Строение алмаза



жүктеу 33.54 Kb.
Дата17.04.2019
өлшемі33.54 Kb.

Углерод.
1. Алмаз

Углерод образует множество аллотропных модификаций. Самые известные из них - алмаз и графит. В последнее время много слышно о фуллеренах.

Чистые алмазы бесцветны и прозрачны. Но примеси окрашивают их в самые разные цвета:

Строение алмаза:



Кристаллическая решетка алмаза – атомная. Это значит, что каждый атом углерода связан с соседними 4 атомами ковалентными связями. Такая кристаллическая решетка очень прочная. Алмаз – самое твердое вещество. Он широко используется для изготовления резцов и шлифовальных поверхностей, способных обрабатывать очень твердые материалы.

При обычных условиях алмаз – не самая устойчивая форма углерода. При нагревании алмаза выше 1000оС (без доступа воздуха) он переходит в графит.
2. Графит

Графит – темно-серые кристаллы со слабым металлическим блеском:

Строение графита:

Кристаллическая решетка графита – атомная, но не пространственная, как у алмаза, а слоистая. Внутри слоя атомы связаны прочными ковалентными связями. Каждый атом образует с тремя соседями две одинарных и одну двойную связь. Между слоями химической связи нет, слои удерживаются только межмолекулярным взаимодействием.

Графит электропроводен в плоскости слоя. Это делает его распространенным материалом для электродов.

Слабое взаимодействие между слоями графита приводит к легкому скольжению слоев относительно друг друга, благодаря чему он используется в составе смазочных материалов. Легкое отшелушивание чешуек графита обуславливает его применение для изготовления грифелей карандашей.


3. Фуллерены

Фуллерены, в отличие от алмаза и графита, имеют молекулярное строение. Поэтому они растворимы в неполярных растворителях. Молекулы фуллеренов напоминают мячик. Состав молекул может быть различным (С60, С70 и др.). Они образуются при конденсации испаренного графита.

Строение фуллеренов:


4. Химические свойства углерода

Углерод - умеренный неметалл. Он вступает в химические реакции при нагревании. Окислительные свойства он проявляет в реакциях с металлами, образуя карбиды двух типов:

- Истинные карбиды с анионами С4-.

4Al + 3C Al4C3

Такие карбиды, разлагаясь водой, выделяют метан:

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4

- Ацетилениды (содержат анион СС2-).

Ca + 2C CaC2

При их взаимодействии с водой образуется ацетилен:

СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + С2Н2

В реакции с водородом углерод также является окислителем.

Более характерны для углерода восстановительные свойства. Он проявляет их в реакциях с фтором (с другими галогенами не реагирует), кислородом, азотом, серой, а также со сложными веществами (например, оксидами):

2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2

СаО + 3С СаС2 + СО


5. Оксиды углерода

Углерод образует 2 оксида: СО (несолеобразующий) и СО2 (кислотный). Оба они - газы без цвета и запаха.

СО носит название угарный газ. Он ядовит. СО – неплохой восстановитель. На воздухе горит синим пламенем:

СО + ½ О2 = СО2 + Q

Восстанавливает многие металлы из оксидов, что используется в металлургии:

NiO + CO Ni + CO2

СО2 носит название углекислый газ, связанное с тем, что при растворении в воде (малорастворим!) образует угольную кислоту:

СО2 + Н2О Н2СО3

Это свойство используется для получения газированной воды.

Физические свойства: газ без цвета и запаха. Химически СО2 малоактивен. Углерод имеет в СО2 высшую степень окисления, однако этот оксид проявляет окислительные свойства крайне редко и неохотно.

Образование характерных осадков: при пропускании в известковую или баритовую воду СО2 дает осадок, постепенно растворяющийся в его избытке:

СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О

СО2 + Ва(ОН)2 = ВаСО3 + Н2О

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2

ВаСО3 + СО2 + Н2О = Ва(НСО3)2

Получение СО2:

1) Окисление углерода и углеродсодержащих веществ:

С + О2 = СО2 + Q

C8H18 + 12,5 O2 = 8CO2 + 9H2O + Q

CO2 – конечный продукт дыхания растений и животных, процессов горения, гниения, брожения.

2) Взаимодействие карбонатов с сильными кислотами:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

3) Термическое разложение карбонатов:

СаСО3 СаО + СО2


6. Угольная кислота и карбонаты

Угольная кислота Н2СО3 - очень слабая и крайне нестойкая.

Важнейшие карбонаты (соли угольной кислоты):

Na2CO3 сода (кальцинированная)

Na2CO3*10H2O кристаллическая сода

NaHCO3 питьевая сода

K2CO3 поташ

CaCO3 мрамор, мел, известняк

MgCO3 магнезит

MgCO3*CaCO3 доломит



(СuOH)2CO3 малахит

Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет