Chương 3
CACBON-SILIC
CACBON
KIẾN THỨC CẦN BIẾT
Biết tính chất của cacbon liên quan như thế nào đến cấu hình electron của nó
Biết trạng thái tự nhiên , điều chế và ứng dụng của cacbon
I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
- Vị trí C trong BTH :
Ô thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA
- Cấu hình electron nguyên tử C :
1s22s22p2
Nhận xét :
Lớp ngoài cùng nguyên tử C có 4e , nên trong hợp chất C có thể tạo được tối đa 4 liên kết cộng hóa trị
Các số oxi hóa của C:
- 4, 0, +2, + 4
II. Tính chất vật lý
Kim cương
Than chì
Fuleren
Cacbon vô định hình
Ứng dụng
Cấu tạo
Tính chất vật lý
-Làm đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh,
-Mỗi ng.tử C tạo 4 LK CHT bền với 4 ng.tử C bên cạnh
Là tinh thể không màu, trong suốt, rất cứng, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém
-Làm điện cực, bút chì, Làm nồi, chén nấu chảy hợp kim chịu nhiệt
Tinh thể có cấu trúc lớp, Các lớp LK với nhau bằng lực tương tác yếu
Là tinh thể màu xám đen, dẫn điện tốt, (kém kim loại)
Phân tử C60, C70…
Ptử C60 có cấu trúc hình cầu rỗng
Là tinh thể màu đỏ tía, hấp thụ mạnh ánh sáng
-Làm pin mặt trời
Có màu đen xốp, một số có khả năng hấp phụ mạnh
Có cấu tạo phức tạp, không đồng nhất như than gỗ, than xương
Làm thuốc nổ đen, chất hấp phụ, dùng chế tạo mặt nạ phòng độc
Các dạng thù hình của cacbon
- Cacbon đơn chất có số oxi hóa là mấy ? - Khi tham gia phản ứng hóa học , số oxi hóa C thay đổi như thế nào ?
- Từ đó suy ra tính ra tính chất hóa học của cacbon là gì ?
Ở nhiệt độ cao,cacbon có tính khử hoặc tính oxi hóa. Tính khử vẫn là chủ yếu
III. Tính chất hóa học
II. Tính chất hóa học
1. Tính khử
a) Tác dụng với oxi
- C cháy trong không khí:
- C khử CO2 ở nhiệt độ cao :
b) Tác dụng với hợp chất
- C khử oxit kim loại sau Al như Fe2O3, CuO …
CuO + C
- C phản ứng với chất oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3 …
Cu + CO2
2
2
C + HNO3 (đặc)
t0
t0
t0
t0
C + O2
CO2 + C
2. Tính oxi hóa
a) Tác dụng với hidro
C + H2
t0 , xt
b) Tác dụng với kim loại mạnh tạo cacbua kim loại
Al + C
t0
Cacbon thể hiện tính khử, tính oxi hóa khi tác dụng với những chất nào ?
Nêu sự thay đổi số oxi hoá C trong các phản ứng đó
IV. Ứng dụng (xem sách giáo khoa)
V. Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên, cacbon tồn tại ở những trạng thái nào ?
Dạng tự do : kim cương , than chì
Dạng khoáng vật:
- Canxit(đá vôi,đá phấn,đá hoa) chứa CaCO3
- Magiezit chứa MgCO3
- Đolomit chứa CaCO3 , MgCO3
Cacbon là thành phần chính trong than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên
Cacbon có vai trò rất lớn trong sự sống:Hợp chất của cacbon là cơ sở của tế bào động vật, thực vật
VI. Điều chế
-Kim cương nhân tạo
-Than chì nhân tạo
- Than cốc
- Than mỏ
- Than gỗ
- Than muội
CÂU HỎI
Tính oxi hóa của cacbon thể hiện trong phản ứng nào sau đây ?
C + O2 CO2
C + 2CuO 2Cu + CO2
3C + 4Al Al4C3
C + H2O CO + H2
Đáp án C
3C + 4Al Al4C3
0
-4
C bị khử từ o đến -4
CÂU HỎI
Tính khử của cacbon thể hiện trong phản ứng nào sau đây ?
2C + Ca CaC2
C + 2H2 CH4
C + CO2 2CO
3C + 4Al Al4C3
Đáp án C
C + CO2 2CO
0
+2
C bị khử từ 0 đến +2
Liên cộng hoá trị
Cấu trúc tinh thể kim cương
0,154 nm
Liên Kết yếu
Giữa các lớp
Cấu trúc tinh thể than chì:
0,142nm
0,34nm
Mô hình phân tử fuleren C60