Презентация по теме Углерод

Людям я совсем как брат.

Много тысяч лет назад

Освещая интерьер

Первобытных их пещер,

Я уже пылал в костре.

И украсить был я рад

Дам и рыцарей наряд,

Что блистали при дворе...

Если мягким быть решу,

То в тетради я пишу,

Такова друзья природа

Элемента …...... ..

Углерод

«Химическая история»

• Углерод является одним из первых химических элементов, который известен человеку. 3750 г. до н.э.

• Углерод является одним из элементов, имя первооткрывателя которого неизвестно, неизвестно и то, какая из форм элементарного углерода – алмаз или графит – была открыта раньше. И то и другое случилось слишком давно, ещё до возникновения письма.

• В 1791 г. английский химик Теннант первым получил свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в результате чего образовывался фосфат кальция и углерод.

«Химическая история»

• Впервые название углерод (carbone) в книге Гитона де Морво, Лавуазье, Бертолле и Фуркруа "Метод химической номенклатуры" (1787) .
• Международное название Carboneum происходит от лат. carbo (уголь).
• Соединения углерода имеют в названии часть  карб(он) - от лат.  carbō  (род. п.  carbōnis ) «уголь».

Углерод

• Порядковый номер – 6
• 4 группа, главная подгруппа
• 2 период
• Число электронов – 6
• Число протонов – 6
• Число нейтронов – 6
• На последнем

электронном слое -

4 электрона

• Атомная масса – 12,0107…
• Степень окисления: -4,+2,+4

Соединения углерода

Распространение углерода в природе

• Углерод накапливается в верхней части земной коры (биосфере): в живом веществе 18% углерода, древесине 50%, каменном угле 80%, нефти 85%, антраците 96%. Значительная часть углерода литосферы сосредоточена в известняках и доломитах.

Содержание углерода:

В земной коре

45%

В растительной клетке,

0,27%

В человеческом

организме

18%

10,5%

В животной клетке

• Число собственных минералов углерода - 112; исключительно велико число органических соединений углерода - углеводородов и их производных.
• По сравнению со средним содержанием в земной коре человечество в исключительно больших количествах извлекает углерод из недр (уголь, нефть, природный газ), так как эти ископаемые - основной источник энергии.

Физические свойства

• Углерод существует во множестве аллотропных модификаций с очень разнообразными физическими свойствами.
• Разнообразие модификаций обусловлено способностью углерода образовывать химические связи разного типа.

• Известны несколько кристаллических модификации углерода: графит, алмаз, карбин, фуллерен, лонсдейлит

Аллотр о пия - (от греч. állos — другой и trópos — поворот, свойство), существование одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам.

Лонсдейлит

Алмаз

Графит

Карбин

Атомная решетка

Окончательно

не доказана

Объемная

тетраэдрическая

Плоскостная

Линейная

Аллотропные модификации углерода

Используя презентация и материалы учебника заполнить таблицу

Признаки сравнения

Алмаз

Кристаллическая решетка

Графит

Физические свойства

Карбин

Применение

Фуллерен

Алмаз

1772

А. Лавуазье

• Бесцветный
• Прозрачный
• Не проводит электрический ток
• Прочный
• Твердый

Он в чистом виде черный, мрачный,

Неплавкий и едва горюч.

Бывает как кристалл прозрачный,

В котором блещет солнца луч.

О

Б

Л

А

С

Т

И

П

Р

И

М

Е

Н

Е

Н

И

Я

Алмаз «ШАХ» 16 век

Плоский алмаз

Деталь большой императорской короны

Алмаз «Орлов»

Графит

1778

К. В. Шееле

• Темно-серый
• Непрозрачный
• Проводит электрический ток
• Мягкий
• Металлический блеск
• Оставляет след на бумаге
• Жирный на ощупь

О

Б

Л

А

С

Т

И

П

Р

И

М

Е

Н

Е

Н

И

я

Тот элемент в печной трубе

Находим в виде сажи

Или в простом карандаше

Его встречаем даже.

Фуллерен

Фуллерен

Фуллерен в составе шунгита

Фуллерен

Нанотрубки

Графит

• Графит - серо-чёрная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском, обладает электропроводимостью
• Атомы расположены параллельными слоями, образуя гексагональную решетку.
• Внутри слоя атомы связаны сильнее, чем один слой с другим, поэтому графит может расслаиваться

Графит

• Сгорает при 700 о С в присутствии кислорода.
• Встречается в природе; получается искусственно.
• При высокой температуре, давлении и присутствии катализатора (марганец Mn, хром Cr, платиновые металлы) графит превращается в алмаз.

Алмаз

• Алмаз - минерал, имеющий желтоватый, белый, серый, зеленоватый, реже голубой и черный цвет.
• Не проводит электрический ток, но имеет высокую теплопроводность.
• В кристалле атомы углерода образуют непрерывный трехмерный каркас, состоящий из сочлененных тетраэдров, что обеспечивает высокую прочность связей.

