Конспект на тему углерод химия

Углерод (С) – типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Ar = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6.

Физические свойства: углерод образует множество аллотропных модификаций: алмаз – одно из самых твердых веществ, графит, уголь, сажа.

Атом углерода имеет 6 электронов: 1s22s22p2. Последние два электрона располагаются на отдельных р-орбиталях и являются неспаренными. В принципе, эта пара могла бы занимать одну орбиталь, но в таком случае сильно возрастает межэлектронное отталкивание. По этой причине один из них занимает 2рх, а другой, либо 2ру, либо 2рz-орбитали.

Химические свойства углерода

Наиболее характерные степени окисления: +4, +2.

При низких температурах углерод инертен, но при нагревании его активность возрастает.

Углерод как восстановитель:

—    с кислородом

C0 + O2  –t°=  CO2 углекислый газ

при недостатке кислорода — неполное сгорание:

2C0 + O2  –t°= 2C+2O угарный газ

—     со фтором

С + 2F2 = CF4

—    с водяным паром

C0 + H2O  –1200°= С+2O + H2 водяной газ

—  с оксидами металлов. Таким образом выплавляют металл из руды.

C0 + 2CuO  –t°=  2Cu + C+4O2

—  с кислотами – окислителями:

C0 + 2H2SO4(конц.) = С+4O2 + 2SO2 + 2H2O

С0 + 4HNO3(конц.) = С+4O2 + 4NO2 + 2H2O

—  с серой образует сероуглерод:

С + 2S2 = СS2.

 Углерод как окислитель:

—    с некоторыми металлами образует карбиды

4Al + 3C0 = Al4C3

Ca + 2C0 = CaC2-4

—     с водородом — метан (а также огромное количество органических соединений)

C0 + 2H2 = CH4

— с кремнием, образует карборунд (при 2000 °C в электропечи):

Si + C = SiC.