🗊Презентация Подгруппа углерода

Подгруппа углерода

План урока Строение атомов Изменение свойств в группе Соединения, образованные этими элементами Аллотропные модификации Применение (для углерода и кремния)

Строение атомов Общая электронная формула внешнего слоя S2 P2

Окислительные и восстановительные свойства: Эл0 + 4е → Эл-4 окислитель Эл0 - 4е → Эл+4 восстановитель степень окисления -4,0,+2,+4

Изменение свойств в группе С Si Ge Sn Pb

Соединения, образованные этими элементами

В природе встречаются в свободном (углерод) и в связанном виде В составе сложных веществ – это углекислый газ, все органические вещества, различные карбонаты, и т.д.

Аллотропные модификации углерода

Фуллерены Фуллерены – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из углерода, число атомов которого четно, от 32 и более 500, они представляют по структуре выпуклые многогранники, построенные из правильных пяти- и шестиугольников. В противоположность первым двум, графиту и алмазу, структура которых представляет собой периодическую решетку атомов, третья форма чистого углерода является молекулярной. Это означает, что минимальным элементом ее структуры является не атом, а молекула углерода, представляющая собой замкнутую поверхность, которая имеет форму сферы.

Нанотрубки Наряду со сфероидальными углеродными структурами, могут образовываться  также и протяженные цилиндрические структуры, так называемые нанотрубки, которые отличаются широким разнообразием физико-химических свойств. Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода.

Наночастицы В процессе образования фуллеренов из графита образуются также наночастицы. Это замкнутые структуры, подобные фуллеренам, но значительно превышающие их по размеру. В отличие от фуллеренов, они также как и нанотрубки могут содержать несколько слоев., имеют структуру замкнутых, вложенных друг в друга графитовых оболочек. В наночастицах, аналогично графиту, атомы внутри оболочки связаны химическими связями, а между атомами соседних оболочек действует слабое ван-дер-ваальсово взаимодействие. Обычно оболочки наночастиц имеют форму близкую к многограннику. В структуре каждой такой оболочки, кроме шестиугольников, как в структуре графита, есть 12 пятиугольников, наблюдаются дополнительные пары из пяти и семиугольников.

Уголь - аморфный углерод, по структуре напоминающий графит.

Применение активированного угля

Химические свойства (на примере углерода)

Химические свойства. C +O2 = CO2 (избыток кислорода) 2С + O2 = 2CO (недостаток кислорода) C + H2O = CO + H2 C + CuO = Cu + CO C + HNO3 = CO2 + NO2 + H2O Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты

Химические свойства. 2H2 + C = CH4 метан Ca + 2C = CaC2 карбид кальция Al + C = Al4C3 карбид алюминия

Самый глубокий угольный разрез

применение    

Графит- самая используемая в технике форма углерода. Он встречается и в самородном виде, но для технических применений чаще используется синтетический графит. Графит- самая используемая в технике форма углерода. Он встречается и в самородном виде, но для технических применений чаще используется синтетический графит. 1. Электроды для дуговых печей и электролизеров, 2. замедлитель в ядерных реакторах, 3. материал тиглей и лодочек для плавки металлов, 4. материал нагревательных элементов, уплотнения...

В промышленности кремний используется в виде элемента с самой различной чистотой. Поликристаллический кремний технической чистоты (99%), получают восстановлением SiO2 углеродом в дуговых печах. После специальной промывки, можно получить продукт чистотой до 99.9%

Изделия из кристаллического кремния: 1) процессоры, 2) микросхемы памяти 3) микрочипы на кремниевых подложках