Вуглець та його сполуки Реферат Хімія
Вуглець та його сполуки - Хімія
Реферат з хімії
ВУГЛЕРОД І ЙОГО СПОЛУЧЕННЯ
Учня 10 "б" класу школи №4
р. Ангарськ - 2001 рік
ВУГЛЯД І ЙОГО СПОЛУКИ.
Вуглець як проста речовина.
В атомі вуглецю на його зовнішніх чотирьох АТ є чотири електрони. Тому всі чотири АТ беруть участь в утворенні хімічних зв'язків. Цим пояснюється різноманітність та численність сполук вуглецю.
Переважна більшість сполук вуглецю відносять до так званих органічних речовин. У цьому розділі розглянемо властивості неорганічних речовин, що утворюються вуглецем, - простих речовин, його оксидів, вугільної кислоти та деяких її солей.
Вуглець утворює кілька простих речовин. Серед них поки що найважливішими вважаються алмаз і графіт. Ці алотропні модифікації мають атомні кристалічні грати, які різняться своїми структурами. Звідси відмінність їх фізичних та хімічних властивостей.
У алмазі кожен атом вуглецю пов'язані з чотирма іншими атомами. У просторі ці атоми розташовуються в центрі та кутах тетраедрів, з'єднаних своїми вершинами. Це дуже симетричні та міцні грати. Алмаз - це найтвердіша речовина на Землі.
У графіті кожен атом з'єднаний із трьома іншими, які у тій площині. На освіту цих зв'язків витрачається по три АТ із трьома електронами. Четверта орбіталь 2р-АТ з одним електроном розташовується перпендикулярно до площини. Ці атомні орбіталь всієї сітки, що залишилися, перекриваються між собою, утворюючи зону молекулярних орбіталей. Ця зона зайнята не повністю, а наполовину, що забезпечує металеву електропровідність графіту (на відміну відалмазу).
Крім електропровідності графіт має ще три практично важливі властивості.
По-перше,тугоплавкість. Температура плавлення графіту вище 3500 ° С - це найтугоплавкіша проста речовина на Землі.
По-друге, відсутність на його поверхні будь-яких продуктів взаємодії з навколишнім середовищем (на металах це оксиди), що збільшують електричний опір.
По-третє, здатність надавати змащувальну дію на тертьові поверхні. У кристалі графіту атоми вуглецю міцно пов'язані між собою у плоских сітках, а зв'язок між сітками слабка, вона має міжмолекулярну природу, як і речовинах з молекулярними решітками. Тому вже невеликі механічні зусилля викликають зміщення сіток відносно один одного, що і зумовлює дію графіту як мастила.
Енергія зв'язку між атомами вуглецю в простих та складних речовинах, у тому числі і в алмазі, і у графіті. Дуже велика. Про твердість алмазу вже говорили. Міцний зв'язок між атомами та у графітовій сітці. Так, міцність на розрив волокна із графіту значно перевищує міцність заліза та технічної сталі.
На основі графіту виготовляють так звані композиційні матеріали, зокрема, вуглепластики, в яких волокна графіту знаходяться на матриці з епоксидної смоли. Композиційні матеріали все ширше застосовуються в авіаційній та космічній техніці (адже крім міцності вони легкі; порівняємо щільність графіту,р=2,3 г/см3 з щільністю «легкого» алюмінію,р=2,7г/см3, і більше заліза,р=7,9г/см3), соціальній та суднобудуванні, де особливо цінна корозійна стійкість.
| Вуглець | З'єднання вуглецю |
| Оксид вуглецю (1У) | Вугільна кислота |
|
неповне спалювання метану: СН4+О2=С+2Н2О
- газ без запаху, кольору та смаку, важчий за повітря
- кислотний оксид
- при розчиненні взаємодіє з водою: СО2+Н2О=Н2СО3
- реагує з основами:
5.Реагує з основними оксидами:
6.Утворюється в реакціях
а) горіння вуглецю в кисні:
б) окиснення оксиду вуглецю (II):
в) згоряння метану:
г) взаємодія кислот із карбонатами:
д) термічного розкладання карбонатів, гідрокарбонатів:
е) окиснення біохімічних процесів дихання, гниття.
1.Неміцна молекула. Слабка двоосновна кислота. У водяному розчині існують рівноваги.
2. Взаємодіє з розчинами лугів як розчин вуглекислого газу у воді з утворенням солей-кислих (гідрокарбонатів) та середніх (карбонатів):
3.Витисняється із солей сильнішими кислотами
4.Солі вугільної кислоти піддаються гідролізу
Вуглець хімічно інертний тільки за порівняно низьких температур, а за високих – це один із найсильніших відновників. Головне хімічне застосування вуглецю – відновлення металів, насамперед заліза, із руд.
Маючи чотири електрони у зовнішньому енергетичному рівні, вуглець у сполуках з киснем залежно від умов виявляє валентності +2 та +4.
При горінні вуглецевмісних речовин (дрова, вугілля, природний газ метан, спирт та ін.) притемпературі звичайного полум'я йде реакція:
Але якщо створити умови для підвищення температури (наприклад, зменшити тепловідведення, що може відбуватися всередині товстого шару вугілля, що горить, у тому числі в доменній печі), то протікають реакції:
Продуктом повного згоряння вуглецю і речовин, що його містять, є оксид вуглецю (1У) СО2 – вуглекислий газ. Він утворюється при диханні живих організмів і гниття їх залишків. Одночасно вуглекислий газ (разом із водою) є головною речовиною, що споживається рослинами в процесі їх зростання.
При підвищенні тиску вже за кімнатної температури діоксид вуглецю зріджується. Рідким СО2 заповнюють деякі типи вогнегасників.
При зниженні тиску закипає рідкий оксид вуглецю. При цьому його температура різко знижується, оскільки на пороутворення, як відомо з фізики, витрачається велика кількість теплоти. В результаті СО2 твердне. У твердому вигляді (під назвою «сухий лід») він застосовується як холодоагент. При атмосферному тиску «сухий лід» не плавиться, а подібно до йоду, фосфору, вуглецю виганяється, тільки при значно нижчій температурі (-75 ° С).
Реферат з хімії УГЛЕРОД І ЙОГО СПОЛУЧЕННЯ Учня 10 «б» класу школи №4 Худякова Олексія м. Ангарськ – 2001 рік ВУГЛЕРОД І ЙОГО СПОЛУКИ. Вуглець як проста речовина. В а