Углерод и его соединения реферат

Структура[ править править код ] Электронные орбитали атома углерода могут иметь различную геометрию, в зависимости от степени гибридизации его электронных орбиталей. Существует три основных геометрии атома углерода: тетраэдрическая , образуется при смешении одного s- и трёх p-электронов sp3-гибридизация. Такой геометрии атома углерода соответствуют аллотропные модификации углерода алмаз и лонсдейлит. Такой гибридизацией обладает углерод, например, в метане и других углеводородах. Такая геометрия углерода характерна для графита , фенола и др.

Углерод Углерод - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Распространение данного химического элемента в природе и космосе. Физические и химические свойства углерода, его народнохозяйственное значение. Роль углерода в живой природе. Характеристика основных соединений углерода и свойств его аллотропных модификаций - алмаза, графита и карбина.

Углерод и его соединения реферат

Глава II. Неорганические соединения углерода Заключение Литература Введение Углерод лат. Carboneum С — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева: атомный номер 6, атомная масса 12, 1.

Рассмотрим строение атома углерода. На наружном энергетическом уровне атома углерода находятся четыре электрона. Изобразим графически: 1s2 2s2 2p2 Углерод был известен с глубокой древности, и имя первооткрывателя этого элемента неизвестно. В конце XVII в. Алмазы исчезли, сгорев на воздухе. В г. Лавуазье показал, что при сгорании алмаза образуется СО2. Лишь в г.

Теннант доказал идентичность природы графита и угля. После сгорания равных количеств угля и алмаза объемы оксида углерода IV оказались одинаковыми. Многообразие соединений углерода, объясняющееся способностью его атомов соединяться друг с другом и атомами других элементов различными способами, обуславливает особое положение углерода среди других элементов. Глава I. Всё об углероде 1. Углерод в природе Углерод находится в природе, как в свободном состоянии, так и в виде соединений.

Свободный углерод встречается в виде алмаза, графита и карбина. Алмазы очень редки. Свое название алмаз получил от греч. Самые значительные месторождения алмазов находятся в Южной Африке, Бразилии, в Якутии. Все горючие ископаемые — нефть, газ, торф, каменные и бурые угли, сланцы — построены на углеродной основе. В виде оксида углерода IV СО2 углерод входит в состав атмосферы.

В гидросфере растворено большое количество СО2. Аллотропные модификации углерода Элементарный углерод образует три аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин. Алмаз — бесцветное, прозрачное кристаллическое вещество, чрезвычайно сильно преломляющее лучи света.

Атомы углерода в алмазе находятся в состоянии sр3 -гибридизации. В возбуждённом состоянии происходит распаривание валентных электронов в атомах углерода и образование четырёх неспаренных электронов. При образовании химических связей электронные облака приобретают одинаковую вытянутую форму и располагаются в пространстве так, что их оси оказываются направленными к вершинам тетраэдра.

Каждый атом углерода в алмазе окружён четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдров к вершинам. Расстояние между атомами в тетраэдрах равно 0, нм. Прочность всех связей одинакова. Этим объясняется его исключительная твердость. Алмаз плохо проводит электрический ток.

Процесс ведут в присутствии катализаторов, которыми могут служить некоторые металлы, например Ni. Основная масса образующихся алмазов — небольшие кристаллы и алмазная пыль. Структура алмаза 2. Графит — серо-чёрное кристаллическое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь, по твердости уступающее даже бумаге.

В результате образуется сетка, составленная из правильных шестиугольников. Расстояние между соседними ядрами атомов углерода внутри слоя составляет 0, нм. Четвёртый электрон внешнего слоя каждого атома углерода в графите занимает р-орбиталь, не участвующую в гибридизации. Соседние слои в кристалле графита находятся друг от друга на расстоянии 0, нм и слабо связаны между собой, в основном силами Ван-дер-Ваальса. Поэтому графит имеет низкую механическую прочность и легко расщепляется на чешуйки, которые сами по себе очень прочны.

Связь между слоями атомов углерода в графите частично имеет металлический характер. Этим объясняется тот факт, что графит хорошо проводит электрический ток, но все, же не так хорошо, как металлы. Структура графита Физические свойства в графите сильно различаются по направлениям — перпендикулярному и параллельному слоям атомов углерода. При указанной температуре он возгоняется, не плавясь.

Графит термодинамически устойчив в широком интервале температур и давлений, поэтому он принимается в качестве стандартного состояния углерода. Карбин — мелкокристаллический порошок чёрного цвета.

Коршаком, А. Сладковым, В. Касаточкиным, Ю. Кудрявцевым в начале х годов XX века. Карбин обладает полупроводниковыми свойствами, под действием света его проводимость сильно увеличивается. За счёт существования разных типов связи и разных способов укладки цепей из углеродных атомов в кристаллической решетке физические свойства карбина могут меняться в широких пределах.

Кроме того, в атмосфере обнаружены незначительные примеси радиоактивного изотопа , который получают искусственным путём. Однако было установлено, что эти вещества состоят из мельчайших кристаллических частиц, в которых атомы углерода связаны так же, как в графите.

Уголь — тонко измельчённый графит. Образуется при термическом разложении углеродсодержащих соединений без доступа воздуха. Угли существенно различаются по свойствам в зависимости от вещества, из которого они получены и способа получения.

Они всегда содержат примеси, влияющие на их свойства. Наиболее важные сорта угля — кокс, древесный уголь, сажа.

Кокс получается при нагревании каменного угля без доступа воздуха. Древесный уголь образуется при нагревании дерева без доступа воздуха. Сажа — очень мелкий графитовый кристаллический порошок. Образуется при сжигании углеводородов природного газа, ацетилена, скипидара и др. Активные угли — пористые промышленные адсорбенты, состоящие в основном из углерода. Адсорбцией называют поглощение поверхностью твёрдых веществ газов и растворённых веществ.

