Caracterizează carbonul după următoarele algoritmii
1)pozitia in sistemul periodic
2)proprietatile fizice
3)proprietăți chimice (cu cine interacționează
4)cei mai principali compuși și utilizarea (importanța?)
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
1) Carbonul, C este situat în grupa IV A, perioada a 2-a. Este nemetal, blocul elementelor p. și tetravalent. Configurația electronică este:
(2He)2s²2p², sau 1s²2s²2p²
Z=6, A=12
Originea numelui este din cuvântul carbo (latină) care înseamnă cărbune.
Carbonul din natură este un amestec de izotopi: 98,89% de ¹²C și 1,11 % de ¹³C. Izotopul ¹⁴C (radiocarbon) apare mai rar din cauza interacțiunii ¹⁴N cu razele cosmice.
A C = (98,89/100). masa atomică izotop ¹²₆C+ (1,11/100). masa atomică izotop ¹³₆C
A=Z+N;
N=număr de neutroni; Z= număr protoni
2) Proprietăți fizice. Sumar
Este solid la temperatura obișnuită, cristalin sau amorf. Nu are miros și un gust specific.
Densitate C=3,52 g/cm³
Punct topire=aprox. 3550 grade C
Energiile de ionizare cresc de la cedarea primului e, la cedarea al patrulea electron.
Carbonul se găsește în natură sub formă de stări alotropice, printre care amintim cele mai răspândite: diamant și grafit și variații de cărbune de pământ (antracit, huilă, lignit, cărbune brun, turbă). Diferă prin structura cristalină, care le conferă proprietăți fizice diferite: duritate, etc.
Duritatea diamantului de 10 în scara Mohs este cea mai mare dintre toate formele de C și alte substanțe.
Este insolubil în solvenți.
3) Proprietăți chimice.Sumar
C se combină direct cu unele elemente chimice formând compuși anorganici și organici. Are preferință pentru: H,O,S,N, Cl, Al.
Este tetravalent, adică are nevoie de 4 electroni pentru a-și forma configurația electronică de gaz rar,Ne.
Numerele de oxidare sunt: -4, 0, +4.
Tendința lui de a forma ioni prin cedare de 4 e sau acceptare de 4 e este foarte redusă (vezi volumul atomului, raze atomice, energii de ionizare).
C nu formează compuși ionici prin cedare de 4 e⁻, unui element mai electropozitiv, fiindcă energia consumată este prea mare. Compuși ionici, cu C⁴⁻ se întâlnește în carburile: Be₂C și Al₄ C₃.
Tendința de a forma legături covalente , în care să fie implicați cei 2 e din 2p² și cei 4 e din 2s²și 2p² este foarte mare. C are capacitatea de a hibridiza: sp³ , sp² și sp³, cu formare le legături simple, duble și respectiv triple.
Carbonul este relativ rezistent din punct de vedere chimic, reactivitatea lui depinde de forma, alotropică în care se găsește. Grafitul reacționează foarte ușor. C are o mare afinitate pentru O, se comportă ca un reducător pentru compușii cu O.
Reacții chimice date de C, forma grafit pot fi:
C+ O₂ = CO₂ arderea cărbunelui
2C + O₂ = 2CO arderea incompletă
C+2 H₂ = CH₄ (metan, o reacție de chimizare a cărbunelui)
sau:
2C + H₂ = C₂H₂ (acetilenă)
C + H₂O vapori = CO + H₂ (gaz de apă, raport molar 1:1)
C + FeO = Fe + CO ( tehnologia obținerii Fe, din minereu cu Fe)
C +2 H₂SO₄ concentrat (la cald)= CO₂ gaz + 2SO₂ (gaz) + 2H₂O vapori
3C + 4HNO₃ = 3CO₂ gaz + 4 NO gaz + 2H₂O gaz
4) Utilizări compuși cu C:
-compușii organici cu C, unde C este elementul chimic fundamental și care fac parte din viața noastră: medicamente, produse de igienă, mase plastice, etc. Este elementul chimic de bază din alcătuirea celulelor animale și vegetale, alături de O, H, N, S, Ca, alte microelemente.
-CO₂ gaz care este materie primă la fabricarea Na₂CO₃, băuturilor carbogazoase și la fabricarea stingătoarelor de incendii.
-HCN acid cianhidric, utilizat în industria chimică organică;
-CS₂ disulfura de C, este utilizată în sinteze organice și la fabricare pesticide,
-fabricare gaz de apă.
-COCl₂ fosgen, gaz toxic de luptă și actual la sinteza unor compuși organici.
-carburi de B și Si sunt materiale abrazive;
-carburi de Zr,Mo, W, materiale rezistente la atacul acizilor și al apei. Sunt dure.
-intră în compoziția aliajelor Fe-C, precum fontă și oțeluri
-radiocarbonul , sau C radioactiv, ¹⁴C este prezent în atmosferă și toate organismele vii din ciclul Carbonului, adică absorb și emit CO₂, conțin acest izotop. Cu moartea lor ciclul este oprit. Prin măsurarea cantității de acest izotop din fosile, se estimează timpul trecut de la moartea lor.
Explicație: