Углерод. Характеристика элемента

1.

«Углерод»

2.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
1
2
3
III
1
Н
2
Li
3
Na 11 Mg12 Al
4
4
5
6
5
7
8
6
7
II
Группы элементов
V
VI
VII
IV
VIII
Не 2
1
1,00794
4,0026
водород
3
6,941
литий
22,9898
натрий
К
19
39,098
калий
гелий
Ве
4
9,0121
медь
5
10,811
бериллий бор
24,312
магний
65,39
6
12,011
углерод
26,9815
28,086
N
7
14,0067
азот
Р
15
30,9738
алюминий кремний фосфор
40,078 44,955
кальций
С
13 Si 14
Са20 21 Sc
29 Сu 30 Zn
63,546
В
скандий
Ti 23 V
22
47,88
титан
50,941
ванадий
О
F
8
16,999
9
кислород
фтор
S
Cl
16
32,064
сера
24
51,996
18,998
17
35,453
хлор
69,723
72,61
74,921
германий мышьяк
20,179
неон
Ar 18
39,948
аргон
Cr 25Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
хром
54,938
марганец
Ga 31 Ge32 As 33 Se 34 Br
цинк галлий
Ne 10
78,96
35
79,904
селен
бром
55,847
железо
Kr
58,933
кобальт
107,868
серебро
Cs
87,62
112,411
кадмий
88,905
91,224
114,82
индий
92,906
118,710
олово
95,94
121,75
сурьма
55 Ba 56 57 71 72 Hf 73
Ta
97,907
127,60
теллур
74
W
иод
83,80
криптон
75
101,07
126,904
102,905
9
196,966
10
Fr
золото
137,327
200,59
ртуть
87 Ra 88
223,019
франций
204,383
180,947
207,2
183,85
208,98
186,207
208,98
190,2
Db Jl
Rf
Ac-Lr
радий
дубний жолиотий
261
**
262
263
Bh
резерфордий
262
борий
192?22
иридий
222,017
таллий
свинец
висмут
полоний астат
радон
89
103
104
105
106
107
108
226,025
106,42
палладий
131,29
Re 76 Os 77 Ir
209,99
46 Pd
ксенон
La-Lu гафний тантал вольфрам рений осмий
цезий
барий
*
79 Au 80 Hg Tl 81 Pb 82 Bi 83 Po 84 At 85 Rn 86
132,905
178,49
никель
36
Rb 37 Sr 38 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh
рубидий стронций
иттрий цирконий
ниобий молибден технеций
рутений
родий
47 Ag 48 Cd In 49 Sn 50 Sb 51 Te 52 I
53 Xe 54
85,467
58,69
Hn
265
ганий
Mt109
266
мейтнерий
78
Pt
195,08
платина

3.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
Группы элементов
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
1
1
2
2
1
3
3
2
Углерод – основа всего живого на
Земле.
4
3
Степень окисления в соединениях +4,
+2,0, - 4.
5
4
В природе встречается как в
свободном виде (алмаз, графит), так
и в связанном состоянии
( углекислый газ, карбонаты, уголь,
нефть и т.д.)
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТА
12
0
4
6
5
7
8
6
9
7
10
+6
- 2 е, 4 е

4. Углерод

12
0
2p2
+6
2 s2
2
4
1 s2

5.

а
б
в
а - кристаллическая решетка графита;
б - кристаллическая решетка алмаза;
в – линейная структура карбина.

6. Аллотропия углерода

• Основные и хорошо изученные аллотропные
модификации углерода — алмаз и графит.
• Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) —
минерал из класса самородных элементов,
одна из аллотропных модификаций углерода.
Структура слоистая. Хорошо
проводит электрический ток. В отличие
от алмаза обладает низкой
твёрдостью. Плотность 2,08—2,23 г/см³. Цвет
тёмно-серый, блеск металлический.
Неплавкий, устойчив при нагревании в
отсутствие воздуха. В кислотах не растворяется
Жирный (скользкий) на ощупь. Природный
графит содержит 10—12 % примесей глин и
окислов железа. При трении расслаивается на
отдельные чешуйки в карандашах

7. Аллотропия углерода

• Алма́з (от араб. ‫ ’ألماس‬,almās, тур. elmas,
которое идёт через арабск. из др.-греч.
ἀδάμας — «несокрушимый») —минерал,
кубическая аллотропная форма
углерода. Главные отличительные черты
алмаза — высочайшая среди
минералов твёрдость, наиболее
высокая теплопроводность среди всех
твёрдых тел. Температура плавления
алмаза составляет 3700—4000 °C.
На воздухе алмаз сгорает при 850—1000 °C,
а в струе чистого кислорода горит слабоголубым пламенем при 720—800 °C,
полностью превращаясь в конечном счёте
в углекислый газ. При нагреве до 2000 °C
без доступа воздуха алмаз переходит
в графит за 15-30 минут

8.

1) Углерод – окислитель:
а) С + Н2
б) С + Al
2) Углерод – восстановитель:
а) С + О2
б) С + О2 условия
в) С + Н2О
г) С + Fe2O3

9. Нахождение в природе

• Содержание углерода в земной коре 0,1 % по массе.
Свободный углерод находится в природе в виде алмаза
и графита. Основная масса углерода в виде
природных карбонатов (известняки и доломиты),
горючих ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые
угли (64—80 % С), каменные угли (76—95 % С), горючие
сланцы (56—78 % С), нефть (82—87 % С), горючих
природных газов (до 99 % метана), торф (53—56 % С), а
также битумы и др.
В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида
углерода СО2, в воздухе 0,046 % СО2 по массе,
в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше.
Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).

10. КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА

11. Применение

• Графит используется в карандашной промышленности.
Также его используют в качестве смазки при особо высоких
или низких температурах.
• Алмаз, благодаря исключительной твёрдости,
незаменимый абразивный материал. Алмазным
напылением обладают шлифовальные насадки бормашин.
Кроме этого, ограненные алмазы —
бриллианты используются в качестве драгоценных
камней в ювелирных украшениях. Благодаря редкости,
высоким декоративным качествам и стечению исторических
обстоятельств, бриллиант неизменно является самым
дорогим драгоценным камнем. Исключительно высокая
теплопроводность алмаза (до 2000 Вт/м·К) делает его
перспективным материалом для полупроводниковой
техники в качестве подложек для процессоров. Но
относительно высокая цена (около 50 долларов/грамм) и
сложность обработки алмаза ограничивают его применение
в этой области.

12.

адсорбент
крем обуви
типография
сталь
сельское хозяйство
ювелирные
изделия
топливо
медицина
резина