Скачать презентацию Углерод, кремний и их важнейшие соединения. ns 2 Скачать презентацию Углерод, кремний и их важнейшие соединения. ns 2

Углерод-Кремний.ppt

  • Количество слайдов: 33

Углерод, кремний и их важнейшие соединения. ns 2 np 2 C, Si Норм. ns Углерод, кремний и их важнейшие соединения. ns 2 np 2 C, Si Норм. ns 1 np 3 C*, Si* Возб.

Углерод. σ – связь px – АО – px – АО + С – Углерод. σ – связь px – АО – px – АО + С – + p–p С x

Аллотропия углерода. • Аллотропия – способность элемента существовать в виде различных простых веществ, для Аллотропия углерода. • Аллотропия – способность элемента существовать в виде различных простых веществ, для углерода: алмаз, графит, карбин. • В 1963 году Коршак В. В. синтезировал карбин двух модификаций: … – C C – … , … = C = C =… (оба обладают полупроводниковыми свойствами).

 • Алмаз – чрезвычайно твердый, в чистом виде абсолютно прозрачный кристалл, сильно преломляющий • Алмаз – чрезвычайно твердый, в чистом виде абсолютно прозрачный кристалл, сильно преломляющий свет, плотность 3, 51 г/см 3. • Каждый атом углерода ковалентно связан с четырьмя другими атомами, расположенными от него в направлении от центра правильного тетраэдра к его вершинам на расстоянии 1, 54 Å. • Орбитали в тетраэдре ориентированы по отношению друг к другу под углом 109 о 30”.

 • Кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру, каждый слой образован правильными шестиугольниками. Расстояние • Кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру, каждый слой образован правильными шестиугольниками. Расстояние между слоями – 0, 335 нм. Взаимодействие между слоями слабое этим и объясняется мягкость графита. Расстояние между атомами в шестиграннике – 0, 1415 нм.

Аморфный уголь. • Имеет разную упорядочную структуру мелкокристаллического графита. • Древесный уголь получают при Аморфный уголь. • Имеет разную упорядочную структуру мелкокристаллического графита. • Древесный уголь получают при нагревании дерева без доступа воздуха (БАУ – березовый активированный уголь). • Имеет пористое строение – древесный уголь является хорошим адсорбентом, способный поглощать газы из воздуха.

Сажа – аморфный уголь получают термическим разложением CH 4, а также сжиганием при недостатке Сажа – аморфный уголь получают термическим разложением CH 4, а также сжиганием при недостатке воздуха смолы, скипидара и других богатых углеродом веществ. • Сажа применяется в производстве резины.

Химические свойства углерода. Химические свойства углерода.

Строение клатрата состава X (CH 4) 5, 75·Н 2 О Строение клатрата состава X (CH 4) 5, 75·Н 2 О

CO 2, H 2 CO 3. CO 2, H 2 CO 3.

Произведение растворимости. Ca 2+, CO 3 – Ca. CO 3 Насыщенный раствор Произведение растворимости. Ca 2+, CO 3 – Ca. CO 3 Насыщенный раствор

Оксид углерода – СО. Оксид углерода – СО.

Кремний. • В природе кремний встречается в виде силикатов, кремнезема и алюмосиликатов. • В Кремний. • В природе кремний встречается в виде силикатов, кремнезема и алюмосиликатов. • В земной коре кремний занимает второе место после кислорода и содержится в количестве 27% масс.

Брусок кремния Зона расплава Кольцевая печь Брусок кремния Зона расплава Кольцевая печь

Силаны, силициды, нитриды кремния. Силаны, силициды, нитриды кремния.

Оксиды кремния. • Структура кремнезема n·Si. O 2 представляет собой неорганические полимеры, построенные из Оксиды кремния. • Структура кремнезема n·Si. O 2 представляет собой неорганические полимеры, построенные из тетраэдров. • Отдельные тетраэдры могут соединяться вершинами при помощи атомов кислорода с образованием n·Si. O 2. • Тетраэдры могут образовывать трехмерный бесконечный каркас насыщенного типа.

Полиморфизм кремнезема. Полиморфизм кремнезема.

Химические свойства Si. O 2. Стекло. Химические свойства Si. O 2. Стекло.

Ситалы – мелкокристаллическое стекло. Ситалы – мелкокристаллическое стекло.

Реакции в твердом состоянии, портландцемент. • • 1. 2. 3. 4. Реакции веществ в Реакции в твердом состоянии, портландцемент. • • 1. 2. 3. 4. Реакции веществ в твердом состоянии по характеру взаимодействия и кинетики процесса сильно отличаются от реакций в жидкостях, растворах или газах. Твердофазные реакции складываются из следующих физико-химических процессов: Рекристаллизация (отделение узлов кристаллической решетки друг от друга вследствие мощных колебательных движений при высокой температуре). Диффузия отдельных элементов. Химическое взаимодействие (полиморфное превращение). Плавление (образование твердых растворов).

Для получения портландцемента используют сырье: • Ca. CO 3 – известняк : силикат Al Для получения портландцемента используют сырье: • Ca. CO 3 – известняк : силикат Al – глина (весовые части) 3 : 1; • Мергели – природная смесь известняк + глина (3: 1).

Получают портландцемент во вращающихся печах длиной до 300 м диаметром 5 м. Сырье Топливо Получают портландцемент во вращающихся печах длиной до 300 м диаметром 5 м. Сырье Топливо I II IV V VI Клинкер

Состав клинкера. Формула 3 Ca. O·Si. O 2 Условные обозначен ия C 3 S Состав клинкера. Формула 3 Ca. O·Si. O 2 Условные обозначен ия C 3 S – алит Масс, % Примечания 40– 65 Химически активны с водой. Быстро твердеет, сообщает большую прочность. Менее активный, медленно твердеет. Прочность нарастает медленно. 2 Ca. O·Si. O 2 C 2 S – белит 15– 40 3 Ca. O·Al 2 O 3 C 3 A 5– 15 Очень быстро твердеет. Низкая прочность. 10– 20 Твердеет быстрее, чем C 2 S. Прочность выше, чем C 2 S. 4 Ca. O·Al 2 O 3·Fe 2 O 3 C 4 AF – целит

Взаимодействие цемента с водой. Взаимодействие цемента с водой.

Бетон, коррозия бетона. • Бетон получают смешиванием цемента, песка, наполнителя (гравия) и воды. В Бетон, коррозия бетона. • Бетон получают смешиванием цемента, песка, наполнителя (гравия) и воды. В результате процессов схватывания и твердения вода переходит в кристаллогидраты, создаются стесненные условия и в итоге получается камень – бетон.

 • Коррозия выщелачивания заключается в вымывании гидроксида кальция из бетона. • Сульфатная коррозия • Коррозия выщелачивания заключается в вымывании гидроксида кальция из бетона. • Сульфатная коррозия заключается в том, что через поры внутрь бетона вода вносит сульфат ион из почвы и образуется бацилла, из-за которой происходит разрушение бетона. • Магнезиальная коррозия заключается в том, что хлорид магния взаимодействует с гидроксидом кальция по реакции: • Mg. Cl 2 +Ca(OH)2 = Ca. Cl 2 + Mg(OH)2. Теряются прочностные свойства бетона. • Кислотная коррозия идет под действием кислот.

Защита бетона от коррозии. 1. Выбор марки цемента; 2. Изготовление особо плотного бетона; 3. Защита бетона от коррозии. 1. Выбор марки цемента; 2. Изготовление особо плотного бетона; 3. Применение защитных покрытий (смола).