Углерод и его соединения электронная формула внешнего

Углерод и его соединения

электронная формула внешнего слоя 2 S 2 2 P 2 Возможные степени окисления: -4, 0, +2, +4 C Основа всех живых организмов IV группа главная подгруппа

Аллотропные модификации углерода имеют атомную кристаллическую решетку. Алмаз Фуллерен Графит карбин

Алмаз …это самое твердое вещество на Земле, тугоплавкое с высоким показателем преломления Применяется в: • Обрабатывающей промышленности • Электротехнике • Горной промышленности • Ювелирном производстве

Графит …это мягкое серо-черное вещество, тугоплавкое , являющееся полупроводником со слоистой структурой. Применяется в: • Графитовых стержнях-электродах • Производстве теплозащитного материала для головных частей ракет (термостойкость) • Получении тиглей • Изготовлении минеральных красок • Карандашной промышленности

Карбин • Карбин — аллотропная форма углерода, состоит из углеродных фрагментов с тройной –С≡С–, или двойной кумулированной =С=С= связью. Может быть линейным или образовывать циклические структуры. • Карбин представляет собой мелкокристаллический порошок чёрного цвета (плотность 1, 9÷ 2 г/см³), обладает полупроводниковыми свойствами. Получен в искусственных условиях из длинных цепочек атомов углерода, уложенных параллельно другу. Карбин — линейный полимер углерода

Фуллерен … это новая аллотропная форма углерода , молекула которого состоит из 60 -70 атомов , образующих сферу. Фуллерены планируют использовать: 1. Для создания фотоприемников 2. Для создания сверхпроводящих материалов 3. В качестве красителей для копировальных машин 4. В качестве основы для аккумуляторных батарей 5. Для создания оптоэлектронных устройств 6. В медицине и фармакологии

Стеклоуглерод — твёрдый материал, сочетающий свойства графита (хорошая электропроводность) и стекла (высокая твёрдость). • Стеклоуглерод состоит из чистого углерода с небольшой примесью высокомолекулярных углеводородов. Его структура сложна и сходна с фуллеренами. Благодаря этому он химически нейтрален и устойчив к коррозии при воздействии кислот, щелочей и растворителей. • В нейтральном газе или в вакууме стеклоуглерод не разрушается и не плавится при нагревании до 3000 °C.

Нахождение в природе Содержание углерода в земной коре 0, 1 % по массе В самородном виде: алмаз и графит В виде солей: Мел, известняк, мрамор Ca. CO 3 Магнезит Mg. CO 3 Сидерит Fe. CO 3

Углерод в живых организмах В составе растений и животных (~18 %). В организме человека достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани Выводится из организма преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и мочой (мочевина).

Химические свойства углерода С простыми веществами: 1. С неметаллами: Si + C 0 =Si. C-4 C 0+O 2=C+4 O 2 2. С металлами: 4 AL + 3 C 0 = AL 4 C 3 -4 Со сложными веществами: 1. Восстанавливает металлы из их оксидов Ca. O+ 3 C 0=Ca. C 2+C+2 O 2. Реагирует с концентрированными кислотами С 0+2 H 2 SO 4=2 SO 2+C+4 O 2+2 H 2 O В реакциях углерод проявляет, и окислительные, и восстановительные свойства

Производство чугуна и стали Применение углерода Карандашная промышленность В медицине (уголь активированный) Для изготовления электродов В ювелирной промышленности

Для углерода в сложных соединениях характерны следующие степени окисления - 4 низшая +2 промежуточная +4 высшая

CH 4 – газ метан Сгорание: CH 4 + 2 O 2 = CO 2 +2 H 2 O Степень окисления -4 Al 4 C 3 - карбид алюминия Реакции с водой и с кислотой: AL 4 C 3 + 12 H 2 O=3 CH 4 + 4 AL(OH)3 Al 4 C 3 + 12 HCl = 3 CH 4 + 4 Al. Cl 3

Степень окисления +2 CO - угарный газ сильный яд, опасный для жизни и здоровья человека (несолеобразующий оксид)

Степень окисления +4 CO 2 углекислый газ H 2 CO 3 угольная кислота Соли угольной кислоты (например, K 2 CO 3 карбонат калия)

Химические свойства CO 1. Реагирует с кислородом 2 CO + O 2 =CO 2 2. Является восстановителем металлов из их оксидов Zn. O + CO = Zn + CO 2

Химические свойства CO 2 - (кислотный оксид) 1. Реагирует с водой CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 2. Реагирует с основными оксидами CO 2 + Ca. O = Ca. CO 3 3. Реагирует с щелочами CO 2 + 2 KOH = K 2 CO 3 + H 2 O 4. Реагирует с углеродом CO 2 + C = 2 CO

Химические свойства карбонатов (солей угольной кислоты) 1. Качественной реакцией на карбонаты является реакция с кислотами Ca. CO 3 + 2 HCL = Ca. CL 2 + H 2 O + CO 2 2. Нерастворимые в воде карбонаты термически неустойчивы Ca. CO 3 = Ca. O + CO 2 3. Карбонаты реагируют с солями Na 2 CO 3 + Ba. CL 2 = 2 Na. CL + Ba. CO 3

Углекислотный огнетушитель Соединения углерода вокруг нас Сухой лед (хладагент) Лимонады Моющие средства Сода

. Конфигурация внешнего электронного уровня элементов подгруппы углерода: а) ns 2 np 2 б) ns 2 np 3 в) ns 2 np 4 г) ns 1 np 2 1 2. Наиболее характерная валентность элементов подгруппы углерода: а) II б) III в) IV г) V 3. Неметаллические свойства элементов подгруппы углерода в группе сверху вниз: а) уменьшаются б) уменьшаются, затем возрастают в) возрастают г) не изменяются

4. Углерод является: а) восстановителем б) восстановителем и окислителем в) окислителем г) не проявляет окислительно-восстановительных свойств 5. Атомную слоистую кристаллическую решетку имеет: а) алмаз б) фуллерен в) графит г) карбин 6. Наибольшей прочностью отличается кристаллическая решетка: а) атомная б) ионная в) атомная слоистая г) молекулярная 7. Наиболее химически активна аллотропная модификация углерода: а) алмаз б) фуллерен в) графит г) карбин