Активные угли получают из твердого топлива торфа, бурого и каменного угля, антрацита , дерева и продуктов его переработки древесного угля, опилок, отходов бумажного производства , отходов кожевенной промышленности, материалов животного происхождения, например костей.

Угли, отличающиеся высокой механической прочностью, производят из скорлупы кокосовых и других орехов, из косточек плодов. Структура углей представлена порами всех размеров, однако адсорбционная ёмкость и скорость адсорбции определяются содержанием микропор в единице массы или объёма гранул.

При производстве активного угля вначале исходный материал подвергают термической обработке без доступа воздуха, в результате которой из него удаляется влага и частично смолы.

При этом образуется крупнопористая структура угля. Для получения микропористой структуры активацию производят либо окислением газом или паром, либо обработкой химическими реагентами. Химические свойства углерода При обычных температурах алмаз, графит, уголь химически инертны, но при высоких температурах активность их увеличивается.

Как и следует из строения основных форм углерода, уголь вступает в реакции легче, чем графит и тем более алмаз. Графит не только более реакционноспособен, чем алмаз, но и, реагируя с некоторыми веществами, может образовывать такие продукты, каких не образует алмаз. С водородом уголь и графит образуют углеводороды.

При взаимодействии с кислородом углерод проявляет восстановительные свойства. Обе реакции экзотермичны. Особенно ярко восстановительные свойства угля проявляются при взаимодействии с оксидами металлов цинка, меди, свинца и др. Любые формы углерода устойчивы по отношению к щелочам! Применение углерода Алмазы используются для обработки различных твердых материалов, для резки, шлифования, сверления и гравировки стекла, для бурения горных пород.

Алмазы после шлифования и огранки превращаются в бриллианты, используемые в качестве украшений. Графит — ценнейший материал для современной промышленности. Из графита изготавливают литейные формы, плавильные тигли и другие огнеупорные изделия. Благодаря высокой химической устойчивости графит применяется для изготовления труб и аппаратов, выложенных изнутри графитовыми плитами. Значительные количества графита используют в электротехнической промышленности, например при изготовлении электродов.

Графит используется для изготовления карандашей и некоторых красок, в качестве смазочного материала. Очень чистый графит используют в ядерных реакторах для замедления нейтронов. Линейный полимер углерода — карбин — привлекает внимание учёных как перспективный материал для изготовления полупроводников, которые могут работать при высоких температурах, и сверхпрочных волокон. Древесный уголь используется в металлургической промышленности, в кузнечном деле. Кокс применяется в качестве восстановителя при выплавке металлов из руд.

Сажа применяется в качестве наполнителя резин для повышения прочности, поэтому автомобильные шины — чёрного цвета. Используют сажу и как компонент печатных красок, туши, крема для обуви. Активные угли используются для очистки, извлечения и разделения различных веществ.

Активные угли применяются в качестве наполнителей противогазов и как сорбирующее средство в медицине. Оксид углерода II СО — бесцветный, не имеющий запаха газ, малорастворимый в воде.

Его называют угарным газом, так как он очень ядовит.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Углерод. Учебный фильм по химии

Многообразие соединений углерода, их распространение в природе и применение. Аллотропные модификации. Физические свойства. Особенности развития химии высокомолекулярных соединений. Химия Характеристика основных соединений углерода и свойств его аллотропных .

Углерод как простое вещество. В атоме углерода на его внешних четырех АО имеется четыре электрона. Поэтому все четыре АО принимают участие в образовании химических связей. Этим объясняется разнообразие и многочисленность соединений углерода. Подавляющее большинство соединений углерода относят к так называемым органическим веществам. В этом разделе рассмотрим свойства неорганических веществ, образуемых углеродом, - простых веществ, его оксидов, угольной кислоты и некоторых ее солей. Углерод образует несколько простых веществ. Среди них пока важнейшими считаются алмаз и графит. Эти аллотропные модификации имеют атомные кристаллические решетки, которые различаются своими структурами. Отсюда отличие их физических и химических свойств. В алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами. В пространстве эти атомы располагаются в центре и углах тетраэдров, соединенных своими вершинами. Это очень симметричная и прочная решетка. Алмаз — это самое твердое вещество на Земле. В графите каждый атом соединен с тремя другими, лежащими в той же плоскости. На образование этих связей затрачивается по три АО с тремя электронами. Четвертая орбиталь 2р-АО с одним электроном располагается перпендикулярно плоскости. Эти оставшиеся атомные орбиталь всей сетки перекрываются между собой, образуя зону молекулярных орбиталей.

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь использовался для восстановления металлов из руд , а алмаз — как драгоценный камень.

Углерод и его соединения реферат by НинаPosted on При К она затвердевает. Угли, отличающиеся высокой механической прочностью, производят из скорлупы кокосовых и других орехов, из косточек плодов.

Углерод и его соединения

Химические свойства углерода и его соединений. Оксид углерода. Применение углерода и его соединений. Краткая характеристика. Углерод — основа органических, биоорганических соединений и многих полимеров.

Углерод и его соединенния

Глава II. Неорганические соединения углерода Заключение Литература Введение Углерод лат. Carboneum С — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева: атомный номер 6, атомная масса 12, 1. Рассмотрим строение атома углерода. На наружном энергетическом уровне атома углерода находятся четыре электрона. Изобразим графически: 1s2 2s2 2p2 Углерод был известен с глубокой древности, и имя первооткрывателя этого элемента неизвестно. В конце XVII в. Алмазы исчезли, сгорев на воздухе.

.

.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Химия. 9 класс (Урок№17 - Углерод. Аллотропные модификации avtozvuk.ccские свойства. Адсорбция.)
Похожие публикации