№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Элементы IV группы главной подгруппыУглерод. План: 1. Нахождение в природе. 2. Электронное строение и положение в ПСХЭ. 3. Методы получения: лабораторные и промышленные. 4. Аллотропные видоизменения углерода. 5. Химические свойства. Карбиды. 6. Применение. Токсичность. 7. Интересное об углероде. |
2 |
 |
Нахождение в природеСреди множества химических элементов, без которых невозможно существование жизни на Земле, углерод является главным. Более 99% углерода в атмосфере содержится в виде углекислого газа. Около 97% углерода в океанах существует в растворённой форме ( ), а в литосфере - в виде минералов. Элементарный углерод присутствует в атмосфере в малых количествах в виде графита и алмаза, а в почве - в форме древесного угля. |
3 |
 |
Положение в ПСХЭОбщая характеристика элементов подгруппы углерода. Главную подгруппу IV группы периодической системы Д. И. Менделеева образуют пять элементов - углерод, кремний, германий, олово и свинец. В связи с тем, что от углерода к свинцу радиус атома увеличивается, размеры атомов возрастают, способность к присоединению электронов, а, следовательно, и неметаллические свойства будут ослабевать, легкость же отдачи электронов - возрастать. |
4 |
 |
Электронное строениеВ нормальном состоянии элементы этой подгруппы проявляют валентность, равную 2. При переходе в возбуждённое состояние, сопровождающееся переходом одного из s – электронов внешнего слоя в свободную ячейку p – подуровня того же уровня, все электроны наружного слоя становятся не спаренными и валентность при этом возрастает до 4. |
5 |
 |
Методы получения: лабораторные и промышленныеУглерод Неполное сжигание метана: СН4 + О2 = С + 2Н2О Оксид углерода (II) В промышленности: Оксид углерода (II) получают в особых печах, называемых газогенераторами, в результате двух последовательно протекающих реакций. В нижней части газогенератора, где кислорода достаточно, происходит полное сгорание угля и образуется оксид углерода (IV): C + O2 = CO2 + 402 кДж. |
6 |
 |
По мере продвижения оксида углерода (IV) снизу вверх последнийсоприкасается с раскалённым углём: CO2 + C = CO – 175 кДж. Получающийся газ состоит из свободного азота и оксида углерода (II). Такая смесь называется генераторным газом. В газогенераторах иногда через раскалённый уголь продувают водяной пар: C + H2O = CO + H2 – Q, «CO + H2» - водяной газ. В лаборатории: Действуя на муравьиную кислоту концентрированной серной кислотой, которая связывает воду: HCOOH ? H2O + CO?. |
7 |
 |
Оксид углерода (IV) В промышленности: Побочный продукт припроизводстве извести: CaCO3 ? CaO + CO2?. В лаборатории: При взаимодействии кислот с мелом или мрамором: CaCO3 + 2HCl ? CaCl2 + CO2?+ H2O. Карбиды Карбиды получают при помощи прокаливания металлов или их оксидов с углём. |
8 |
 |
Угольная кислота Получают растворением оксида углерода (IV) в водеТак как угольная кислота очень не прочное соединение, то эта реакция обратима: CO2 + H2O ? H2CO3. Кремний В промышленности: При нагревании смеси песка и угля: 2C + SiO2 ? Si + 2CO. В лаборатории: При взаимодействии смеси чистого песка с порошком магния: 2Mg + SiO2 ? 2MgO + Si. |
9 |
 |
Кремниевая кислота Получают при действии кислот на растворы её солейПри этом она выпадает в виде студенистого осадка: Na2SiO3 + HCl ? 2NaCl + H2SiO3? 2H+ + SiO32- ? H2SiO3? |
10 |
 |
Аллотропные видоизменения углеродаУглерод существует в трех аллотропных модификациях: алмаз, графит и карбин. |
11 |
 |
ГрафитМягкий графит имеет слоистое строение. Непрозрачен, серого цвета с металлическим блеском. Довольно хорошо проводит электрический ток, благодаря наличию подвижных электронов. Скользок на ощупь. Одно из самых мягких среди твердых веществ. Рис.2 Модель решетки графита. |
12 |
 |
АлмазАлмаз - самое твердое природное вещество. Кристаллы алмазов высоко ценятся и как технический материал, и как драгоценное украшение. Хорошо отшлифованный алмаз - бриллиант. Преломляя лучи света, он сверкает чистыми, яркими цветами радуги. Самый крупный из когда-либо найденных алмазов весит 602 г, имеет длину 11 см, ширину 5 см, высоту 6 см. Этот алмаз был найден в 1905 г и носит имя «Кэллиан». Рис.1 Модель решетки алмаза. |
13 |
 |
Карбин и Зеркальный углеродКарбин представляет собой порошок глубокого черного цвета с вкраплением более крупных частиц. Карбин - самая термодинамически устойчивая форма элементарного углерода. Зеркальный углерод имеет слоистое строение. Одна из важнейших особенностей зеркального углерода (кроме твердости, стойкости к высоким температурам и т. д.) - его биологическая совместимость с живыми тканями. |
14 |
 |
Химические свойстваЩелочи переводят кремний в соли кремниевой кислоты с выделением водорода :Si + 2КОН + H2O= К2Si03 + 2Н2 С водой углерод и кремний реагируют лишь при высоких температурах: С + Н2О ¬ СО + Н2 Si + ЗН2О = Н2SiO3 + 2Н2 Углерод в отличие от кремния непосредственно взаимодействует с водородом: С + 2Н2 = СН4 |
15 |
 |
КарбидыСоединения углерода с металлами и другими элементами, которые по отношению к углероду являются электроположительными, называются карбидами. При взаимодействии карбида алюминия с водой образуется метан Al4C3 + 12H2O = 4Al (OH)3 + 3CH4 При взаимодействии с водой карбида кальция – ацетилен: CaC2 + 2H2O = Ca (OH)2 + C2H2 |
16 |
 |
ПрименениеУглерод определяется тем, что свыше 90 % всех первичных источников потребляемой в мире энергии приходится на органическое топливо. Гидрокарбонат натрия продают в аптеках и продовольственных магазинах под названием питьевой соды.Питьевую соду применяют в кондитерском деле и хлебопечении. |
17 |
 |
Оксид углерода (IV)? Получение сахара. ? Тушение пожаров. ? Производство фруктовых вод. ? «Сухой лёд». |
18 |
 |
Оксид кремния (IV)Силикатных кирпичи. Керамические изделия. Стекло. |
19 |
 |
СиликатыКлей. |
20 |
 |
Интересный фактПодземный углерод мог не раз вызвать массовое вымирание на планете и постоянно грозит разразиться новой катастрофой в любой момент. Одно из этих событий произошло 245 миллионов лет назад в конце Пермской эры, которая представляла собой самый трагический случай вымирания фауны в земной хронологии: ископаемые породы свидетельствуют о вымирании тогда около 96% всех морских обитателей. Возможно подобный же случай привел к началу вымирания динозавров задолго до катастрофы с падением астероида 65 миллионов лет. |
21 |
 |
Конец |
«Углерод и кремний» |