Характеристика углерода

Общая характеристика углерода
В. Углерод (Carboneum-рождающий уголь)
1. Характеристика по ПСХЭ.
а) неметалл
б) IV группа, главная подгруппа
в) II период ,2ряд
г) степени окисления -4,0,+2,+4
д) оксиды- СО( не образует кислот)- угарный газ
СО2 ( кислотообразующий) – углекислый газ
е) кислота H2CO3- угольная
ё) образует огромное число соединений с водородом, самое простое СН4 - метан

а) Z=+6
б) +1р=6
в) 0n=12-6=6
г) е=6
д) +6)2)4
2 2 2
е) 1S 2S 2P
Строение атома углерода

Аллотропные модификации углерода
- алмаз,
графит
карбин.

бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой.
Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам( рис. на доске).
Алмаз имеет высокую твердость, плотность 3,5 г/см2, плохо проводит тепло и практически не проводит электрический ток.
Это самое тугоплавкое природное вещество tпл =3730С.
В чистом виде алмаз сильно преломляет свет.
Его применяют как украшение, а также для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов.
Алмаз

Интересные факты о самых знаменитых алмазах
АЛМАЗ - "АНГЕЛЬСКАЯ СЛЕЗА" АПРЕЛЯ
АЛМАЗ - (от греческого "адамас" - неодолимый), символ чистоты и невинности, дарующий, как считается, добродетель, мужество и победу, называют счастливым камнем рожденных в апреле

Алмаз « Питт»
Когда в отбитом куске горной породы сверкнула грань кристалла, у раба перехватило дыханье. Вот алмаз, который принесет желанную свободу, и он покинет злосчастные копи Голконды! Но как скрыть камень? Невольник-индиец ранил себя киркой - и под лохмотьями в ране на бедре спрятал кристалл. Матрос английского судна с грузом джута согласился тайно вывезти беглеца. Едва парусник вышел в океан, сообщник принес в трюм еду и склоненного над миской индийца заколол кинжалом... В Мадрасе, в том же 1701 году, алмаз был продан английскому губернатору У. Питту. Матросу-убийце деньги не пошли на пользу - промотав их, он повесился на корабельной рее.
В Англии за два года огранки из алмаза получают совершенный бриллиант размером 30х20х19 мм. В 1717 г. "Питт" покупает герцог Орлеанский - регент Франции. Вот тогда у камня и появилось второе название - "Регент". Бриллиант вправляют в корону Людовика XIV. Камень был настолько известен, что в 1792 году, в начале Французской революции, когда он был украден вместе с другими королевскими регалиями, воры не смогли его сбыть и подбросили обратно! Наполеон, заложив этот алмаз, на полученные деньги обеспечил проведение своего первого похода. Затем "Регент" был выкуплен на аукционе, и занял место в экспозиции Лувра. В 1940 г., когда Германия оккупировала Францию, знаменитый алмаз спрятали за мраморной отделкой камина в замке Шамбор. И вот он снова в Лувре - яркий, сверкающий, и как будто бы только что ограненный! А ведь камню - почти 300 лет!

Да, алмаз - нестареющий камень. Он - самый-самый из минералов по всем показателям. Имеет самую высокую твердость - 10, алмаз режется только алмазом. Он - самый прозрачный. Не зря его называют "ангельской слезой". Бывают желтоватые и голубоватые и очень редко - черные разновидности. Его отличает изумительная игра света при бриллиантовой огранке. Он самый дорогой, причем при увеличении размеров стоимость возрастает многократно. Скажем, камень в 10 каратов (карат - это принятая для драгоценных камней единица веса, равная 0,2 грамма) будет стоить не в десять раз больше, алмаза в 1 карат, а примерно в 100 раз! А во сколько же раз больше будет стоить такой алмаз, как "Питт", если в нем 140 каратов? Впрочем "Питт" не самый древний из исторических алмазов.
Индийский алмаз Кох-и-Нор ("Гора света") известен несколько тысячелетий. По преданию им владели последовательно 18 правителей Индостана. Сейчас бриллиант в 108,9 каратов - в Англии, в короне королевы Елизаветы II.
Самый древний алмаз

Самым большим алмазом из известных в мире был "Куллинан" (название - по имени президента южноафриканской алмазодобываюшей компании) - 3106 каратов, подаренный в начале прошлого века англий-скому королю Эдуарду VII. Но что делать с таким громадным кристаллом? В корону не вставишь, и для скипетра великоват. Его аккуратно раскололи на 105 частей. Самый крупный осколок, названный "Куллинан-I", после бриллиантовой огранки величиной в 530,2 карата - украсил скипетр короля Великобритании и хранится в лондонском Тауэре
Самый крупный алмаз

