Хим. Свойства С:электронная конфигурация: 1s22s22p2. На электронной оболочке атома – 6 электронов; на внешнем валентном уровне – 4 электрона. Наиболее характерные степени окисления: +4, +2 – в неорганических соединениях, – 4, -2 – в органических. Углерод в любом гибридном состоянии способен использовать все свои валентные электроны и орбитали. У 4-валентного углерода нет неподеленных электронных пар и нет свободных орбиталей – углерод химически относительно устойчив. Характерно несколько типов гибридизации: sp, sp2, sp3. При низких температурах углерод инертен, при комнатной Т реагирует с F: C+2F2=CF4 но при нагревании его активность возрастает. Углерод – хороший восстановитель, но соединяясь с металлами и образуя карбиды, он выступает окислителем: Са+2С=СаС2. Сr+C=CrC. 4Аl+3C=Al4C3. 3Fe+C=Fe3C.
Углерод (кокс) вступает в реакции с оксидами металлов: СaO+3C=CaC2+CO. 2ZnO+C=2Zn+CO2. PbO+C=Pb+CO
Таким образом выплавляют металл из руды. При очень высоких температурах углерод реагирует со многими неметаллами: С+2S=CS2. C+O2=CO2. Огромное количество органических соединений он образует с водородом – углеводороды. В присутствии никеля (Ni) углерод, реагируя с водородом, образует предельный углеводород – метан: С + Н2 = СН4.
При взаимодействии с серой образует сероуглерод: С + 2S2 = СS2.
При температуре углерод соединяется с азотом, образуя ядовитый газ циан: 2С + N2 = (СN)2.
В соединении с водородом циан образует синильную кислоту – НСN. С галогенами углерод реагирует в зависимости от их химической активности, образуя галогениды.При 2000 °C в электропечи углерод соединяется с кремнием, образуя карборунд: Si + C = SiC
Химические свойства соединений.: 1. Соединения с Ме-карбиды. Взаимодействуют с Ме при высоких Т, образую карбиды: Са+2С=СаС2.
Карбиды делятся на: .разлагаемые водой и кислотой-ацетилиды, метаниды, дающие смесь различных продуктов и не разлагаемые водой и кислотами.
Ацетелиды-их образуют активные Ме. При взаимодействии их с водой образуется ацителен: CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2
Метаниды- Известны тольок для Ве, Аl(Be2C, Al2C3). При действии горячей воды или разбавленных кислот разлагается с выделением метанна: Al2Cl3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4.
Карбиды дающие смесь различных продуктов. Образуют d-элементы Mn3C+6H2O=3Mn(OH)2+CH4+H2
Некоторые карбиды проводят электрический ток. Они являются соединения переменного состава: Mn3C,TeC,WC. Многие соединения принадлежат к тугоплавким, стойкие к коррозии и износу.
2.Оксиды С. Образует 3 оксида: СО, СО2, С2О3
СО-угарный газ без цвета и без запаха, токсичен, малорастворим в воде. Не реагирует ни с водой, ни с кислотами, ни с щелочами.
При нагревании восстанавливаетМе из оксида: FeO+CO=Fe+CO2. Характерны реакции присоединения при повышенных температурах с О2,Сl2,S, некоторые Ме: СО+Сl=СОСl2-фасген бесцветный, ядовит, характерный запах, малорастворим в воде, но постепенно растворяется ею. 2СО+О2=2СО2-сгорает синим пламенем до СО2. Сl2+Н2О=2НСl+Н2СО3. СО+S=COS(карбонилсульфид)–реакция идет при высоких Т. бесцветный газ, не имеет запаха, токсичен. Способен соединятся с некоторыми Ме с образованием карбонилов:Ni+4CO=[Ni(CO)4]. Сгорание толстых слоев угля в печах: 1)С+О2=СО2 2)СО2+С=2СО 3)2СО+О2=2СО2
С3О2-диоксид триуглерода. Бесцветный газ с резким запахом. На воздухе горит синим пламенем, с выделением копоти:С3О2+Н2О=СН2(СООН)2 при взаимодействии с водой образует малоновую кислоту. При нагревании разлагается или образует полимер: С3О2=СО2+С2
СО2-углекислый газ. Газ бее цвета с кисловатым вкусом и запахом. При сильном окислителе застывает и превращается в белую снегообразную массу «сухой лед». СО2+2Mg=2MgO+C термически устойчив, но при Т более 2000С начинает разлагаться: 2СО2=2СО+О2. В воде растворим: Н2О+СО2=Н2СО3-слабая угольная кис-та, неустойчивая. Существует только в растворах, легко разлагается: Н2СО3=Н2О+СО2.
СN-циан. Ядовитый газ. Похож на галогены по хим свойствам. С Ме образует цианиды: 2AgCN=2Ag+(CN)2. 2С+N2+H2=2HCN-цианводород.
