Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Углерод как простое вещество

IV A – группа подгруппа углерода:
С, Si, Ge, Sn, Pb
ns2np2

Высшая с.о. +4, низшая с.о. -4 На внешнем уровне 4е, ns2np2 Высший оксид RO2
Летучее водородное соединение RН4
Высший гидроксид H2RO3

Углерод
Происхождение названия Международное название происходит от латинского carbo — уголь, связанного с древним корнем kar — огонь. Этот же корень в латинском cremare — гореть, а возможно, и в русском «гарь», «жар»,
«угореть» (в древнерусском «угорати» — обжигать, опалять). Отсюда — и «уголь».
C
Углерод
6
12,011

+6
2
4
2s2
2p2
Характеристика углерода по его
положению в ПСХЭ Д.И.Менделеева»
Е
2s1
2p3
2 период IV А- группа
Валентность: II, IV
с.о. -4, 0, +2, +4

Строение атома, возможные с.о.

Распространение углерода в природе

Распространение кремния в
природе
Второй по распространённости элемент в земной коре после кислорода (27,6% по массе). В свободном виде не встречается.

Графит
Аморфный
С
Аллотропные
модификации С
Древесный
уголь
Сажа
Кокс
Фуллерен
Карбин
Алмаз

Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно
преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит
электрический ток, плохо проводит тепло, ρ = 3,5
48300C. Атомная
буры, стеклорезы,
г/см3; t°пл. = 37300C; t°кип. = кристаллическая решетка.
Применение:
Шлифовальный порошок,
после огранки - бриллианты.
АЛМАЗ - (от греческого "адамас" – неодолимый)
Алмаз Сn

Графит Сn
Название «графит», происходящее от греческого слова, означающего «писать». Распространенный в природе минерал.
Физические свойства:
слоистое, непрозрачное,
твердое тёмно-серое,
вещество, обладает проводит
металлическим блеском, мягкое, электрический ток, атомная решетка.

Графитовый порошок –
изготовление минеральных красок.
Смазочный материал (в смеси с
маслом).
Графитовые стержни –
электроды –
электропроводность.
Изготовление простых карандашей.
ПРИМЕНЕНИЕ

Карбин
Белые кристаллы
Состоит из цепей, образованных участками:
-С≡С-С≡С- (карбин) или =С=С=С=С=
(поликумулен). Получен искусственным путем.
получено
химиками 60-х
Впервые
советскими гг. в
СВОЙСТВА
Обладает полупроводниковыми свойствами.
При сильном нагревании без доступа воздуха
пУрчиетевльрхаимщии аМАеОтУс"Вяадвскагя рСОаШф" ит.

Фуллерен
Виды молекул фуллеренов: чётное число атомов
углерода в молекуле С60, С70, С72, С74, С76, С108, С960 и т.д. Поверхность «мяча» образована пяти- и шестиугольниками с общими рёбрами.
Простейший фуллерен – состоит из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. Форма близка к сфере.

Фуллерен
Кристаллические вещества чёрного цвета с металлическим блеском.
Полупроводники.
При высоком давлении и комнатной температуре легко превращаются в алмаз.
ПРИМЕНЕНИЕ
Получение полимерных материалов и металлофуллеренов.
Запоминающие устройства.
Сверхпроводники.
Лекарства с противоопухолевой активностью.
УКчитрелаь схиимити еМлАОиУ .

Древесный уголь
Образуется при разложении древесины без доступа воздуха.
Адсорбция – процесс поглощения газов и растворенных веществ твердым углем.
Применение адсорбции:
Очистка от примесей (в производстве сахара
защиты органов в медицине
дыхания (таблетки
и др.), для (противогазы),
"Карболен") и др.

Аллотропия кремния
вещество с
Тёмно-серое металлическим
блеском,
большая твёрдость, хрупок,
полупроводник; t°пл =1400°C. Структура подобна алмазу. Инертен. Атомная решетка.
Бурый порошок,
более
реакционноспособен.

?
Химические свойства углерода
Восстановительные свойства (с.о.+2, +4)
С кислородом:
C + O2 CO2
При недостатке кислорода наблюдается
неполное сгорание образуется угарный газ:
?
2C + O2 2CO

Л.о.№10. Восстановительные свойства водорода и углерода.
Цель: изучить восстановительные
свойства водорода и углерода.
Ход опыта:
?
С правилами т.б. познакомился
Раскалите кусочек древесного угля.
C + O2 CO2
CuO + H2 = Cu + H2O

1. Восстановительные свойства (с.о.+2, +4)
2. С оксидами:
0
?
C + 2CuO = 2Cu + C
+4
O2
C + СO2
?
= 2CO