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知识点归纳1元素化学

物质分类

(1):

1、氧化物:

酸性氧化物:

可以发生如下反应之一的氧化物

氧化物+H2O含氧酸或氧化物+OH—含氧酸盐+水

注意:

不能有多余物质参与反应或生成(如NO2不是酸性氧化物)

碱性氧化物:

可以发生如下反应之一的氧化物

氧化物+H2O碱或氧化物+H+盐+水

注意:

不能有多余物质参与反应或生成(如Na2O2不是碱性氧化物)

两性氧化物:

既是酸性氧化物又是碱性氧化物的氧化物

过氧化物:

具有O22—离子团的氧化物,如:

Na2O2,H2O2

2、酸、碱、盐

酸:

只能电离出一种阳离子——H+的电解质,其阴离子称为酸根

一元酸:

1个酸分子只能电离出最多1个H+的酸;

多元酸:

1个酸分子能电离出最多n个H+的酸,称n元酸(n≥2)

注意:

与酸中含有的氢原子个数无关,如:

CH3COOH是一元酸,但有4个H

碱:

只能电离出一种阴离子——OH—的电解质,其阳离子一般为金属离子或NH4+

盐:

由碱的阳离子和酸根结合生成的电解质

酸式盐:

可以电离出H+的盐,如:

NaHCO3

正盐:

不能电离出除碱的阳离子和酸根以外离子(不能电离出H+和OH—)的盐

碱式盐:

可以电离出OH—的盐,如:

Cu2(OH)2CO3

离子反应:

一、相关概念:

1、电解质:

在水溶液中或熔融状态下能导电(发生电离)的化合物。

①在水溶液或熔融时;②能电离;③化合物

强电解质:

在水中或熔融状态下能完全电离的电解质

主要包括:

强酸(HClO4、H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI)、

强碱(NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2)、

大多数盐及活泼金属氧化物

弱电解质:

在水中或熔融状态下只能部分电离的电解质

主要包括:

弱酸、弱碱

2、电离方程式书写:

(1)强电解质的电离用“=====”;弱电解质的电离用“

”。

(2)多元弱酸分步电离,以第一步为主,是衡量弱酸酸性相对强弱的标志,如碳酸电离:

H2CO3

HCO3—+H+,HCO3—

CO32—+H+,第一步决定碳酸酸性强弱。

多元弱碱以一步电离表示,如:

Fe(OH)3

Fe3++3OH—。

(3)强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐中酸式酸根不完全电离。

如:

NaHSO4:

NaHSO4=====Na++H++SO42—(水溶液中)

NaHSO4=====Na++HSO4—(熔融状态)

NaHCO3:

NaHCO3=====Na++HCO3—

例1:

27.(2014,新课标1)(15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强的还原性。

回答下列问题:

(1)H3PO2是一元中强酸。

写出其电离方程式______________。

解析:

(1)H3PO2为一元弱酸,为弱电解质,用“

”其电离方程式应为

H3PO2

H++H2PO2-

答案:

H3PO2

H++H2PO2-

二、离子反应:

有离子参与的反应(离子之间相互反应)

1、离子共存问题:

离子在溶液中若能反应,则不能共存。

离子反应发生的条件:

(1)在水溶液中进行复分解反应:

生成沉淀、气体、难电离物质(非电解质、弱电解质)

沉淀:

“钾钠铵硝皆可溶,盐酸盐不溶银亚汞;硫酸盐不溶钡铅钙,醋酸盐不溶铅,碳酸磷酸盐多不溶,硫化物只溶钾钠铵钡。

多数酸溶碱少溶,碱溶钾钠铵钡”。

(2)离子之间发生氧化还原反应:

强氧化剂+强还原剂

常见氧化剂与还原剂:

氧化剂

还原剂

活泼非金属单质:

X2、O2、S

活泼金属单质:

Na、Mg、Al、Zn、Fe

某些非金属单质:

C、H2、S

高价金属离子:

