Элементы IVA-группы
С | неметаллы | Радиус атома растёт | Электроотри-цательность уменьшается | Металличес-кие свойства усиливаются | Степени окисления: + 4, +2, - 4(для неметаллов) |
Si | |||||
Ge | металлы | ||||
Sn | |||||
Pb |
Углерод.
1. Простое вещество. Имеет несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, фуллерен.
Алмаз– кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло. Каждый атом углерода находится в состоянии sp3-гибридизации.
Алмаз.
Графит – мягкое вещество серого цвета со слабым металлическим блеском, жирное на ощупь, проводит электрический ток. Атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации и связаны в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольников, наподобие пчелиных сот.
Графит.
Графит – наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода.
Карбин– мелкокристаллический порошок серого цвета, полупроводник. Его кристаллы состоят из линейных цепочек углеродных атомов, соединенных чередующимися тройными и одинарными связями, или двойными связями, углерод находится в состоянии sp-гибридизации: -С≡С-С≡С-С≡С-С≡С-
По твердости карбин превосходит графит, но значительно уступает алмазу.
Фуллерен -искусственно полученная модификация углерода, состоящая из молекул C60, C70, …. C1020. Эти молекулы составлены из атомов углерода, объединенных в пяти и шести угольники с общими ребрами. Это черные вещества с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников. При давлении порядка 2·105 атм и комнатной температуре фуллерен превращается в алмаз.
Свойства углерода:
Взаимодействие с фтором: углерод обладает низкой реакционной способностью, из галогенов реагирует только с фтором. | С + 2F2 = CF4. |
Взаимодействие с кислородом: | 2С + О2(недост) = 2СО (угарный газ), С + О2(изб) = СО2(углекислый газ). |
Взаимодействие с другими неметаллами: не взаимодействует с азотом и фосфором. | С + 2S = CS2 C + 2H2 –t, Nià CH4 Ca + 2C = CaC2 ЗС + 4Al =Al4С3 |
Взаимодействие с водой: при пропускании водяных паров через раскаленный уголь образуется оксид углерода (II) и водород: | C + H2O = CO + H2. |
Восстановительные свойства: углерод способен восстанавливать многие металлы из их оксидов: | 2ZnO + C –tà 2Zn + CO 4С + Fe3O4 –tà 3Fe + 4CO |
Концентрированные серная и азотная кислоты при нагревании окисляют углерод до оксида углерода (IV): | C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O; C + 4HNO3 = CO2 + 4NO2 + 2H2O. |
Карбиды- это соединения углерода с металлами.
Ковалентные | Ионные, или солеобразующие | |
SiC. Имеют прочные ковалентные связи в атомной решетке, поэтому очень стабильны и химически инертны. | Карбиды, при гидролизе которых образуется метан – «метаниды»: Al4C3, Be2C Al4С3+12HCl =4AlCl3+ 3CH4 | Карбиды, при гидролизе которых получается ацетилен – «ацетилениды»: Na2C2, Ag2C2, CaC2 СаС2+2Н2O=Са(OH)2+С2Н2 Ag2C2 + 2HCl = 2AgCl + C2H2 |