Реакции присоединения

1. Присоединение водорода

1. Синтез метанола

СO + 2H₂ = CH₃OH

2. Cинтез метана и его гомологов:

CO + 3H₂ = CH₄ + H₂O

2. Образование карбонилов металлов

Молекулы СО довольно легко присоединяются к атомам некоторых d-металлов. В образовании донорно-акцепторых связей участвуют неподеленные электронные пары атомов углерода в молекулах СО и свободные орбитали атомов металлов:

4СO + Ni = [Ni(CO)₄] тетракарбонил никеля

5CO + Fe = [Fe(CO)₅] пентакарбонил железа

2. Образование карбоксигемоглобина

СO связывается с ионами Fe²⁺ в гемоглобине (Hb) подобно О₂. Сродство гемоглобина человека к СО более чем в 200 раз превышает сродство к кислороду, поэтому СО способен вытеснять О₂ из оксигемоглобина:

HbO₂ + CO = HbCO + O₂

Этим и объясняется высокая токсичность угарного газа.

Цианистоводородная кислота. Цианиды

Из простейших азотистых производных углерода наиболее важным является цианистоводородная (или синильная) кислота HCN.

Синильная кислота представляет собой бесцветную жидкость со слабым своеобразным запахом. С водой HCN смешивается в любых соотношениях. Ее кислотные свойства выражены чрезвычайно слабо, и поэтому она легко выделяется из своих солей (цианидов) действием более сильных кислот. Так же синильную кислоту можно получить взаимодействием СО и аммиака по реакции, в присутствии катализатора:

CO + NH₃ ═ H₂O + HCN

Цианиды получают восстановлением углеродом карбонатов (IV) при нагревании:

Na₂CO₃ + С + 2 NH₃ ═ 2 NaCN + 3 H₂O

Наибольшее применение из цианидов имеет цианид калия KCN. Цианид калия – бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Цианид калия так же ядовит, как и синильная кислота. На воздухе под действием СО₂ он довольно быстро разлагается:

2 KCN + H₂O + CO₂ ═ K₂CO₃ + 2 HCN

Для иона CN ^ˉ характерно вхождение во внутреннюю сферу комплексных соединений. Общим методом получения подобных комплексных цианидов является действие избытка KCN на соли соответствующих металлов.

Реакции идут по схеме:

CrCl₃ + 3 KCN ═ Cr(CN)₃ ↓ + 3 KCl

CrCl₃ + 6 KCN ═ K₃[Cr(CN)₆] + 3 КСl

Токсическое действие синильной кислоты (и цианидов) сводится в основном к параличу дыхательного центра нервной системы. В организме синильная кислота довольно легко разрушается с образованием безвредных продуктов, поэтому при несмертельных ее дозах после первого периода острого отравления быстро наступает полное выздоровление. Смертельной дозой HCN является 0,05 г.

Оксид углерода (IV)

К соединениям углерода (IV) относится диоксид углерода СО₂. Он постоянно образуется в природе при окислении органических веществ (гниение растительных и животных остатков, дыхание, сжигание топлива), а так же в больших количествах выделяется из вулканических трещин и из вод минеральных источников.

Двуокись углерода при обычных условиях – бесцветный газ, примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, благодаря чему его можно переливать, как жидкость, из одного сосуда в другой. При сильном охлаждении СО₂ застывает в белую снегообразную массу – “сухой лед”.

Молекула О═С═О является линейной (sp-гибридизация). По химической природе СО₂ является кислотным соединением.