Алмаз «Орлов» - подарок императрице.
Алмаз в Российском скипетре - "Орлов" - поменьше - 189,62 карата, но история его теряется в веках. Когда-то этот камень, найденный в индийских копях Голконды, сверкал в глазнице статуи Брахмы в храме. Его украл французский солдат (это было уже в XVIII веке) и продал капитану английского судна. В Лондоне алмаз был продан в шесть раз дороже. Князь Орлов купил его уже в Амстердаме в 1773 году и подарил Екатерине II. Императрица украсила им скипетр, который сейчас хранится в Алмазном фонде в Москве.

Алмаз « Шах» - плата за смерть Грибоедова А. С.
Здесь же находится другой печально знаменитый алмаз "Шах" - 88,7 карата, подаренный персидским шахом русскому правительству для улучшения отношений после убийства в 1829 г. русского посла - поэта А. С. Грибоедова. На гранях алмаза - арабские надписи - имена трех его предыдущих владельцев, начиная с XVI в. Теперь в нашем Алмазном фонде немало крупных отечественных якутских кристаллов, размером от 50 до нескольких сотен каратов.

жирное на ощупь вещество черного или серого цвета с металлическим блеском, тугоплавок (плавится под давлением 105 атм и при температуре свыше 3700 °C), электропроводен, мягок, легко расслаивается.
Из графита изготавливают огнестойкие изделия, устойчивые против действия щелочей и расплавленных систем; графитом покрывают формы для литья, чтобы предупредить прилипание к изделию формовой земли; изготавливают электротехнические изделия, карандаши, краски, смазки, антифрикционные материалы и изделия. Графит применяется в атомной технике как замедлитель нейтронов, изоляционный материал
Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа. древесный уголь.
Графит

Кристаллическая решётка графита
для графита характерна гексагональная кристаллическая решетка. Состоит из параллельных слоев, образованных правильными шестиугольниками из атомов углерода.

Взаимное превращение алмаза и графита
При огромном давлении графит превращается в алмаз, и наоборот при высоких температурах алмаз превращается в графит

Уголь
Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа, древесный уголь.

аллотропная модификация углерода. Представляет собой черный порошок.
Карбин является полупроводником и его проводимость возрастает под действием света. Впервые карбин получен в 1963 году при каталитическом окислении ацетилена (учеными В. В. Коршак, А. М. Сладковым, В. Ш. Касаточкиным). Позднее карбин обнаружили в природе.
Карбин

Адсорбция-свойство угля и других твёрдых веществ удерживать на своей поверхности пары, газы и растворённые вещества.
Адсорбент- вещество, на поверхности которого происходит адсорбция.
Адсорбция

Противогаз Зелинского
Кроме угля есть другие адсорбенты, например синтетические и природные смолы.
Адсорбция растворённых веществ углем открыта ещё в конце XVIII века русским академиком Ловицем. Изучена она более подробно Зелинским Николаем Дмитриевичем, он и предложил использовать активированный уголь в противогазах.

Боевые отравляющие вещества.
Нет ничего бесчеловечнее химического оружия!

Химическое оружие- ужас человечества и позорная страница в истории химической науки.

Зелинский Николай Дмитриевич
Своим изобретением он спас миллионы солдат от страшной,
мучительной смерти и сделал химическое оружие неэффективным для уничтожения армий противника.

Активированный уголь
Адсорбционная способность зависит от пористости вещества. Для увеличения пористости угля его активируют, нагревают в струе водяного пара, поры освобождаются от загрязняющих веществ.

Применение активированного угля
Активированный уголь широко используют в медицине и пищевой промышленности.

Химические свойства.
Cвойства окислителя:
а) с металлами образует карбиды
4Al+3C=Al4C3 ( при нагревании)
карбида алюминия получают метан
Al4C3 +12H2O =4Al(OH)3+ 3CH4
Ca+2C=CaC2 ( при нагревании)
Из карбида кальция получают ацетилен
CaC2 + 2H2O= Ca(OH)2 +C2H2
б) с водородом
С +2H2 =CH4 (метан) ( при нагревании)

Свойства восстановителя
в) восстанавливает металлы из их оксидов
CuO + C = CO2 +Cu
г) горит в кислороде с выделением большого количества тепла
2C + O2 = 2CO + Q
C + O2 = CO2 + Q

Круговорот углерода в природе