Углерод. Оксиды углерода (презентация)

Алмаз

Бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой.

Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам.

Алмаз имеет высокую твердость, плохо проводит тепло и практически не проводит электрический ток.

Это самое тугоплавкое природное вещество tпл =3730С.

Его применяют как украшение, а также для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов.

Интересные факты о самых знаменитых алмазах

Одним из самых знаменитых драгоценных камней в мире является алмаз «Регент», он же «Питт».

По легенде, алмаз весом в 410 карат (82 грамма) нашел раб-старатель на руднике (р. Кришна). Он умышленно сделал на своей ноге рану и спрятал драгоценный камень в повязке. Индус доверился английскому капитану, который пообещал ему свободу от рабства взамен на алмаз.

Британец не сдержал своего слова, убив раба, завладел алмазом и продал камень индийскому торговцу. А тот, в свою очередь, британскому руководителю мадрасского отделения Ост-Индской компании Томасу Питту .

Самый древний алмаз

Индийский алмаз Кох-и-Нор ("Гора света") известен несколько тысячелетий. По преданию им владели последовательно 18 правителей Индостана. Сейчас бриллиант в 108, 9 каратов - в Англии, в короне королевы Елизаветы II.

Самый крупный алмаз

Самым большим алмазом из известных в мире был "Куллинан" - 3106 каратов, подаренный в начале прошлого века английскому королю Эдуарду VII. После бриллиантовой огранки величиной в 530, 2 карата - украсил скипетр короля Великобритании и хранится в лондонском Тауэре

Полную информацию смотрите в файле. 

Углерод Оксиды углерода

Углерод

ряды

периоды

Группы элементов

VIII

VI

IV

I

V

III

II

VII

1

1

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТА

1

С+6 ) 2 ) 4 1 s 2 2s 2 2p 2

2

3

Углерод – основа всего живого на Земле.

Степень окисления в соединениях +4, +2, - 4.

4

2

2

12

3

3

4

4

5

+ 6

5

s

6

s

p

p

1

1

Е

7

Изолированное состояние

Возбужденное состояние

2

2

6

8

9

10

7

Нахождение в природе

Содержание углерода в земной коре 6,5·10 16 т.

Главные углеродсодержащие минералы — карбонаты

Физические свойства

Углерод образует несколько простых веществ. Среди них пока важнейшими считаются алмаз и графит, карбин, фуллерен.

а - кристаллическая решетка графита; б - кристаллическая решетка алмаза; в – линейная структура карбина

Аллотропия

Схемы строения различных модификаций углерода

a : алмаз ,

b : графит ,

c : лонсдейлит d : фуллерен  — букибол C60,

e : фуллерен C540,

f : фуллерен C70 g : аморфный углерод,

h : углеродная нанотрубка

Алмаз

• Бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой.
• Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам.

• Алмаз имеет высокую твердость, плохо проводит тепло и практически не проводит электрический ток.
• Это самое тугоплавкое природное вещество t пл =3730С.
• Его применяют как украшение, а также для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов.

Интересные факты о самых знаменитых алмазах

Одним из самых знаменитых драгоценных камней в мире является алмаз «Регент», он же «Питт».

По легенде, алмаз весом в 410 карат (82 грамма) нашел раб-старатель на руднике (р.Кришна). Он умышленно сделал на своей ноге рану и спрятал драгоценный камень в повязке. Индус доверился английскому капитану, который пообещал ему свободу от рабства взамен на алмаз.

Британец не сдержал своего слова, убив раба, завладел алмазом и продал камень индийскому торговцу. А тот, в свою очередь, британскому руководителю мадрасского отделения Ост-Индской компании Томасу Питту .

Самый древний алмаз

Индийский алмаз Кох-и-Нор ("Гора света") известен несколько тысячелетий. По преданию им владели последовательно 18 правителей Индостана. Сейчас бриллиант в 108,9 каратов - в Англии, в короне королевы Елизаветы II .

Самый крупный алмаз

Самым большим алмазом из известных в мире был "Куллинан" - 3106 каратов, подаренный в начале прошлого века английскому королю Эдуарду VII. После бриллиантовой огранки величиной в 530,2 карата - украсил скипетр короля Великобритании и хранится в лондонском Тауэре

Алмаз «Орлов» - подарок императрице

Графит

Название «графит», происходящее от греческого слова, означающего «писать», предложено А.Вернером в 1789.

Для графита характерна гексагональная кристаллическая решетка.

Состоит из параллельных слоев, образованных правильными шестиугольниками из атомов углерода.

Графит

• Жирное на ощупь вещество черного или серого цвета с металлическим блеском, тугоплавок, электропроводен, мягок, легко расслаивается.
• Из графита изготавливают огнестойкие изделия, устойчивые против действия щелочей и расплавленных систем; изготавливают электротехнические изделия, карандаши, краски, смазки, антифрикционные материалы и изделия.
• Графит применяется в атомной технике как замедлитель нейтронов, изоляционный материал
• Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа. древесный уголь.

