Углерод

Углерод
Положение в ПС и особенности строения атома
Физические свойства углерода. Аллотропия.
Адсорбция
Химические свойства
Углерод в природе. Применение углерода.

Строение атома углерода
Аr = 12
+6С (6 р; 6 n)6е
1S2 2S2 2P2
2S1 2P3
Степени окисления: -4, 0, +2, +4

Окислительно-восстановительные
свойства углерода:

Аллотропные модификации углерода

Алмаз
Прозрачный (изредка окрашен)
Очень твердый
Преломляет свет (светится)
Не проводит ток
Плохо проводит тепло
Атомная кристаллическая решетка
При 10000С без доступа воздуха превращается в графит

Искусственно ограненные алмазы называются бриллиантами

Вес алмаза измеряется в каратах, сокращение ct.
Само слово «карат» происходит от названия семян караибского дерева, которые служили в древности природной мерой веса алмазов.
Один карат соответствует 0,2 г.

Держава
и
Большой бриллиантовый букет

Колумбийский изумруд
и
Цейлонский сапфир

Портретный алмаз

Алмаз «Горняк»

Самый крупный алмаз «Куллинан»

Графит
Темно - серое слоистое кристаллическое вещество
Слабый металлический блеск
Мягкий
Проводит электрический ток
Жирное на ощупь
При t=16000C под высоким давлением превращается в алмаз
Химически инертен

Карбин
Мелкокристаллический порошок, черного цвета
Состоит из прямолинейных цепочек углеродных атомов
Полупроводник
При нагревании до высоких температур без доступа воздуха превращается в графит

Фуллерены
Замкнутая сферическая структура
Образованна из определённого числа атомов углерода - С60, С70, С84 Молекула фуллерена представляет собой шар, поверхность которого состоит из пяти – и шестичленных циклов
Впервые фуллерены были синтезированы в 80-х годах XX века.

Аморфный углерод
не является аллотропным видоизменением углерода, а представляет собой мелкокристаллический графит.
Сортами этого углерода являются
древесный уголь,
кокс сажа
стеклоуглерод

Адсорбция
явление адсорбции было открыто русским химиком ЛОВИЦЕМ

Адсорбция – свойства угля и других твердых веществ поглощать и удерживать на своей поверхности газообразных или растворенных веществ
Адсорбенты – вещества , на поверхности которых происходит адсорбция
Десорбция - обратный адсорбции процесс -выделение поглощенных веществ

Н.Д.Зелинский
на основе адсорбционных свойств
древесного угля разработал
фильтрующий противогаз
Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953)
профессор Московского Университета, академик

Химические свойства углерода
Углерод – окислитель:
Реакции с простыми веществами
C + 4Na → Na4C
2C + Ca → CaC2
3C + 4Al → Al4C3
C + 2H2 → CH4

Химические свойства углерода
Углерод – восстановитель:
Реакции с простыми веществами
C + O2 → CO2
2 C + O2 → 2CO
C + 2 Cl2 → CCl4
C + 2 S→ CS2
Реакции со сложными веществами
C + H2O → CO + H2↑
C + 2 CuO → 2 Cu + CO2
C + 4 HNO3 конц. → CO2 + 4 NO2 + 2 H2O
C + 2 H2SO4 конц. → CO2 + 2 SO2 + 2 H2O