Fe3+、Sn4+

不活泼金属离子:

Cu2+、Ag+

其它:

[Ag(NH3)2]+、新制Cu(OH)2

低价金属离子:

Fe2+、Sn2+

非金属的阴离子及其化合物:

S2-、H2S、I-、HI、NH3、Cl-、HCl、Br-、HBr

含氧化合物:

NO2、N2O5、MnO2、Na2O2、H2O2、HClO、HNO3、浓H2SO4、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4、王水

低价含氧化合物:

CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2、

H2C2O4、含-CHO的有机物:

醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等

既作氧化剂又作还原剂的:

S、SO32-、HSO3-、H2SO3、SO2、NO2-、Fe2+及含-CHO的有机物

(3)发生双水解反应:

Fe3+与CO32-、HCO3-;Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、AlO2-等;

(4)发生配合反应:

如Fe3+与SCN—等;

例2:

8.(2014,广东卷)水溶液中能大量共存的一组离子是

A.Na+、Ca2+、Cl—、SO42—B.Fe2+、H+、SO32—、ClO—

C.Mg2+、NH4+、Cl—、SO42—D.K+、Fe3+、NO3—、SCN—

解析:

A项、Ca2+和SO42—结合生成CaSO4,CaSO4微溶不可大量共存;

B项:

酸性条件下(H+),ClO—具有强氧化性,能把Fe2+、SO32—等具有还原性的微粒氧化,发生氧化还原反应,不能大量共存;

D项:

Fe3+和SCN—发生配合反应,生成Fe(SCN)3不可共存。

答案:

C

2、离子方程式的书写:

(1)正确写出反应的化学方程式,辨认是否是离子反应。

(2)将溶解的强电解质改写成离子形式;难溶、难电离的物质、气体、氧化物、单质均写成化学式

(3)从化学方程式两边删去相等个数的同种离子,并使化学计量数最简化。

(4)检查原子个数、电荷、得失电子是否守恒。

正误判断:

看是否符合客观事实、化学式拆写是否正确、符号使用是否正确、是否遵循质量、电荷和得失电子守恒、是否漏写离子反应、反应物或产物的配比是否正确、是否符合题设条件的要求。

例3:

10.(2013,新课标2)能正确表示下列反应的离子方程式是()

A.浓盐酸与铁屑反应:

2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑

B.钠与CuSO4溶液反应:

2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+

C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:

CO32-+2H+=H2O+CO2↑

D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:

3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+

解析:

A项,浓盐酸与铁屑反应生成Fe2+,不符合客观事实;

B项,.钠与CuSO4溶液反应,Na先与水反应,生成的NaOH再与硫酸铜反应,不符合客观事实;

C项,是HCO3-与H+反应,离子的拆分不正确;所以选择D。

答案:

D

电化学

1、氧化还原反应:

(1)本质:

有电子的转移(包括电子得失和电子对偏移)

判断依据:

有元素化合价的升高或降低

氧化剂

还原剂

化合价降低(降)

化合价升高(升)

得到电子(得)

失去电子(失)

发生还原反应,被还原,对应产物为还原产物(还)

发生氧化反应,被氧化,对应产物为氧化产物(氧)

具有氧化性(氧)

具有还原性(还)

氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物;氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物

(2)常见氧化剂和还原剂:

氧化剂:

活泼非金属单质:

X2(卤素)、O2、O3、

高价金属离子:

Fe3+、Sn4+、Cu2+、Pb4+

较高价含氧化合物(离子):

MnO4—(H+)、MnO2、Cr2O7—、PbO2、ClO4—、ClO3—、ClO—、NO3—(H+)、H2SO4(浓)

过氧化物:

Na2O2、H2O2、

还原剂:

金属单质:

K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe

非金属单质:

H2、C、Si、S、P

低价金属离子:

Fe2+、Cu+、

低价态氧化物:

CO、NO、SO2、

非金属阴离子及其低价态化合物:

