Carbon - studopediya
15. fejezet GROUP IV ELEMEK
IVA-csoport: szén C 2s 2 2p 2. 2 szilícium-Si 3s és 3p 2 elementypodgruppy germánium - Germa-ny Ge 4s 2 4p 2. ón Sn 5S 2 5p 2. Ólom Pb 6S 2 6p 2.
IVB csoport (titán-alcsoport) - Ti titánt 3d 2 4s 2. Zr cirkóniumot 4d 2 5s 2. Hf hafniumot 5d 2 6s 2. Rutherfordium Rf 6d 2 7s 2.
A legtöbb szervetlen szénvegyületek mutatnak oxidációs -4, +4, +2.
Diamond - színtelen, kristályos anyag a köbös rács, amelyben mindegyik szénatom kapcsolódik # 963; -bond négy szomszédok - ez vezet a rendkívüli keménysége és hiányzik az elektronikus vezetőképesség normál körülmények között.
Carbine - fekete por egy hatszögletű rács épített egyenes # 963; - és a pi-kötések: -S≡S-S≡S-S≡ (poliin) vagy = C = C = C = C = C = (polikumulen).
Grafit - rezisztens forma létezését szenet; szürke-fekete, fémes csillogás, zsíros tapintású, lágy, nem-fém, van vezetőképessége. Normál hőmérsékleten nagyon közömbös. Magas hőmérsékleten ez közvetlen kölcsönhatásba lép számos E-fémek és nem fémek (hidrogén, oxigén, fluor, kén). Tipikus redukálószer; Ez reagál vízgőzzel tömény salétromsav és kénsav, fém-oxidok. A „amorf” állapotban (szén, koksz, korom) könnyen elégethető levegőben.
2C + O2 (fent 1000 ° C) = 2CO
C + 2PbO (600 ° C) = 2Pb + CO2
Mivel a nagyon magas energia átalakító eszköz-CIÓ szén módosítások lehetségesek csak speciális körülmények között. Így, gyémánt alakítjuk grafit melegítéssel 1000-1500 ° C (levegő nélkül). Az átmenet a grafit gyémánt igényel egy nagyon nagy nyomáson (6 # 8729; október 09-10 # 8729, 10 10 Pa); elsajátította előállítási módjának gyémánt alacsony nyomásokon.
C (gyémánt) = C (grafit) (1200 ° C fölött)
Előállítása és alkalmazása. Grafit elektródák előállítása, olvadó olvasztótégelyek, elektromos kemence bélés és ipari elektrolitikus fürdők és mások. Nukleáris reaktorban használják, mint egy neutronmoderátor. Grafit is használják, mint a kenőanyag és hasonlók. D. Rendkívüli keménységű gyémánt teszi annak széles körű használata a kezelésére nagyon kemény anyag, fúrási műveletek, a húzás huzal és t. D. A legtökéletesebb kristályokat gyémánt után alkalmazzuk vágás és csiszolás készítésére ékszer ( gyémánt).
Mivel a nagy adszorpciós kapacitás a fa és állati szén (koksz, szén, csont char, korom) használják a tisztítására anyagok szennyeződések. Coke kapott száraz feldolgozási szén, főleg az iparban a kohászat. Kormot alkalmaznak a termelés fekete gumi, a gyártás festék, festék és hasonlók. D.
CO2 szén-dioxidot alkalmazunk gyártásához szóda, oltására, főzés ásványvíz inert közegben során különböző szintézisek során.
Vegyületek negatív oxidációt. A kevésbé elektronegatív, mint maga a szénből ad karbidok. Mivel a szén-dioxid, hogy kialakítsuk a jellemző gomotsepi készítmény fáj shinstva-karbidok nem reagál mértékben -4 a szén oxidációs. A kémiai kötés típusát lehet megkülönböztetni kovalens, ionos, kovalens és fémes karbidokat.
