các hợp chất vô cơ của cacbon và silic

CHƯƠNG 7. CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ CỦA CACBON VÀ SILIC 7.1.1. Cacbon a) Các dạng thù hình Các dạng thù hình tiêu biểu của Cacbon là: kim cương, than chì (graphit), fuleren, cacbon vô định hình (than gỗ, than xương, than muội...) Mỗi dạng thù hình có tính chất vật lí khác nhau. - Kim cương:  C ở trạng thái lai hóa sp3 liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử cacbon khác tạo thành hình tứ diện.  Mạng tinh thể nguyên tử thuộc hệ lập phương.  Kim cương cứng, dòn, nhiệt độ nóng chảy cao, không dẫn điện, trong suốt, không màu, chỉ số khúc xạ lớn. Cấu trúc tinh thể - Kim cương:  Ứng dụng: Dao cắt thuỷ tinh Bột mài Đồ trang sức Mũi khoan - Than chì: - Cấu trúc lớp, trong đó mỗi nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp2 liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử C bao quanh tạo thành vòng 6 cạnh, các vòng liên kết với nhau tạo thành một lớp vô tận. - Màu xám, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện, có nhiệt độ nóng chảy cao. Cấu trúc tinh thể - Than chì: Ứng dụng: + Dùng làm điện cực; + Bột than chì + đất sét làm ruột bút chì; + Bột than chì + dầu nhờn làm chất bôi trơn các ổ bi. điện cực bút chì đen chất bôi trơn - Fuleren: + Cấu trúc tương tự với than chì có độ dày một nguyên tử (còn gọi là graphene). Mặt graphene này có thể uốn cong thành các dạng hình cầu, elip hay hình trụ. + Có 2 loại fuleren chính: * Fullerene hình cầu C60 * Fullerene hình trụ (ống nano cacbon) Dạng cầu Dạng trụ rỗng Cấu trúc tinh thể Dạng I: Fullerene hình cầu C60 Là fullerene đơn giản và bền nhất. - Cấu tạo: gồm 60 nguyên tử C sắp xếp trên 1 mặt cầu theo đỉnh của 12 ngũ giác đều và 20 lục giác đều, các ngũ giác liên kết với nhau qua lục giác. - Ứng dụng trong: chế biến dược liệu, dầu nhớt cao cấp, mỹ phẩm trang điểm, quang học và quang điện tử. - Dạng II. Fullerene hình trụ (ống nano cacbon) - Cấu tạo hình trụ rỗng, gồm các nguyên tử C xếp theo hình lục giác, 2 đầu có thể khép kín hoặc không khép kín. - Cứng nhưng nhẹ và rỗng. - Ứng dụng: + làm vật liệu chứa hydro trong pin nhiên liệu; + chế tạo các tranzito; + làm nguồn phát electron nhỏ trong máy phát tia X trong màn hình ti vi; + ống nano cacbon được se lại làm thành sợi nhỏ, cực nhẹ nhưng chắc chắn  dùng để trộn với polyme để sản xuất vật liệu composit cao cấp. Màng nano C60 Vi mạch điện tử bằng sợi cacbonNano bền hơn thép Bộ phận tản nhiệt - Cacbon vô định hình:  Thực tế là những dạng vi tinh thể của than chì; Tính chất vật lí: không mùi vị, khó nóng chảy, khó bay hơi, không tan trong các dung môi thông thường nhưng tan nhiều trong kim loại nóng chảy (sắt, coban, niken, kim loại họ platin).  Bao gồm: Than gỗ  - Vật liệu xốp, nhẹ, màu đen, còn giữ nguyên cấu tạo của gỗ. -Hàm lượng tro 1% - Loại không tro chứa: 94%C; 0,7%H; còn lại là O và N. Than muội Than cốc - Là bột mịn, có màu đen, nhẹ. - Là khối rắn, màu đen xám, cứng, nặng hơn than gỗ. - Được dùng để làm mực in, giấy than, mực tàu, và làm chất độn cho cao su chế lốp ô tô. - Loại không có tro chứa: 95%C, 1%H, 3%O, 0,51%N.  