Название свойства

графит

цвет

алмаз

серо-черный

блеск

металлический

Бесцветный,

прозрачный

плотность (г/см 3 )

твердость

алмазный

2,27

мягче бумаги

3,52

хрупкость

10 по шкале твердости

слоистое вещество

растворимость

нет

высокая

электропроводность

нет

есть

Температура плавления

4000  С ( при атм. давлении )

диэлектрик

4000  С ( при 100 атм. )

Взаимопревращение алмаза и графита

t  =2000  C без доступа воздуха

Алмаз

Графит

t  =3000  C ,Р=50 тыс. атм.,

катализатор Ni

Алмазы, полученные искусственным путем из графита, мелкие, невысокого качества.

Их используют в основном для технических целей, а под названием фиониты – для ювелирных украшений.

Уголь

Уголь - аморфный углерод, по структуре напоминающий графит

При обработке его водяным паром поры и каналы угля, содержащие золу и поташ-карбонат калия, очищаются, площадь поверхности увеличивается. Такой уголь называется активированным.

Он обладает адсорбцией -способностью поглощать газы и некоторые растворенные вещества, удерживая их на своей поверхности.

Противогаз Зелинского

ЗЕЛИНСКИЙ

Николай Дмитриевич

(1861-1953)

• Кроме угля есть другие адсорбенты, например синтетические и природные смолы.
• Адсорбция растворённых веществ углем открыта ещё в конце XVIII века русским академиком Ловицем. Изучена она более подробно Зелинским Николаем Дмитриевичем, он и предложил использовать активированный уголь в противогазах.

Химические свойства

Свойства окислителя:

• Свойства окислителя:
• Свойства окислителя:
• Свойства окислителя:
• Свойства окислителя:

а) с металлами образует карбиды

4 Al +3 C = Al 4 C 3 (при нагревании)

Из карбида алюминия получают метан Al 4 C 3 +12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4

Ca +2 C = CaC 2 ( при нагревании)

Из карбида кальция получают ацетилен CaC 2 + 2 H 2 O = Ca ( OH ) 2 + C 2 H 2

б) с водородом

С +2 H 2 = CH 4 (метан) ( при нагревании)

Свойства восстановителя:

в) восстанавливает металлы из их оксидов

CuO + C = CO 2 + Cu

г) горит в кислороде с выделением большого количества тепла

2 C + O 2 = 2 CO + Q

C + O 2 = CO 2 + Q

Применение

адсорбент

крем обуви

типография

сталь

сельское хозяйство

ювелирные изделия

топливо

медицина

резина

Круговорот углерода в природе

Оксиды углерода

Оксиды углерода

С

СО СО 2

Оксид углерода ( II ) оксид углерода (IV)

или или

угарный газ углекислый газ

СО

Получение СО

Образуется при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода:

2C + O 2 → 2CO (тепловой эффект этой реакции 220 кДж),

или при восстановлении диоксида углерода раскалённым углём:

CO 2 + C ↔ 2CO↑ (ΔH=172 кДж, ΔS=176 Дж/К).

Получение CO 2

В лаборатории :

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 ↑ + H 2 O

В промышленности :

CaCO 3 = Ca + CO 2 ↑

Прибор для получения углекислого газа

Физические свойства оксидов углерода :

CO 2

углекислый газ

Без цвета

Без запаха

В воде растворяется 1:1

Применяют

• При тушении пожаров
• При хранении продуктов
• Для получения соды
• Про-во газированной воды

СО

Угарный газ

Без цвета

Без запаха,

Плохо растворим в воде

ядовит

Применяют при выплавке чугуна

Химические свойства CO

Молекулы СО очень прочны, поскольку связь между атомами углерода и кислорода в них тройная.

Для оксида углерода ( II ) характерны восстановительные свойства. Например, он восстанавливает металлы из оксидов:

CuO + CO = Cu + CO 2

На воздухе угарный газ горит:

2 CO + O 2 = 2 CO 2

Тест

Вариант 1

• Число валентных электронов атома углерода равно

1)6 2)2 3)3 4)4

2. Низшая степень окисления атома углерода равна 1)-4 2)+4 3)-6 4)-2

3. Адсорбционные свойства наиболее характерны для

1) алмаза 2) активированного угля 3) графита 4) каменного угля

4. Определите вещество X в следующей схеме превращений: С → X → С2Н2:

1)СО 2 2) СО 3)СаС 2 4)А1 4 С 3

5. Определите массовую долю примесей в угле, если при сгорании 42 г угля было получено с выходом 85% 60 л (н.у.) углекислого газа.

1) 0,10 2)0,07 3)0,13 4)0,90

Вариант 2

1. Электронная конфигурация валентного уровня атома углерода

1)2s 2 2p 2 2)2s 2 3)2s 2 2p 4 4)3s 2 3p 2

2. Наиболее электроотрицательный элемент из приведенных — это

1)В 2) С 3) N 4) Gе

3. Масса алмаза «Шах» в 87 каратов равна 1)8,7 г 2) 87 г 3) 13,6 г 4) 17,4 г

4. Определите вещество X в следующей схеме превращений: СаС 2 → X →СО 2 .

1)А1 4 С 3 2)С 2 Н 2 3) С 4) СО

5. Определите массовую долю примесей в угле, если при сгорании 22,3 г угля было

получено с выходом 95% 36 л (н.у.) углекислого газа 1) 0.91 2)0,09 3)0,23 4)0,17