Kovalens SiC szilícium-karbid és bór-B4 C - polimer anyagok jellemző az igen nagy keménység tűzálló költség és kémiailag iners volta.
A legegyszerűbb kovalens karbid a metán CH4 - kémiailag meglehetősen inert gázt; ez nem jár savak és lúgok, de könnyen megvilágítsa és rendkívül levegővel robbanó elegyet. A metán - a fő komponense a természetes (60-90%) és az én mocsári gáz. Metán-ban gazdag gázok üzemanyagként felhasznált nyersanyagok és a vegyipari termelés.
Carbon képez több perkarbidy. Például, néhány egyszerű szénhidrogének - C2 H6 etán. etilén-C2 H4. Acetilén C2 H2.
Ion-kovalens karbidok - kristályos só-szerű anyag. Az intézkedés alapján a víz vagy híg savak azok, illessze shayutsya szénhidrogén kibocsátási. Ezért, karbidok ilyen típusú lehet tekinteni, mint származékok a megfelelő szénhidrát-testes. Származékok metán - metanidot. például, karbidok és AlS3 BE2 C. Ezek bomlanak víz, felszabadító metán:
A só-szerű perkarbidov acetilid leginkább tanulmányozott 1-es típusú M2 C2. M +2 +3 M2 és C2 (C2) 3. A legnagyobb értékű acetilid CaC2 kalcium (a továbbiakban karbid) CaO melegítésével kapott szenet a elektromos kemence:
SaO + 3C = CaC2 + CO
Az acetilid könnyebben vagy kevésbé könnyen bomlik vízben alkotnak acetilén:
Ezt a reakciót a szakterületen használt előállítására acetilén.
Fém karbidok Xia d elemekre hatva csoportok IV-VIII. A leggyakoribb a közeg összetétele karbidok MS (TiC, ZrC, HfC, VC, NBC, TaC), M2 jelentése C (NO2 C, W2 C), M3 C (Mn3 C, Fe3 C, CO3 C). Fémkarbidokból része az öntött vas és acél, jönnek-wai keménység, kopásállóság és egyéb értékes tulajdonságait. Alapján volfrám-karbid, a titán és a tantál termék sverhtver Dyjí és tűzálló ötvözetek használt nagy sebességű feldolgozása fémek.
szénvegyületek (IV). Az oxidáció mértéke a szén-4 proyav lehetővé annak vegyületek elektronegatívabb mint maga, nemfémek: SNal4. SONal2. CO2. COS, CS2 és anionos komplexek CO3 2-. Cos2 2-. CS3 2-.
Szerint a kémiai jellege a szén-dioxid-vegyület (IV) savas. Néhány ilyen kölcsönhatásba lépnek a vízzel, így a sav:
és bázikus vegyületek sókat képeznek:
Tól tetrahalogenidek CHal4 legnagyobb alkalmazási kapott CCl4 tetraklór-metán a kitüntetéssel Ka-égésgátló szerves oldószerben anyagok és zsidóként csont-készülék. Ezt úgy állítjuk elő, klórozásával szén-diszulfid jelenlétében egy katalizátor:
A kevert szén-fluorid-klorid SSL2 F2 - Freon (. T visszafolyatás -30 ° C) használunk, mint a hűtőközeg a hűtőgépek és növények. Nem-toxikus. Amikor megjelent a légkörbe károsítja az ózonréteget.
szén-diszulfid vagy szén-diszulfidot CS2 (mérgező) úgy állítjuk elő, kéngőzt forró szén: C + 2S = SS2
Szén-diszulfidot Könnyen oxidálódik, egy kis hő meggyullad levegőn: CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
Minden oksodigalogenidy (karbonilgalogenidy) COHal2 lényegesen reakcióképesebb, mint tetrahalogenidek; különösen azok könnyen hidrolizál:
A legszélesebb körben alkalmazott SOCI2 (foszgén, karbonil-klorid) - rendkívül tea-mérgező gázok. Széles körben használják a szerves szintézisekben.
