

9.     碳原子是sp混成軌域，二氧化碳是人類和動物呼吸作用的產物，是石化燃料燃燒的產物。二氧化碳也是發酵作用的產物：

C6H12O6(aq)－Enzymes→2C2H5OH(aq)＋2CO2(g)

10. 二氧化碳溶於水，產生酸性溶液：

CO2(aq)＋H2O(l)←→H⁺(aq)＋HCO3^－(aq)

11. 二氧化三碳carbon suboxide是第三種氧化物，三氧化碳是線型分子，路易斯結構為：

⁞O＝C＝C＝C＝O⁞

這個分子的碳是sp混成軌域。

n  翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》