Конспект по теме "Углерод и кремний"

Название

химического

элемента

Схема строения атома

Электронное строение последнего энергоуровня

Формула высшего оксида RO₂

Формула летучего водородного соединения

RH₄

1. Углерод

C+6 )₂ )₄

…2s²2p²

C⁺⁴O₂

C^-4H₄

2. Кремний

Si +14)₂ )₈ )₄

…3s²3p²

Si⁺⁴O₂

Si^-4H₄

Алмаз

Графит

Карбин

Фуллерен

Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло, ρ = 3,5 г/см³; t°пл. = 3730°C; t°кип. =  4830°C

Кристаллическое вещество, слоистое, непрозрачное, тёмно-серое, обладает металлическим блеском, мягкое, проводит электрический ток; ρ = 2,5 г/см³

Чёрный порошок; ρ = 2 г/см³; полупроводник.

Состоит из линейных цепочек. 

При нагревании переходит в графит.

В отличие от алмаза и графита, имеет не атомную, а молекулярную кристаллическую решётку

С – восстановитель

С⁰ – 4 е^-→ С⁺⁴ или С⁰ – 2 е^-→ С⁺²

С – окислитель

С⁰ + 4 е^-→ С^-4

1)     с кислородом

C⁰ + O₂  ^t˚C → CO₂      (углекислый газ)

при недостатке кислорода:

2C⁰ + O₂  ^t˚C → 2C⁺²O    

2)     со фтором

С + 2F₂ → CF₄

3)     с водяным паром

C⁰ + H₂O  ^t˚C →  С⁺²O + H₂     (водяной газ)

4)     с оксидами металлов

С + Me_xO_y = CO₂ + Me

C⁰ + 2CuO  ^t˚C → 2Cu + C⁺⁴O₂ 

5)     с кислотами – окислителями:

C⁰ + 2H₂SO₄(конц.) →  С⁺⁴O₂­ + 2SO₂­ + 2H₂O

С⁰ + 4HNO₃(конц.) →  С⁺⁴O₂­ + 4NO₂­ + 2H₂O

1)     с некоторыми металлами образует карбиды

4Al + 3C^0   t˚C →    Al₄C₃^-4

Ca + 2C^0   t˚C →    CaC₂^-1

2)     с водородом

C⁰ + 2H₂ ^t˚C →  CH₄

Si – восстановитель

Si ⁰ – 4 е^-→ Si ⁺⁴ 

Si – окислитель

Si ⁰ + 4 е^-→ Si ^-4

1)     С кислородом

Si⁰ + O₂  ^t˚→  Si⁺⁴O₂

2)     С фтором (без нагревания)

Si⁰ + 2F₂ →  SiF₄­

3)     С углеродом

Si⁰ + C  ^t˚→  Si⁺⁴C

4)     С водородом не взаимодействует.

Силан (SiH₄) получают разложением силицидов металлов кислотой: Mg₂Si + 2H₂SO₄ → SiH₄­ + 2MgSO₄

5)     С кислотами не реагирует (только с плавиковой кислотой Si+4HF=SiF₄+2H₂)

Растворяется только в смеси азотной и плавиковой кислот:

3Si + 4HNO₃ + 18HF →  3H₂[SiF₆] + 4NO­ + 8H₂O

6)     Со щелочами (при нагревании):

Si⁰ + 2NaOH + H₂O ^t˚→  Na₂Si⁺⁴O₃+ 2H₂­

1)     С металлами (образуются силициды):

Si⁰ + 2Mg  ^t˚→  Mg₂Si^-4