Cacbon

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu tạo nguyên tử - Cacbon thiên nhiên là hỗn hợp hai đồng vị bền: (98,982%) và (0,108%). NTK = 12,0115. - Cấu hình e ứng với trạng thái cơ bản: Do đó cacbon có thể có hoá trị II (liên kết cộng hoá trị) kết này

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cacbon

Cacbon 1. Cấu tạo nguyên tử - Cacbon thiên nhiên là hỗn hợp hai đồng vị bền: (98,982%) và (0,108%). NTK = 12,0115. - Cấu hình e ứng với trạng thái cơ bản: Do đó cacbon có thể có hoá trị II (liên kết cộng hoá trị) - Ở trạng thái kích thích, có 1e ở phân lớp 2s nhảy lên phân lớp 2p tạo thành 4e độc thân đồng nhất, vì thế cacbon có hoá trị IV trong hầu hết các hợp chất. - Ở trạng thái rắn, các nguyên tử cacbon liên kết với nhau theo kiểu kim cương hoặc graphit. 2. Các dạng thù hình và tính chất vật lý. Cacbon có 3 dạng thù hình: kim cương, than chì (graphit) và cacbon vô định hình. a) Kim cương Kim cương có cấu trúc mạng tinh thể nguyên tử, mỗi nguyên tử C liên kết cộng hoá trị bền vững với 4 nguyên tử C xung quanh, tạo hình tứ diện đều. Sự đồng nhất và bền vững của liên kết này khiến kim cương có tính rất cứng, không bay hơi và trơ với nhiều chất hoá học. b) Than chì
Tinh thể than chì (graphit) có cấu trúc lớp. Trên mỗi lớp, mỗi nguyên tử C liên kết với 3 nguyên tử C khác bằng liên kết cộng hoá trị. Liên kết giữa những nguyên tử C trong 1 lớp rất bền vững, liên kết giữa các lớp rất yếu, do vậy các lớp trong tinh thể có thể trượt lên nhau. Cấu trúc này làm than chì mềm, trơn, dùng làm bút chì, bôi trơn các ổ bi. c) Cacbon vô định hình Cacbon vô định hình (than cốc, than gỗ, bồ hóng,…) gồm những tinh thể rất nhỏ, có cấu trúc không trật tự. Tính chất của cacbon vô định hình tuỳ thuộc vào nguyên liệu và phương pháp điều chế chúng. Than gỗ và than xương có cấu tạo xốp nên chúng có khả năng hấp thụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch. 3. Tính chất hoá học Các dạng thù hình của cacbon tuy có tính chất vật lý rất khác nhau nhưng tính chất hoá học của chúng căn bản giống nhau: cháy trong oxi, cả kim cương và than chì đều tạo thành khí CO2. a) Phản ứng với oxi Khi cháy trong oxi, phản ứng toả nhiều nhiệt: Vì vậy cacbon được dùng chủ yế để làm nhiên liệu trong đời sống, trong công nghiệp. b) Phản ứng với các oxit kim loại. Cacbon khử được nhiều oxit kim loại. Ví dụ:
c) Phản ứng với oxit phi kim Cacbon phản ứng với oxit của một số phi kim tạo thành các cacbon có liên kết cộng hoá trị và rất rắn. Ví dụ: Đốt nóng cacbon trong khí CO2, tạo ra CO d) Phản ứng với hơi nước. Cacbon tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo ra khí thanh (một hỗn hợp gồm CO và H2) Khí than là nhiên liệu quan trọng trong công nghiệp. e) Hợp chất với các halogen. Cacbon tạo nhiều hợp chất với halogen: CF4, CCl4, CF2Cl2,… Trong đó CCl4 được dùng làm dung môi, CF2Cl2 (freon) là chất làm lạnh trong các máy lạnh và nó là một trong các chất gây "thủng" tầng ozon. f) Trong các hợp chất với hiđro và kim loại, cacbon có số oxi hoá âm. Ví dụ: 4. Các hợp chất quan trọng của cacbon a) Cacbon monooxit CO
- Công thức cấu tạo: C º O - CO là khí không màu, không mùi, rất độc (gây chết người), CO hoá lỏng ở -191,5oC và hoá rắn ở -205oC. - Ở to thường, CO rất trơ. ở to cao, CO bị cháy thành CO2 cho ngọn lửa màu xanh: - Với clo tạo thành photgen là một chất độc hoá học: - CO có tính khử mạnh, nó khử được các oxit kim loại hoạt động vừa và yếu. Ví dụ: CO được dùng làm chất khử trong công nghiệp luyện kim. b) Cacbon đioxit CO2. - Công thức cấu tạo: O = C = O. Phân tử đối xứng, nguyên tử C và hai nguyên tử O nằm trên một đường thẳng, do đó phân tử không phân cực. - CO2 là khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí 1,5 lần. CO2 ít tan trong nước (ở 20oC, một thể tích nước hoà tan được 0,88 thể tích CO2). Dưới áp suất thường, ở -78oC, khí CO2 hoá rắn, gọi là nước đá khô. - CO2 có tính chất của oxit axit và có tính oxi hoá yếu. + Tác dụng với H2O:
H2CO3 là axit yếu, kém bền, khi bị đun nóng nó phân huỷ cho CO2 bay ra. + Tác dụng với kiềm: + Tác dụng với kim loại: CO2 có thể oxi hoá một số kim loại có tính khử mạnh ở nhiệt độ cao: + Tác dụng với NH3 : Tạo thành ure. - Điều chế CO2: + Nung đá vôi: + Trong phòng thí nghiệm: - Ứng dụng của CO2: Chữa cháy. Trong công nghiệp thực phẩm, sản xuất xôđa, ure,… c) Muối cacbonat. Tồn tại 2 loại muối cacbonat. - Muối cacbonat trung hoà : Na2CO3, CaCO3, …
- Muối hiđrocacbonat (muối axit): Muối cacbonat của kim loại kiềm, amoni và hiđrocacbonat của kim loại kiềm, kiềm thổ (trừ NaHCO3) tan được trong nước, các muối cacbonat còn lại không tan. - Ở to cao : muối cacbonat kim loại kiềm không bị phân huỷ, cacbonat của các kim loại khác phân huỷ, tạo ra oxit kim loại. - Muối hiđrocacbonat kém bền, bị phân huỷ ở > 100oC. Một vài muối (ví dụ Ca(HCO3)2) chỉ tồn tại trong dung dịch. - Muối cacbonat tác dụng với nhiều axit, giải phóng CO2 :