- •Тема 1.1. Основні закони хімії
- •Закон збереження маси речовини
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.2. Оксиди
- •Визначення. Класифікація оксидів.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.3. Основи
- •Визначення. Класифікація основ.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.4. Кислоти
- •Визначення. Класифікація кислот.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.5. Солі
- •Визначення. Класифікація солей.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.6. Хімічний зв'язок
- •Поняття про хімічний зв'язок. Типи хімічного зв’язку.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.7. Електролітична дисоціація. Реакції йонного обміну
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.8. Окисно-відновні реакції
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.1. Загальна характеристика металів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.2. Корозія металів
- •Корозія металів. Види корозії.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.3. Лужні метали
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.4. Кальцій
- •Кальцій.**
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.5. Сполуки Кальцію
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.6. Алюміній
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.7. Залізо
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.8. Сульфур. Сірка.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.9. Сполуки Сульфуру
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.10. Сульфатна кислота та її солі
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.11. Нітроген. Азот.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.12. Аміак. Солі амонію.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.13. Сполуки Нітрогену
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2. 14.Фосфор
- •Фосфор.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.15. Сполуки Фосфору
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.16. Карбон. Вуглець.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.16. Сполуки Карбону
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.18. Силіцій.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.19. Сполуки Силіцію.
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.1. Теорія будови органічних речовин о.М. Бутлерова
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.2. Алкани
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.3. Алкени
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.4. Алкіни
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.5. Алкадієни (дієнові вуглеводні)
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.6. Ароматичні вуглеводні (арени)
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.7. Природні джерела вуглеводнів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.1. Одноатомні спирти
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.2. Багатоатомні спирти
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.3. Феноли
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.4. Альдегіди
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.5. Карбонові кислоти
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.6. Естери
- •2. Номенклатура:
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.7. Жири. Мило
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.1. Вуглеводи. Глюкоза
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.2. Сахароза
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.3. Крохмаль і целюлоза
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.4. Аміни
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.5. Амінокислоти
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.6. Білки
- •Контрольні запитання:
Тема 2.16. Карбон. Вуглець.
План
-
Загальна характеристика елементів ІV-А групи.
-
Карбон.
-
Алотропні модифікації Карбону.*
-
Хімічні властивості вуглецю.**
-
Застосування.
1. Елементи IV-A групи – це р-елементи. Конфігурація зовнішнього рівня - ns2np2. У групі зі зростанням протонного числа елемента спостерігається зміна властивостей від неметалічних до металічних.
Сполуки Карбону та Силіцію з Гідрогеном на відміну від сполук з Гідрогеном елементів V – VІІ груп, не виявляють ні кислотних, ні основних властивостей, що пояснюється низькою полярністю зв’язків С – Н та Si – H унаслідок близьких електронегативностей атомів і неполярності молекул СН4 і SiH4.
Оксиди Карбону і Силіцію в ступенях окиснення +4 є кислотними, а оксиди Стануму і Плюмбуму – амфотерними.
2. Будова атома:
Електронна конфігурація атома: 1s22s22p2
В атомі Карбону, на відміну від усіх інших елементів, число валентних електронів дорівнює числу валентних орбіталей. Це одна з основних причин значної стійкості зв’язку С – С і виключної здатності Карбону до утворення гомоланцюгів.
Можливі ступені окиснення Карбону:
|
Ізотопи: 12С, 13С, 14С (радіоактивний)
Поширення у природі: вільний Карбон трапляється в природі у вигляді таких алотропних модифікацій, як алмаз, графіт, карбін, фулерен; у вигляді природних карбонатів (вапняки і доломіти), горючих копалин – антрациту, кам’яного та бурого вугілля, горючих сланців, нафти, торфу, природних горючих газів та ін. У атмосфері та гідросфері Карбон є у вигляді карбон (IV) оксиду. Карбон входить до складу всіх живих організмів.
3. Відомо декілька алотропних модифікацій Карбону – алмаз, графіт, карбін, фулерен. Це тверді речовини з атомними кристалічними гратками, які різняться будовою кристалів і фізичними властивостями.
Алмаз – тугоплавка кристалічна речовина, хімічно малоактивна, діелектрик. Зустрічаються кристали безбарвні й забарвлені, прозорі і непрозорі. У кристалі алмазу кожний атом Карбону з’єднується міцними ковалентними зв’язками з чотирма сусідніми атомами. Така будова забезпечує виключну твердість алмазу.
Графіт – кристалічна речовина, жирна на дотик, хімічно дуже стійка, тугоплавка (tпл=3800OC), сірого або чорного кольору з металічним блиском. Структура шарувата. Атоми Карбону розміщуються шарами із шестичленних кілець. У межах шару кожний атом Карбону утворює три хімічні зв’язки з трьома сусідніми атомами. За рахунок четвертих електронів зовнішнього шару виникає загальна система делокалізованого хімічного зв’язку. Саме цим і визначається електрична провідність графіту, його колір і блиск. Шари атомів Карбону об’єднуються в кристали силами міжмолекулярної взаємодії.
Карбін – речовина чорного кольору, хімічно інертна, виявляє властивості напівпровідника. Має ланцюгову будову молекул, де атоми Карбону зв’язані між собою одинарними і потрійними зв’язками, що чергуються: –С≡С–С≡С–, то лише подвійними: =С=С=С=
Фулерен С60 і С70 – нова молекулярна форма існування Карбону в природі. Це дрібнокристалічні речовини, молекули яких являють собою порожні сфери (С60 за формою нагадує футбольний м’яч, а С70 – диньоподібний м’яч для регбі). Їх поверхня утворена п’яти- і шестикутниками з атомів Карбону. Виявляють властивості напівпровідників.
Існують ще так звані вуглецеві матеріали (раніше їх називали „аморфний вуглець”). До них належать кокс, деревне вугілля, сажа. Вони не є самостійними алотропними формами Карбону, оскільки вони мають таку кристалічну структуру як графіт, але кристали розміщені безладно.
4. Вуглець виявляє невисоку хімічну активність (більшість реакцій за його участю відбувається лише за високої температури).
І. Вуглець – гарний відновник:
1) взаємодіє з киснем.
2) взаємодіє з водою. Якщо на розжарений вуглець подавати водяну пару, то внаслідок реакції утвориться водяний газ – суміш карбон (ІІ) оксиду і водню:
3) стійкий до дії лугів і кислот. Лише концентровані сульфатна і нітратна кислоти за температури 100ºC окиснюють його:
ІІ. Окисні властивості :
1) взаємодіє з воднем за високої температури і наявності каталізатора:
2) ) взаємодіє з металами з утворенням карбідів:
5. Завдяки твердості технічні алмази використовують для свердління твердих порід, виготовлення шліфувальних дисків, різців, свердл, різання скла. Чисті алмази гранують, шліфують і виготовляють з них діаманти.
З графіту виготовляють вогнетривкі тиглі, мастила, синтетичні алмази, електроди, обкладки для електролітичних ванн, труби теплообмінників.