© 2011 Nikolas entertainment

МЕНЮ Общие сведения История Распространение углерода Круговорот углерода Изотопный состав Многоликий углерод (алмаз, лонсдейлит, графит, стеклоуглерод, фуллерены, нанотрубки, графен, карбин, аморфный углерод)Многоликий углеродалмазлонсдейлит графитстеклоуглеродфуллеренынанотрубки графенкарбинаморфный углерод Химические свойства

Общие сведения Углерод Атомная масса природной смеси изотопов 12,0107 г/моль Степени окисления -4;-2;2;4 Электроотрицательность 2,55 Плотность 2,25 г/см 3 (графит)

История В конце XVII в. Иоганн Бехер и Георг Шталь выдвинули теорию флогистона. Эта теория признавала наличие в каждом горючем теле особого элементарного вещества невесомого флюида флогистона, улетучивающегося в процессе горения. Так как при сгорании большого количества угля остается лишь немного золы, флогистики полагали, что уголь это почти чистый флогистон. Иоганн Бехер Георг Шталь

История Позднейшие флогистики, Реомюр, Бергман и другие, уже начали понимать, что уголь представляет собой элементарное вещество. Однако впервые таковым «чистый уголь» был признан Антуаном Лавуазье. Под названием «Carbone» углерод фигурирует в «Таблице простых тел» в «Элементарном учебнике химии» Лавуазье. Антуан Лоран Лавуазье

История В 1791 году английский химик Теннант первым получил свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в результате чего образовывался фосфат кальция и углерод. В 1799 году Гитон де Морво путем осторожного нагревания превратил алмаз в графит, а затем в угольную кислоту.

Распространение углерода Углерод входит в состав растений и животных (до 18%) Содержится в атмосфере и гидросфере в виде оксидов. В земле содержится в чистом виде и минералах. Занимает четвертое место среди элементов по распространенности.

Круговорот углерода

Изотопный состав Углерод имеет два стабильных изотопа 12 C и 13 C. Изотоп 14 C образуется в атмосфере из атмосферного азота под действием космического излучения. Его период полураспада 5700 лет. На образовании и распаде 14 С основан метод радиоуглеродного датирования. Обнаружены также нестабильные 8 C- 11 C и 14 C- 22 C

Многоликий углерод Углерод вещество с самым большим количеством аллотропических модификаций (обнаружено 8). Электронные орбитали атома углерода могут иметь различную геометрию, в зависимости от степени гибридизации его электронных орбиталей. Тетраэдрическая sp 3 -гибридизация (алмаз, лонсдейлит)алмаз Тригональная sp 2 -гибридизация (графит, графен) Дигональная sp-гибридизация (карбин)

Алмаз Алмаз ( др.-греч. δάμας - «несокрушимый») Главные отличительные черты алмаза высочайшая среди минералов твёрдость, наиболее высокая теплопроводность среди всех твёрдых тел Вт/(м·К), большие показатели преломления и дисперсия. У алмаза очень низкий коэффициент трения по металлу на воздухе всего 0,1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких газовых плёнок, играющих роль смазки.

Лонсдейлит Лонсдейлит или алмаз гексагональный открыт в 1966 году. Установлено, что специально обработанный лонсдейлит - самый прочный на сегодняшний день материал, на 58% прочнее алмаза.

Графит Графит (от др.- греч. γράφω пишу). Структура слоистая, легко отслаиваются чашуйки. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов. Графит хорошо проводит тепло и электричество.

Стеклоуглерод Стеклоуглерод состоит из чистого углерода с небольшой примесью высокомолекулярных углеводородов. Его структура сложна и сходна с фуллеренами. Благодаря этому он химически нейтрален и устойчив к коррозии при воздействии кислот, щелочей и растворителей. В инертном газе или в вакууме стеклоуглерод не разрушается и не плавится при нагревании до 3000 °C. Тигель из стеклоуглерода

Фуллерены Молекулы С 60 и С 70 обнаружены в 1985 году. Искусственно синтезированы фуллерены и их изомеры от С 20 до С 540.

Углеродные нанотрубки Углеродные нанотрубки это протяжённые цилиндрически е структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку графитовых плоскост ей. Предполагается использовать для изготовления сверхпрочных материалов.

Графен Графен является двумерным кристаллом, состоящим из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гексагональную решётку с sp 2 связью. Возможно применение в наноэлектронике и для хранения водорода в графане C n H n Лист графена

Карбин Карбин линейный полимер углерода. В молекуле карбина атомы углерода соединены в цепочки поочередно либо тройными и одинарными связями (полииновое строение), либо постоянно двойными связями (поликумуленовое строение). Это вещество впервые получено советскими химиками В. В. Коршаком, А. М. Сладковым, В. И. Касаточкиным и Ю. П. Кудрявцевым в начале 60-х гг.

Аморфный углерод Сажа и уголь – пример аморфного углерода. Уголь - топливо, краситель и наполнитель для пластмасс. Сырье для адсорбента. Сажа используется как красящий пигмент.

Химические свойства Углерод - малоактивен, на холоде реагирует только со фтором; химическая активность проявляется при высоких температурах. С + 2F 2 = CF 4

Восстановительные свойства 1) с кислородом C + O 2 = CO 2 углекислый газ при недостатке кислорода наблюдается неполное сгорание: 2C + O 2 = 2CO угарный газ 3) с водяным паром C + H 2 O = СO + H 2 водяной газ (t°=1200, кат) 4) с оксидами металлов C + 2CuO = 2Cu + CO 2 (t°) 5) с кислотами - окислителями: C + 2H 2 SO 4 (конц.) = СO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O С + 4HNO 3 (конц.) = СO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

Окислительные свойства 1) с некоторыми металлами образует карбиды 4Al + 3C = Al 4 C 3 Ca + 2C = CaC 2 2) с водородом C + 2H 2 = CH 4

Органические соединения Способность углерода образовывать полимерные цепочки – основы «скелетов» органических соединений. Среди них: углеводороды, белки и жиры. Соединения углерода составляют основу земной жизни, а их свойства во многом определяют спектр условий, в которых подобные формы жизни могут существовать. По числу атомов в живых клетках доля углерода около 25%, по массовой доле - около 18%.

Благодарим за просмотр! Автор презентации: Фалалеев Н.С. ГОУ СОШ 224, 11 «А» NikolasEnt.narod.ru