Угадай кто? Элемент 4 группы, главной подгруппы возглавляющий ее, имеет относительную атомную массу 12,011, порядковый номер 6.

Подгруппа углерода C - углерод Si - кремний Ge - германий Sn - олово Pb - свинец

Углерод Строение Свойства Применение

Напишите для него электронную конфигурацию внешнего слоя в основном состоянии. Что означает возбужденное состояние элемента? Что изменится, если элемент будет в возбужденном состоянии? Запишите электронную конфигурацию внешнего слоя атома углерода в возбужденном состоянии. Приведите примеры соединений с валентностью два и четыре. Расставьте степени окисления

Для чего нам нужно знать электронную конфигурацию именно внешнего уровня элемента? Сколько электронов на внешнем уровне у элементов четвертой группы главной подгруппы?

Нахождение в природе Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

В свободном виде углерод встречается в виде алмаза и графита В соединениях он находится в живых организмах, каменный уголь, торф, нефть, известняки, мел, мрамор, доломит, оксид углерода (IV).

Хорошо или плохо? Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание диоксида углерода в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека.

Кремний Важнейший элемент земной коры

В минеральной природе главными генераторами углекислого газа являются вулканы, не только действующие, но и давно потухшие; вулканические местности изобилуют выделяющимися из под земли струями углекислого газа и ключами, постоянно выбрасывающими CO 2 из земных недр в виде раствора, насыщенного углекислым газом (нередко под большим давлением).

Получение Добыча из недр земной коры Пиролиз – добыча графита из древесный уголь – графит (стр.81)

Физические свойства углерода

Все аллотропные модификации углерода при нормальных условиях являются кристаллическими веществами.

АЛМАЗГРАФИТФУЛЛЕРЕН строение Атомная кубическая решетка, ковалентная неполярная связь Слоистое строение, внутри слоя – ковалентная неполярная связь, между слоями – межмолекулярное взаимодействие уголь, сажа C 60, C 70, молекулы образуют сферу свойства ТвердостьХорошо проводит электрический ток, тугоплавкий, оказывает смазывающее действие Химически стойкий, твердый применен ие Алмазные резцы, напильники… Электроды, ракетные двигатели, узлы трения… Сверхтвердые материалы

Структура алмаза представляет собой трехмерный каркас, обладающий высокой твердостью, благодаря которой его используют в качестве режущего материала. В структуре алмаза каждый атом углерода образует четыре равноценные ковалентные связи с другими атомами. В образовании связей задействованы все валентные электроны, то есть в алмазе нет носителей заряда, он является диэлектриком.

Строение графита: слоистая структура, слои слабо связаны между собой что обуславливает его мягкость, поэтому его используют в качестве смазочных материалов. Электроны, слабо перекрывают друг друга и образуют связи между слоями что обусловливает электропроводность, металлический блеск поэтому его используют как электроды;

А можно ли превратить графит в алмаз? Стр. 81

Фуллерен. Сравнительно недавно открытая аллотропная модификация. Молекулы состоят из правильных пятиугольников и шестиугольников, образующих сферу, напоминающую футбольный мяч. В сфере может быть 60, 70 атомов углерода. Внутрь сферы можно внедрить атомы других элементов, в результате образуются сверхтвердые материалы.

Лабораторный опыт «Изучение адсорбционных свойств угля». Для этого они повторяют технику безопасности, наливают в пробирки по 2мл раствора KMnO 4, опускают по таблетке активированного угля и наблюдают обесцвечивание раствора.

Поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого вещества называется АДСОРБЦИЕЙ, а выделение этих поглощенных веществ - ДЕСОРБЦИЕЙ

Получение активированного угля Для увеличение поглотительной способности уголь повторно нагревают, пропуская через него водяной пар. При этом процессе удаляются остатки продуктов пиролиза и очищаются поры в угле

Химические свойства углерода При обычных условиях алмаз, графит и углерод инертны, но при высоких температурах эти вещества активизируются. В химических реакциях углерод может проявить себя и как восстановитель и как окислитель. (стр. 82 таблица 25)

«Обугливание сахара концентрированной серной кислотой», C 12 H 22 O H 2 SO 4 = 2SO 2 +13H 2 O + 11C + CO 2 что мы наблюдаем? Чем является черное вещество? Почему уголь выбрасывает из стакана?

Расставьте коэффициенты С+2 H 2 SO 4 (конц.)= СО 2 +2 SO 2 +2Н 2 О С+4Н NO 3 (конц.) = СО 2 +4 NO 2 +2Н 2 О

Круговорот углекислого газа в природе До появления водной оболочки Земли углерод главным образом входил в состав земной атмосферы в виде углекислого газа. Об этом свидетельствует анализ газовых включений в силикатных минералах: кислород в них отсутствует, а содержание углекислого газа достигает 96%. С охлаждением земной коры и появлением жидкой воды, насыщенной углекислым газом, начинается процесс выветривания магматических горных пород, сводящийся в основном к вытеснению кремниевой кислоты из силикатов угольной кислотой, как кислотой более сильной. Нерастворимые продукты разрушения горных пород в виде рыхлых масс остаются на листе, а растворимые соли, в том числе дикарбонаты, увлекаются в мировой океан. Таким образом создается необходимое сочетание условий для возникновения растительной живой материи: углекислый газ, жидкая вода и растворенные в ней соли.

В результате основного процесса жизнедеятельности растений - фотосинтеза - углерод из атмосферы переходит в состав живой массы биосферы, и состав атмосферы постепенно изменяется, углекислый газ в ней сменяется кислородом. Таким образом возникают необходимые предпосылки к возникновению животной жизни: свободный кислород и накопленные растениями органические вещества.

Углекислый газ используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Исходя из одной определенной формы существования углерода, например из CO 2, и последовательно прослеживая его преобразования мы вновь возвратимся в исходную точку - в CO 2.

Гигиенические нормативы предельно допустимой концентрации (ПДК) Оказывается, у людей появляется привыкание к углекислому газу. Но существует в странах мира ПДК углекислого газа в атмосфере. К сожалению у нас в России ПДК в воздухе рабочей зоны не установлена, в США мг/м3. В угольных шахтах разрешается содержание углекислого газа до 0,5%. По данным Елисеевой, в жилых и общественных зданиях среднесуточная концентрация не должна превышать 0,05% углекислого газа.

Применение углерода Стр. 83 рис 33