S2—、H2S、I—、HBr、HI、HCl

(3)氧化还原方程式配平:

原则:

得失电子守恒:

反应中还原剂失去电子的总数=氧化剂得到电子的总数

步骤:

①标:

标出化合价发生改变的元素的反应前后化合价

②等:

求出化合价升降的最小公倍数

③定:

根据②中的最小公倍数,确定参加氧化还原反应的物质的计量数

④平:

配平其他物质的计量数

⑤查:

检查是否符合原子守恒,电荷守恒,方程式是否规范

(4)得失电子守恒法:

①找出氧化剂,还原剂以及其对应的还原产物与氧化产物

②找准一个原子得失的电子数(注意分子化学式中的原子个数)

③根据题中物质的量和得失电子守恒列出方程:

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价—低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值

(5)未知氧化还原方程式书写:

①根据已知条件找到氧化剂与还原剂并写出对应产物

②配平参与氧化还原的物质

③运用电解质溶液中的阴阳离子补齐电荷(对于中性溶液,以增加生成物正负离子的方式配平)

④补齐除H,O以外的原子

⑤观察H,O原子比例,添加H2O以配平反应方程式

2、原电池与电解池

(1)原理:

原电池

电解池

电镀池

定义

将化学能转变为电能的装置

将电能转变成化学能的装置

应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置

形成条件

自发的放热氧化还原反应

活泼性不同的两电级

电解质溶液

形成闭合回路

两电级接直流电源

电解质溶液

形成闭合回路

在电解池基础上

镀层金属接正极,待镀金属接负极

电解质溶液中必须含有镀层金属的离子

电级

负极(阳极):

氧化反应,失电子

正极(阴极):

还原反应,得电子

阳极:

氧化反应,失电子

阴极:

还原反应,得电子

阳极:

镀层金属失电子

阴极:

镀层金属离子得电子

电子流向

负极

正极

电源负极

阴极

阳极

电源正极

均是氧化还原反应,计算时符合电子得失守恒

对于充电电池可看做原电池与电解池的结合,互为逆反应

金属的电化学腐蚀是因为构成了原电池。

金属的腐蚀快慢一般为:

电化学腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀

离子交换膜:

只允许阳离子或阴离子通过,提高电化学装置的效率提高电解质量。

惰性电级:

主要为Pt、Au、石墨做电级,这时电级不参与电化学反应。

(2)电化学方程式

①原电池正负极判断:

判断方式

负极

正极

电级材料(非惰性电级)

还原性较强

氧化性较强

电子得失

失电子

得电子

离子移动方向

阴离子移向的极

阳离子移向的极

发生反应

氧化反应

还原反应

反应现象(非惰性电级)

质量减小

质量增加或不变(电解质改变)

②常见原电池:

碱性锌锰电池:

负极:

Zn,Zn+2OH——2e—====Zn(OH)2

(一次电池)

正极:

MnO2,2MnO2+2H2O+2e—====2MnOOH+2OH—

总反应:

Zn+2MnO2+2H2O====Zn(OH)2+2MnOOH

电解质溶液:

KOH溶液

(二次电池)

铅蓄电池:

负极:

Pb,正极:

PbO2,电解质溶液为30%H2SO4溶液

放电:

负极:

Pb+SO42——2e—====PbSO4

正极:

PbO2+4H++SO42—+2e—====PbSO4+2H2O

充电:

阳极:

PbSO4+2H2O—2e—===PbO2+4H++SO42—

阴极:

PbSO4+2e—====Pb+SO42—

总反应:

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

氢氧燃料电池:

负极:

H2,正极:

O2,电解质溶液:

酸或碱

酸性电解质溶液:

负极:

2H2—4e—====4H+

正极:

O2+4H++4e—====2H2O

碱性电解质溶液:

负极:

2H2+4OH——4e—====4H2O

正极:

O2+2H2O+4e—====4OH—

总反应:

2H2+O2====2H2O

有机物燃料电池:

