9 класс. Химия. Углерод

Комментарии преподавателя

Углерод расположен в IVА подгруппе второго периода ПСХЭ. Заряд ядра атома углерода равен +6, на внешнем электронном слое у него 4 электрона:

Значит, при образовании химической связи атом углерода может присоединять к себе до 4 электронов или отдавать до 4 электронов. Характерные степени окисления углерода: -4, 0, +2, +4. Высшая валентность углерода равна IV.

Углерод в природе встречается в виде простых веществ – графита и алмаза – и в составе минералов (карбонатов кальция, магния, железа и др.). В воздухе содержится оксид углерода (IV) – углекислый газ. Объемная доля углекислого газа в воздухе – около 0,03%.

Аллотропные модификации углерода

Углерод образует несколько аллотропных модификаций: например, графит, алмаз, фуллерен, карбин. Фуллерены были открыты в 1985 г., их молекулы напоминают футбольные мячи (Рис. 1).

Рис. 1. Структура молекулы фуллерена

Графит и алмаз сильно отличаются по физическим свойствам. Такое различие объясняется разным строением их кристаллических решеток.

Графит – темно-серое тугоплавкое вещество с металлическим блеском и низкой твердостью, проводит электрический ток. Кристаллическая решетка графита – атомная (Рис. 2).

Рис. 2. Графит

Алмаз – бесцветное тугоплавкое вещество, с самой высокой твердостью из всех природных веществ. В атомной кристаллической решетке алмаза все связи между атомами углерода – ковалентные неполярные, равные по длине и энергии. Такое строение объясняет высокую твердость и тугоплавкость этого минерала (Рис. 3).

 

Рис. 3. Алмаз (бриллиант)

Химические свойства углерода

Простые вещества, образованные углеродом – это типичные неметаллы. Рассмотрим их химические свойства на примере угля (Рис. 4).

Рис. 4. Уголь 

Уголь горит в избытке кислорода с образованием углекислого газа (оксида углерода (IV)):

С + О2 = СО2

При недостатке кислорода происходит неполное сгорание угля с образованием оксида углерода (II) – угарного газа:

2С + О2 = 2СО

При взаимодействии угля с водородом образуется метан:

С + 2Н2 = СН4.

При спекании угля с кальцием или оксидом кальция образуется карбид кальция СаС2:

Са + 2С = СаС2

СаО + 3С = СаС2 + СО

Раскаленный уголь реагирует с водой с образованием водяного газа – смеси угарного газа и водорода: С + Н2О = СО + Н2

При нагревании уголь окисляется концентрированной серной кислотой, при этом образуются углекислый газ, оксид углерода (IV) и вода:

С + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O.

Источник

http://www.youtube.com/watch?v=LFBcKt0OvEc

http://www.youtube.com/watch?v=ZdZwohXdFWQ

конспект http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/9-klass

источник презентации - http://ppt4web.ru/khimija/uglerod3.html

http://ppt4web.ru/khimija/uglerod3.html

http://journal-bipt.info/load/127-1-0-2331

http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2013/02/10/prezentatsiya-urok-khimii-temauglerod-9-klass

Файлы