IV группа главная подгруппа Углерод. Строение атома Имеет 4 электрона на внешнем энергетическом уровне для завершения внешнего энергетического уровня. - презентация

1 IV группа главная подгруппа Углерод

2 Строение атома Имеет 4 электрона на внешнем энергетическом уровне для завершения внешнего энергетического уровня атом может отдавать 4 электрона: С е С +4, выступает в роли восстановителя для завершения внешнего энергетического уровня атом может принимать 4 электрона: С е С -4, выступает в роли окислителя

3 Углерод- простое вещество Образует аллотропные модификации Причина аллотропии: различное строение кристаллической решетки: алмаз – объемная тетраэдрическая решетка графит – плоскостная атомная решетка карбин - линейная решетка фуллерен – экзотическая модификация в виде футбольных мячей «С» алмазкарбинфуллеренграфит

4 Алмаз Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло, Можно получить из графита Применение Шлифовальный порошок, буры, стеклорезы, после огранки - бриллианты.

5 Графит Кристаллическое вещество, слоистое, непрозрачное, тёмно-серое, обладает металлическим блеском, мягкое, проводит электрический ток; атомы углерода образуют слои из шестичленных колец; между слоями действуют межмолекулярные силы. Применение Электроды, карандашные грифели, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах, входит в состав некоторых смазочных материалов.

6 Интересная история, произошедшая с учеными М.Фарадеем и Г. Дэви Путешествуя, они остановились в одном замке, во время беседы с хозяином этого замка случилось следующее: Герцог не верил, что алмаз состоит из углерода. Он снял свой перстень с алмазом и сказал: «Сожгите его, тогда поверю!» И, когда увидел результат, воскликнул: «Удивительно, мой алмаз испарился!» На что ученые ему твердо ответили: «Не испарился, а сгорел!» Был у герцога алмаз и не стало его…. Вот что значит не верить ученым!

7 Химические свойства Углерод - малоактивен, на холоду реагирует только со фтором; химическая активность проявляется при высоких температурах. Восстановительные свойства Взаимодействие с избытком кислорода: C 0 + O 2 C +4 O 2 При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II) 2C 0 + O 2 2C +2 O Взаимодействие с фтором: С + 2F 2 CF 4 с водяным паром C 0 + H 2 O С +2 O + H 2 с оксидами металлов C 0 + 2CuO 2Cu + C +4 O 2 с кислотами – окислителями: C 0 + 2H 2 SO 4 (конц.) С +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O С0 + 4HNO 3 (конц.) С +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

8 Окислительные свойства с некоторыми металлами образует карбиды 4Al + 3C 0 Al 4 C 3 Ca + 2C 0 CaC 2 -4 с водородом C 0 + 2H 2 CH 4 Углерод – это особый химический элемент, он основа многообразия органических соединений, из которых построены все живые организмы на нашей планете.

9 Применение углерода 1. Адсорбент 2. производство сахара 3. приготовление черной краски 4. Очистка веществ 5. производство бензина 6. получение резины 7. Получение карбида кальция 8. получение иск. алмазов 9. в медицине 10. Составная часть крема для обуви

10 Соединения углерода Оксид углерода (II) CO Угарный газ; бесцветный, без запаха, малорастворим в воде, растворим в органических растворителях, ядовит, t°кип = -192°C; t пл. = -205°C.

11 Получение В промышленности (в газогенераторах): C + O 2 CO 2 CO 2 + C 2CO В лаборатории - термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H 2 SO 4 (конц.): HCOOH H 2 O + CO H 2 C 2 O 4 CO 2 + H 2 O + CO

12 Химические свойства При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель; несолеобразующий оксид. Взаимодействие с кислородом 2C +2 O + O 2 2C +4 O 2 Взаимодействиес оксидами металлов C +2 O + CuO Сu + C +4 O 2 Взаимодействие с хлором (на свету) CO + Cl 2 COCl 2 (фосген) Реагирует с расплавами щелочей (под давлением) CO + NaOH HCOONa (формиат натрия)

13 Оксид углерода (IV) СO 2 O=C=O углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде – в 1V H 2 O растворяется 0,9 V CO 2 (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO 2 называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

14 Получение оксида углерода (IV) Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка: CaCO 3 CaO + CO 2 Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 NaHCO 3 + HCl NaCl + H 2 O + CO 2

15 Способы собирания:

16 Химические свойства оксида углерода (IV) Кислотный оксид: реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты Na 2 O + CO 2 Na 2 CO 3 2NaOH + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O NaOH + CO 2 NaHCO 3 При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства С +4 O 2 + 2Mg 2Mg +2 O + C 0 Качественная реакция - помутнение известковой воды: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O (белый осадок) При длительном пропускании CO 2 через известковую воду осадок исчезает, т.к. нерастворимый карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Сa(HCO 3 ) 2

17 Угольная кислота и её соли Кислота слабая, неустойчивая, существует только в водном растворе: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Двухосновная: H 2 CO 3 H + + HCO 3 - HCO 3 - H + + CO 3 2- Характерны все свойства кислот. Cредние соли - карбонаты Кислые соли - гидрокарбонаты (HCO 3 - ). Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга: 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3

18 Карбонаты металлов (кроме щелочных металлов) при нагревании разлагаются с образованием оксида: CuCO 3 CuO + CO 2 Качественная реакция - "вскипание" при действии сильной кислоты: Na 2 CO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 O + CO 2 CO H + H 2 O + CO 2

19 применение солей угольной кислоты Na2CO3 Производство стекла, мыла, бумаги, моющих средств NaHCO3 пищевая промышленность, медицина CaCO3 Мел, мрамор, известняк – строительные материалы K2CO3 Жидкое мыло, бумага, моющие средства