负极:

有机物,正极:

O2

电解质溶液:

酸或碱,熔融碳酸盐,熔融氧化物

酸性电解质溶液:

负极:

有机物+H2O—ne—

nH++CO2

正极:

O2+4H++4e—====2H2O

碱性电解质溶液:

负极:

有机物+OH——ne—

H2O+CO32—(CO2+OH—)

正极:

O2+2H2O+4e—====4OH—

熔融碳酸盐:

负极:

有机物+CO32——ne—

H2O+CO2

正极:

O2+2CO2+4e—====2CO32—

熔融氧化物:

负极:

有机物+O2——ne—

H2O+CO2

正极:

O2++4e—====2O2—

总反应:

有机物+O2

H2O+CO2(+N2)

关于有机物燃料电池负极失电子数计算:

1C—4e—,1H—1e—,1O+2e—,N不算。

即失电子数=4C+H-2O。

(适用于完全氧化)

不完全氧化:

失x个H和得到y个O,失电子数=x+2y

③原电池电级反应式书写:

列物质标得失电子看电解质配守恒(如加入H+或OH—)两式加验总式

复杂电级反应式=总反应式—较简单一级的电级反应式

④惰性电级电解规律:

惰性电级电解强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐的稀溶液时实际上是电解H2O

电解后要恢复原电解质溶液的浓度,可以加入是阴极与阳极产物的化合物。

⑤电解中电级反应式的书写:

产物的确定:

看电级:

活泼金属作阳极,则电级材料失电子,电级溶解,溶液中的阴离子不能失电子

惰性电级,看溶液中离子的得失电子能力,电级不参与反应

阳极产物判断:

根据离子失电子能力顺序:

S2—>SO2>I—>Fe2+>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

阴极产物判断:

根据离子得电子能力顺序:

NO3—>Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+

>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

(主要为金属活动顺序,Fe特殊)

电级方应式书写:

找电源定两级(连接电源正极为阳极,负极为阴极)定产物写电级反应式(阳极氧化反应,阴极还原反应)总反应式

元素化学

1、钠Na:

第三周期,ⅠA族(第一主族,也被称为碱金属族)

焰色反应黄色(检验K元素要通过蓝色钴玻璃观察为紫色)

(1)Na单质:

物理性质:

质地软,银白色,具有良好导电性、导热性,密度比水小、比煤油重,熔点较低。

化学性质:

具有强还原性

2Na+Cl2====2NaCl(点燃),

4Na+O2====2Na2O,2Na+O2====Na2O2(加热)

2Na+2H2O====2NaOH+H2

制取:

2NaCl(熔融)====2Na+Cl2

(通电)

(2)NaOH:

物理性质:

俗名烧碱、火碱、苛性钠,白色晶体,易吸水潮解,溶于水放热。

化学性质:

一元强碱,有强腐蚀性。

主要体现碱的性质。

(3)Na2O与Na2O2:

Na2O

Na2O2

物理性质

白色固体

淡黄色固体

化学性质

Na2O+H2O====2NaOH

2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2

Na2O+CO2====Na2CO3

2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2

无氧化性

具有强氧化性,产物有O2

用途与保存

制NaOH,密封保存

漂白剂、消毒剂、供氧剂,

密封保存

(4)Na2CO3与NaHCO3:

(鉴别)

Na2CO3

NaHCO3

俗名

纯碱、苏打

小苏打

化学性质

Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2

NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2

受热难分解

2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2

加热

用途

制造肥皂,洗涤剂

食品发泡、治疗胃酸过多、制造泡沫灭火器

相互转化

Na2CO3

NaHCO3(加H2O+CO2或少量H+)

NaHCO3

Na2CO3(加热)

溶解度

都溶于水,相同条件下,Na2CO3溶解度>NaHCO3(其他是酸式盐>正盐)

②鉴定:

利用热稳定性不同鉴定:

NaHCO3加热有CO2产生

利用与H+反应的速率不同:

等浓度下,NaHCO3的反应速率较快

利用与酸反应的过程不同:

逐滴加入H+,Na2CO3先没有气泡产生,之后产生气泡

利用碳酸盐与碳酸氢盐的溶解性不同:

CO32—多为沉淀,HCO3—可溶。

利用溶液碱性不同:

等浓度下,Na2CO3的pH>NaHCO3

③Na2CO3与NaHCO3混合反应时的浓度关系:

图像分析:

a点前发生反应为:

Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl

到达a点时所用HCl的量=混合液中Na2CO3的量

a——b点发生反应为:

NaHCO3+HCl====NaCl+CO2

+H2O

到达b点时,所用HCl的量=Na2CO3的量+NaHCO3的量

④侯氏制碱法(联合制碱法):

NaCl+NH3+CO2+H2O====NaHCO3+NH4Cl;2NaHCO3====Na2CO3+CO2+H2O(加热)

a制备氨盐水(饱和NaCl+NH3+H2O)

b通入CO2析出NaHCO3晶体,加热NaHCO3得到Na2CO3

c向滤液(NH4Cl、NaCl)中加入NaCl粉末并通入NH3析出NH4Cl,同时回收氨盐水

(5)amolNa2O2和bmolNaHCO3混合加热后的产物:

2、镁(Mg):

第三周期,ⅡA族(第二主族)

2Mg+O2====2MgO(点燃)

2Mg+CO2====2MgO+C(点燃)

Mg+N2=====Mg3N2(点燃)

Mg3N2+H2O====Mg(OH)2+NH3

Mg+H+====Mg2++H2

Mg+H2O====Mg(OH)2+H2

(加热)

MgO+H2O====Mg(OH)2(缓慢反应),MgO熔点很高,耐高温

制取:

MgCl2(熔融)====Mg+Cl2(通电)

MgCl2是无色、味苦、易溶于水的固体,易吸水,可做干燥剂。

3、钙(Ca):

第四周期,ⅡA族(第二主族)

Ca+2H2O====Ca(OH)2+H2

CaO(生石灰),Ca(OH)2(熟石灰)

CaO+H2O====Ca(OH)2(反应剧烈,放出大量热,CaO可做干燥剂)

Ca(OH)2+CO2====CaCO3

+H2O(鉴定CO2)

CaCO3====CaO+CO2

(煅烧,石灰的制法)

CaCO3+H+====Ca2++H2O+CO2

(实验室制CO2)

4、铝(Al)第三周期,ⅢA族(第三主族)

(1)物理性质:

地壳中含量最高的金属元素(地壳中含量最高的元素:

O、Si、Al、Fe、Ca),常温下Al在浓H2SO4和浓HNO3中会发生钝化(产生了致密的盐,防止进一步腐蚀);Al2O3白色固体,质地致密,可以防止进一步腐蚀,熔点很高。

(2)化学性质:

Al和Al2O3均可以与酸反应,也可以与碱反应(两性)

注意:

Al和NH3·H2O反应只会生成Al(OH)3沉淀,不会产生AlO2—,

AlO2—与H2CO3反应只会生成Al(OH)3沉淀,不会产生Al3+。

2Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe(高温)

(铝热反应,放出大量热,一般用Mg燃烧提供活化能,用KClO3助燃(提供O2))

铝线:

相邻不反应,反应取中间

(3)关于Al沉淀图像的问题:

在含Mg2+和Al3+的溶液中加入OH—,图像变化:

 

从0到a点,沉淀不断增多:

Al3++3OH—====Al(OH)3

Mg2++2OH—====Mg(OH)2

达到a点时沉淀为:

Al(OH)3+Mg(OH)2

a点到b点,沉淀减少:

Al(OH)3+OH—====AlO2—+2H2O

达到b点时沉淀为:

Mg(OH)2

其中a到b的n(OH—)=n(Al3+)=n(b)—n(a);n(Mg2+)=[n(a)—3n(Al3+)]/2

5、铁(Fe):

