Углерод c

В природе:

1) В свободном состоянии: алмаз, графит, карбин.

2) В ископаемых: каменный уголь, бурый уголь; природные карбонаты: CaCO₃ – известняк, мел, мрамор; MgCO₃ – магнезит; FeCO₃ – железный шпат; MgCO₃· CaCO₃ – доломит.

3) В органических веществах.

4) В воздухе – CO₂.

АЛМАЗ

sp³-гибридизация, тетраэдрические σ-связи, прочные ковалентные неполярные связи. Бесцветное кристаллическое вещество, очень твердое, плохо проводит тепло, не проводит ток.

ГРАФИТ

sp²-гибридизация, слоистая структура, большое расстояние между слоями непрочные связи между слоями. Темно-серое кристаллическое вещество со слабым металлическим блеском, жирное на ощупь, тугоплавкое, проводит ток.

КАРБИН

 С ≡ СС ≡ С 

sp-гибридизация, линейный полимер. Мелкий кристаллический порошок, черного цвета, более твердый, чем графит, полупроводник.

С – окислитель

С – восстановитель

1. 4Al + 3C = Al₄C₃ (карбид Al)

2. CaO + 3C = CO + CaC₂

(карбид кальция)

3. Ca + 2C = CaC₂

4. 2H₂ + C =CH₄

1. C + O₂ = CO₂ ниже 500˚С

2С + O₂ = 2CO выше 900˚С

2. C + H₂O = CO + H₂ выше 1200˚С

C+2H₂O= CO₂ + 2H₂ ниже 1000˚С

3. C+2ZnO=2Zn+ CO₂ (Cu, Fe, Pb…)

4. 3C+4HNO₃ = 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

Оксид углерода (II) :С=О:

Оксид углерода (VI) O=С=О

1. Получение.

1. В промышленности

СО₂ +С = 2СО

2. В лаборатории HCOOH=H₂O+CO↑

2. Физические свойства: газ без цвета и запаха, очень ядовитый, так как соединяется с гемоглобином крови, плохо растворим в воде.

3. Химические свойства:

CO – восстановитель.

1. CO + CuO = Cu + CO₂

2. 2CO + O₂ = 2CO₂ ΔH = -572 кДж – горит синим пламенем

1. Получение.

1. В промышленности

CaСО₃ = CaO + СО₂↑

2. В лаборатории

CaСО₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+ H₂O

2. Физические свойства:

бесцветный газ, тяжелее воздуха, не поддерживает дыхание; растворим в воде, при t = –76˚С – сухой лед.

3. Химические свойства:

1. CO₂ – кислый оксид.

а) CO₂ + H₂OH₂CO₃

б) CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

2) CO₂ – окислитель

а) CO₂ + С = 2СО

б) CO₂ + 2Mg = 2MgO + C

IV. Применение: в производстве соды, сахара, газированных напитков; в жидком виде – в огнетушителях; сухой лед – для хранения продуктов.

Угольная кислота H₂CO₃

Существует только в растворе, в свободном виде не устойчив, слабый электролит.

H₂CO₃ = CO₂↑ + 2H₂О – при нагревании

Диссоциация:

H₂CO₃ H⁺ +

H⁺ +

Соли угольной кислоты

Карбонаты

Гидрокарбонаты

Карбонаты щелочных металлов и растворимы в воде; щелочноземельных металлов – мало растворимы.

CaCO₃CaO + CO₂↑

Гидрокарбонаты щелочных, щелочноземельных металлов и растворимы в воде.

Получение:

CaCO₃+ СО₂ + Н₂О = Ca(НCO₃)₂

Ca(НCO₃)₂CaCO₃+ СО₂↑ + Н₂О

Na₂CO₃ – карбонат натрия: белый порошок; используется в производстве стекла, мыла, бумаги, моющих средств.

K₂CO₃ – поташ: белый порошок; используется в производстве жидкого мыла, оптического стекла пигментов.

СaCO₃ – мел, мрамор, известняк; используется в строительстве.

NaНCO₃ – гидрокарбонат натрия или питьевая сода: белый порошок, плохо растворяется в воде; используется в пищевой промышленности, медицине.

Качественная реакция на карбонат-ион:

1. CaCO₃+2НСl = СО₂↑ + CaCl₂ + Н₂О – «вскипание» за счет выделения СО₂, далее

2. пропускаем СО₂ через Ca(OH)₂:

Ca(OH)₂ + СО₂ = CaCO₃↓ + Н₂О – раствор мутнеет

3) при избытке СО₂: CaCO₃+СО₂+Н₂О=Ca(НCO₃)₂ – помутнение исчезает.