Углерод
УГЛЕРОД
Аллотропия углерода
Алмаз
Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло, r = 3,5 г/см3; t°пл. = 3730°C; t°кип. = 4830°C.
Атомы углерода находятся в sp3- гибридизации и образуют атомную кристаллическую решётку с прочными ковалентными s- связями.
Можно получить из графита при p > 50 тыс. атм; t° = 1200°C.
Применение алмаза: Шлифовальный порошок, буры, стеклорезы, после огранки - бриллианты.
Графит
Кристаллическое вещество, слоистое, непрозрачное, тёмно-серое, обладает металлическим блеском, мягкое, проводит электрический ток; r = 2,5 г/см3.
В кристаллической решётке атомы углерода находятся в sp2- гибридном состоянии и образуют слои из шестичленных колец; между слоями действуют межмолекулярные силы.
Применение графита: электроды, карандашные грифели, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах, входит в состав некоторых смазочных материалов.
Карбин
Чёрный порошок; r = 2 г/см3; полупроводник.
Состоит из линейных цепочек –CºC–CºC– и =С=С=С=С=; атомы углерода находятся в sp- гибридном состоянии.
При нагревании переходит в графит.
Адсорбция
Адсорбция - поглощение газообразных или растворённых веществ поверхностью твёрдого вещества.
Опыт: адсорбционная способность угля
Обратный процесс - выделение этих поглощённых веществ - десорбция.
Применение адсорбции: очистка от примесей (в производстве сахара и др.),
для защиты органов дыхания (противогазы ), в медицине (таблетки "Карболен") и др.
Некоторые аллотропные модификации углерода
Химические свойства углерода
Углерод - малоактивен, на холоде реагирует только со фтором; химическая активность проявляется при высоких температурах.
Восстановительные свойства углерода
1) Взаимодействие с кислородом: C0 + O2 –t°® CO2 углекислый газ
при недостатке кислорода наблюдается неполное сгорание: 2C0 + O2 –t°® 2C+2O угарный газ
2) Взаимодействие с фтором С + 2F2 ® CF4
3) Взаимодействие с водяным паром C0 + H2O –1200°® С+2O + H2 водяной газ
4) Взаимодействие с оксидами металлов (пирометаллургия)
C0 + 2CuO –t°® 2Cu + C+4O2
5) Взаимодействие с кислотами – окислителями:
C0 + 2H2SO4(конц.) ® С+4O2 + 2SO2 + 2H2O
С0 + 4HNO3(конц.) ® С+4O2 + 4NO2 + 2H2O
Окислительные свойства углерода
6) Взаимодействие с некоторыми металлами образует карбиды
4Al + 3C0 ® Al4C3
Ca + 2C0 ® CaC2-4
7) Взаимодействие с водородом: C0 + 2H2 ® CH4