第四周期,Ⅷ族(第八族,也称铁族)

化学性质:

(1)Fe常温下Fe在浓H2SO4和浓HNO3中会发生钝化(产生了致密的盐,防止进一步腐蚀)。

3Fe+2O2====Fe3O4(点燃)

3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H2

(加热)

Fe+H+====Fe2++H2

Fe+Cu2+====Fe2++Cu

(2)FeO、Fe2O3、Fe3O4:

FeO

Fe2O3

Fe3O4

物理性质

黑色粉末,方铁矿

红棕色粉末,俗名铁红,铁锈主要成分,赤铁矿

磁性黑色粉末,磁铁矿

化学性质

都不溶于水或与水反应

FeO+2H+====Fe2++H2O

Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O

可看做FeO·Fe2O3

6FeO+O2====2Fe3O4

FeS:

黑色,俗名硫铁矿,经常与S单质伴生而使矿石呈黄色

(3)铁的冶炼:

碳还原法:

主反应:

C+金属氧化物金属+CO2

注意:

在含硫的铁矿中会发生副反应:

S+O2SO2

C+FeS+2O2Fe+CO2+SO2

(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3:

Fe2++2OH—====Fe(OH)2,Fe2++2H2O

Fe(OH)2+H+

Fe(OH)2(白色絮状)灰绿色Fe(OH)3(红褐色)Fe2O3(红棕色)。

所以保存Fe2+时要加入少量铁粉和保持酸性溶液环境,以防止Fe2+水解和被氧化。

(5)Fe2+和Fe3+:

Fe2+

Fe3+

颜色

浅绿色

棕黄色

显色反应(形成配合物)

SCN—

不变色

红色

苯酚

不变色

紫色

K3[Fe(CN)6](固体红色)

蓝色沉淀

褐色

氧化还原

具有还原性(如溴水,酸性KMnO4会褪色)

还原性:

Br—

具有氧化性(如Cu,I—,S2—会反应)

氧化性:

Br2>Fe3+>I2>S

Fe与氧化剂反应,先反应生成Fe2+,后视氧化剂强弱确定能否反应生成Fe3+

Fe3+与还原剂反应,先反应生成Fe2+,后视还原剂强弱确定能否反应生成Fe单质

6、铜(Cu):

第四周期,ⅠB族(第一副族)

(2)化学性质:

铜锈:

2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3(孔雀石,绿色)

2Cu+O2====2CuO(加热)4CuO====2Cu2O+O2

(加热)

(Cu2+具有微弱的氧化性,被还原为Cu+,在碱性环境中较易体现:

新制Cu(OH)2悬浊液与醛反应)

2Cu+S(g)====Cu2S(加热)

Cu(OH)2与过量氨水反应,会生成[Cu(NH3)4]2+的络合离子从而溶解NH3·H2O

即:

Cu2+可以溶于过量氨水,但不溶于强碱;Al3+可溶于过量强碱,但不溶于氨水

与Cu类似的还有:

Zn2+

[Zn(NH3)4]2+;Ag+

[Ag(NH3)2]+

(3)波尔多液:

化学成分CuSO4和Ca(OH)2混合液,有效成分为Cu2(OH)2SO4。

杀菌原理:

Cu2+是一种重金属,可以使蛋白质变性,从而杀灭细菌

7、碳(C):

第二周期,ⅣA族(第四主族,也称碳族)

硅(Si):

第三周期,ⅣA族

(1)物理性质:

C:

具有大量同素异形体(由一种元素组成的不同单质)。

金刚石

石墨

C60

活性炭

物理性质

硬度极高,无色透明固体

黑色,质地软(单层石墨硬度很高),不透明

俗名足球烯。

有金属光泽,有超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等特性

黑色粉末,蓬松,具有吸附性

Si:

晶体硅:

有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性,是良好的半导体材料。

SiO2:

硅的

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