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C？-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XCN 73
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）x 122
2.1.4 硅烷（SinH2n＋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（Si3N4） 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M？ssbauer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