Szén-dioxid CO2 (szén-dioxid), a szakterületen jellemzően úgy állítjuk elő termikus bontásával CaCO3. és a laboratóriumban - hatás CaCO3 sósavval.
A szén-dioxidot könnyen felszívódik lúgos oldatokkal, így képezve a megfelelő karbonát. és amikor a felesleges CO2 - hidro-karbonát:
Hidrogén-karbonátok eltérően karbonátok többnyire szol-Rima vízben.
Az oldhatósági CO2 vízben alacsony, néhány az oldott szén-dioxid reakcióba lép a vízzel nem-stabil szénsavat közegben CO3 H2 (hidrogén- trioksokarbonat).
Sulfidokarbonaty (IV) (tiokarbonátok) nagyrészt hasonlítanak trioksokarbonaty (IV). Ezek lehet beszerezni, a kölcsönhatás a szén-diszulfid Viem fő szulfidok, például:
A vizes oldatot a H2 SS3 - gyenge tioszénsav. Fokozatosan bomlik vízben, alkotó szénsav és a hidrogén-szulfid:
Fontos még nitridokarbonatov SaSN2 Ciánamid. oxidációjával nyert a bid-ct kalcium CaC2 nitrogén melegítés:
Azt a legnagyobb érték a hidrogénatom oksonitridokarbonatov karbamid (karbamid) CO (NH2) 2. CO2 hatása a kapott vizes ammónia-oldattal 130 ° C-on és 1 # 8729, 10 7 Pa:
Karbamidot használnak a műtrágya és a takarmány szarvasmarha kiindulási termék előállítására műanyagok, gyógyszerek (veronal, luminális és mtsai.) És mások.
Sulfidonitridokarbonat (IV) tiocianátot NSSN hidrogénatom vagy hidrogén vizes oldatban Obra-zuet erős (például HCI) tiotsianistovodorodnuyu savat. Tiotsianity elsősorban festésre szövetek; NH4 SCN alkalmazunk reagensként az ionok Fe 3+.
szénvegyületek (II). Szén-származékok (II) - jelentése CO, CS, HCN.
Szén-monoxid (II) CO (szén-monoxid) van kialakítva égés a szén vagy annak vegyületei egy oxigénhiány, valamint a kölcsönhatás a szén-monoxid (IV) vörös-forró szén.
CO 2 + C ↔ 2CO
A CO molekula egy hármas kötést, N2 és cianid-ion-CN -. Normális körülmények között, a szén-monoxid (II) kémiailag elég inert. Hevítve mutat redukáló tulajdonságai, hogy széles körben használják a Pyro.
Melegítés hatására a CO oxidáljuk kénnel, besugárzással vagy a katalizátor jelenlétében reagál klórral és t. D.
CO + S = COS (szén oksosulfid IV);
CO + Cl2 = SOCI2 (szén-oxi-klorid IV)
Hidrogén-cianid HCN van egy lineáris szerkezetű H-C = N; Ott is tautomer formája (hidrogén-izocianid) H-N≡C. A vizes oldatot hidrogén-cianid - egy nagyon gyenge sav, vagy hidrogén úgynevezett tsianistovodorod-CIÓ.
HCN - egy erős szervetlen méreg.
Cyanide show nézett Regenerate tulajdonságait. Így, melegítése révén azok megoldásai utáni oxidáljuk légköri oxigén habképző cianátok:
2KCN + O2 = 2KOCN
és cianid megoldások visszafolyató hűtő alatt képződött ként tiocianátok (ez az alapja a előkészítése tiocianátok):
A hidrogén-cianid alkalmazunk a szerves szintézisekben, és NaSN KCN - a kitermelés az arany, megszerzésére a komplex cianidok, stb ...
Amikor fűtött fém-cianid inaktív képződött cián (CN) 2 - nagyon reakcióképes mérgező gáz.