Алмаз

• Алмаз - это самое твердое вещество из всех известных.
• Температура плавления выше 3500 о С. Химически стоек. Сгорает при 870 о С в присутствии кислорода. При 1800 о С в отсутствие кислорода превращается в графит

Прозрачные кристаллы; после обработки - бриллианты.

Добывают из россыпей и коренных месторождений. Синтетический алмаз получают из графита при высоком давлении и температуре.

Карбин

• Карбин получен искусственно.
• Он представляет собой мелкокристаллический порошок чёрного цвета.
• Построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно друг другу.

Лонсдейлит

• Лонсдейлит найден в метеоритах и получен искусственно;
• Его структура и свойства окончательно не установлены

Адсорбция

Активированный уголь

- свойство углерода удерживать на пористой поверхности растворенные вещества и газы

Н. Д. Зелинский

На основе адсорбционных свойств угля разработал фильтрующий противогаз.

Химические свойства

Al 4 C 3

со 2

Al

О 2

со

С

F e

н 2

Fe 2 O 3

сн 4

CО 2

Химические свойства углерода

При нагревании углерод соединяется с кислородом, образуя оксид углерода (IV), или углекислый газ:

С + O 2 = CO 2

При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II), или угарный газ:

2С + О 2 = 2СО

С водородом углерод соединяется только при высоких температурах и в присутствии катализаторов. В зависимости от температуры образуются различные углеводороды, например, метан:

С + 2H 2 = CH 4

Углерод взаимодействует при нагревании с серой и фтором, в электрической дуге с азотом:

С + 2S = CS 2

С + 2F 2 = CF 4

2С + N 2 = (CN) 2

Углерод — сильный восстановитель. При нагревании с водяным паром он вытесняет из воды водород:

Н 2 O + С = СО + Н 2

При нагревании углерода с оксидом углерода (IV) образуется угарный газ:

С + СО 2 = 2СО

Углерод восстанавливает многие металлы из их оксидов:

2 Fe 2 O 3 + 3С = 4Fe + 3CO 2

С металлами или их оксидами углерод образует карбиды:

CaO + 3C = CaC 2 + СО

Применение углерода

Синтетический бензин

Адсорбент

Карбид кальция

Сахар

Искусственные

алмазы

Черная краска

Медицина

Очистка спирта

Крем для обуви

Получение резины

Применение углерода С

• Углерод играет огромную роль в жизни человека. Его применения столь же разнообразны, как сам этот многоликий элемент.
• В частности углерод является неотъемлемой составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.)

Применение углерода С

• Графит используется в карандашной промышленности, но в смеси с глиной, для уменьшения его мягкости.
• Также его используют в качестве смазки при особо высоких или низких температурах.
• Его невероятно высокая температура плавления, позволяет делать из него тигли для заливки металлов.
• Способность графита проводить электрический ток также позволяет изготавливать из него высококачественные электроды.

Применение углерода С

• Алмаз, благодаря исключительной твердости, незаменимый абразивный материал. Алмазным напылением обладают шлифовальные насадки бормашин.
• Кроме этого, ограненные алмазы - бриллианты используются в качестве драгоценных камней в ювелирных украшениях.
• Исключительно высокая теплопроводность алмаза (до 2000 Вт/м·К) делает его перспективным материалом для полупроводниковой техники в качестве подложек для процессоров

Применение углерода С

• В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода.
• Так, карболен (активированный уголь), применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов; графит (в виде мазей) — для лечения кожных заболеваний

Круговорот углерода в природе

• Углерод является основой всех органических веществ.
• Любой живой организм состоит в значительной степени из углерода. Углерод — основа жизни.
• Источником углерода для живых организмов обычно является СО 2  из атмосферы или воды.
• В результате фотосинтеза он попадает в биологические пищевые цепи, в которых живые существа поедают друг друга или останки друг друга и тем самым добывают углерод для строительства собственного тела.
• Биологический цикл углерода заканчивается либо окислением и возвращением в атмосферу, либо захоронением в виде угля или нефти.

Круговорот углерода в природе

Углерод в виде ископаемого топлива: угля и углеводородов (нефть, природный газ) — один из важнейших источников энергии для человечества.

Тест «Углерод»

• Атом углерода расположен в:

а) VI группе главной подгруппе;

б) V группе побочной подгруппе;

в) IV группе побочной подгруппе;

г) IV группе главной подгруппе.

2. Углерод не проявляет степень окисления:

а)+4; б)+5; в)-4; г)+2.

3. Степень окисления углерода - 4 в соединении:

а) СН 4 ;

б) СО;

в) ССl 4 ;

г)Н 2 С0 3 .

4.Углерод проявляет свойства:

а) только окислительные;

б) только восстановительные;

в) окислительные и восстановительные.

5.Кристаллическая решётка в простых веществах углерода:

а) ионная;

б) молекулярная,

в) атомная;

г) металлическая.

6.Самое твёрдое вещество:

а) графит;

б) карбин;

в) фуллерен;

г) алмаз.

7. Не имеет кристаллического строения:

а) кокс;

б) алмаз;

в) графит;

г) карбин.

Домашние задание

§ 29. упр. 5,8* (письменно).