Ứng dụng của cacbon vô định hình: Làm chất khử trong luyện kim Luyện kim loại từ quặng Thuốc nổ Thuốc pháo Nệm than hoạt tính Mặt nạ phòng độc Do có khả năng hấp phụ mạnh.. Khẩu trang phòng độc Máy lọc nước tinh khiết chất độn cao su mực in xi đánh giày 7.1.1. Cacbon a. Các dạng thù hình b. Tính chất hóa học - Tính khử + Tác dụng với oxi Câu hỏi 1: Tại sao con người dùng than làm nhiên liệu? Vì khi than (cacbon) cháy trong không khí tỏa nhiều 0 0 +4 -2 o nhiệt C + O2 →t CO2 + Q 7.1.1. Cacbon a. Các dạng thù hình b. Tính chất hóa học - Tính khử + Tác dụng với oxi + Tác dụng với hợp chất có tính oxi hóa Ở nhiệt độ cao, cacbon có thể khử được nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hoá khác như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3,... 0 C+ 0 +2 2ZnO →t +6 o +4 CO2 + 2Zn C + 2H2SO4 (đặc) → t o +4 0 +4 CO2 + 2SO2 + H22O 7.1.1. Cacbon a. Các dạng thù hình b. Tính chất hóa học - Tính khử - Tính oxi hóa + Tác dụng với hidro Ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác, C tác dụng với khí H2 tạo thành khí metan CH4: 0 -4 0 C + 2H2 →to CH4 xt 7.1.1. Cacbon a. Các dạng thù hình b. Tính chất hóa học - Tính khử - Tính oxi hóa + Tác dụng với hidro + Tác dụng với kim loại C tác dụng với một số kim loại ở nhiệt độ cao tạo thành cacbua kim loại: loại 0 0 +3 -4 3 C + 4Al →t Al4C3 o (Nhôm cacbua) 0 0 +2 -1 2 C + Ca →t CaC2 o (Canxi cacbua) Kết luận: C vừa thể hiện tính khử, vừa thể hiện tính oxi hóa.Tính khử là chủ yếu 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: O=C=O www.themegallery.com Company Logo 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý:  Cacbon dioxit (CO2) là một khí không vị, không màu, không mùi và không duy trì sự sống và sự cháy, khi kết hợp với nước sẽ tạo thành axit cacbonic (H2CO3).  Độ hòa tan trong nước cao (0,2 ml/l ở p=1atm và 30oC). Ở nhiệt độ dưới -78 °C, CO2 ngưng tụ lại thành các tinh thể màu trắng gọi là băng khô.  www.themegallery.com Company Logo 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: www.themegallery.com Company Logo Chu trình CO2 trong tự nhiên. - Khí quyển là nguồn cung cấp CO2 chính trong chu trình tuần CO2. CO2 đi vào hệ sinh thái nhờ quá trình quang hợp và trở lại khí quyển nhờ quá trình hô hấp và quá trình đốt cháy. - Thực vật lấy khí CO2 từ không khí dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời tạo ra chất hữu cơ. www.themegallery.com Company Logo 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: www.themegallery.com Company Logo Hiệu ứng nhà kính  CO2 là một trong những khí gây ra hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính là kết quả của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất. www.themegallery.com Company Logo Những ảnh hưởng có thể xảy ra do hiệu ứng nhà kính: Băng tan Xảy ra cháy rừng Ảnh hưởng Sự biến mất các hồ Nước biển dâng cao Việc tăng nồng độ các khí nhà kính do loài người gây ra hiệu ứng nhà kính nhân tạo, sẽ làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu và làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên tiếp. www.themegallery.com Company Logo Một số hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Một số hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Một số hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Các biện pháp để giảm trừ hiệu ứng nhà kính 1 Kí kết một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto www.themegallery.com 2 Trồng nhiều cây xanh 3 Sử dụng các phương tiện giao thông công cộng 4 Và còn nhiều biện pháp khác nữa… Company Logo Chung tay bảo vệ trái đất www.themegallery.com Company Logo 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: www.themegallery.com Company Logo Tính chất hoá học của CO2 + Là oxit axit:     Phản ứng với nước tạo thành axit H2CO3: CO2 + H2O  H2CO3 Phản ứng với bazơ: CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O Phản ứng với oxit bazơ CaO + CO2  CaCO3 Phản ứng với muối trung hòa tạo muối axit K2CO3 + CO2 + H2O  2KHCO3 K2SO3 + CO2 + H2O  KHCO3 + KHSO3 www.themegallery.com Company Logo + Tính oxi hóa: Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh: to CO2 + Mg = MgO + CO Tác dụng với C: to CO2 + C = 2 CO www.themegallery.com Company Logo 7.1.2. Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: b) Muối cacbonat www.themegallery.com Company Logo Muối Cacbonat www.themegallery.com 1 Tính Tan 2 Tác Dụng Với Axit, Kiềm 3 Phản Ứng Nhiệt Phân 4 Tác Dụng Với Nước CO2 Company Logo 1 Tính Tan  Hầu hết các muối cacbonat đều không tan trong nước trừ muối của kim loại kiềm mạnh như K, Na, Li..  Các muối hiđrocacbonat thì ngược lại hầu hết chúng đều tan trong nước chỉ có một số trường hợp đặc biệt là ít tan và không tan www.themegallery.com Company Logo 2 Tác Dụng Với Axit, Kiềm - Tác Dụng Với Axit Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O Tác Dụng Với Kiềm Na2CO3 + Ca(OH)2 → NaOH + CaCO3 - Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3 + Na2CO3 + H2O www.themegallery.com Company Logo 3   Phản Ứng Nhiệt Phân Muối trung hòa của kim loại kiềm (Na2CO3, K2CO3 …) không bị nhiệt phân. Muối axit của kim loại kiềm dễ bị nhiệt phân ngay khi đun nhẹ tạo thành muối trung hòa CO2 và nước. 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O  Muối trung hòa và muối axit của các kim loại khác đều bị nhiệt phân: CaCO3 → CaO+ CO2 Ca(HCO3)2 → CaCO3+ CO2 + H2O (hiện tượng tạo thạch nhũ trong hang động) www.themegallery.com Company Logo 4 Tác Dụng Với Nước CO2 CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 Phương trình diễn tả sự xâm thực của nước mưa vào núi đá và quá trình ăn mòn các công trình bê tông bởi nước mưa.. www.themegallery.com Company Logo [...]... www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý:  Cacbon dioxit (CO2) là một khí không vị, không màu, không mùi và không duy trì sự sống và sự cháy, khi kết hợp với nước sẽ tạo thành axit cacbonic (H2CO3)  Độ hòa tan trong nước cao (0,2 ml/l ở p=1atm và 30oC) Ở nhiệt độ dưới -78 °C, CO2 ngưng tụ lại thành các tinh thể màu trắng gọi là... www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: www.themegallery.com Company Logo Chu trình CO2 trong tự nhiên - Khí quyển là nguồn cung cấp CO2 chính trong chu trình tuần CO2 CO2 đi vào hệ sinh thái nhờ quá trình quang hợp và trở lại khí quyển nhờ quá trình hô hấp và quá trình đốt cháy - Thực vật lấy... từ không khí dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời tạo ra chất hữu cơ www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: www.themegallery.com Company Logo Hiệu ứng nhà kính  CO2 là một trong những khí gây ra hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính là kết quả của sự trao đổi không cân... biện pháp khác nữa… Company Logo Chung tay bảo vệ trái đất www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: www.themegallery.com Company Logo Tính chất hoá học của CO2 + Là oxit axit:     Phản ứng với nước tạo thành axit H2CO3: CO2 + H2O  H2CO3 Phản ứng... CO2 + Mg = MgO + CO Tác dụng với C: to CO2 + C = 2 CO www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 trong tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: b) Muối cacbonat www.themegallery.com Company Logo Muối Cacbonat www.themegallery.com 1 Tính Tan 2 Tác Dụng Với Axit, Kiềm 3 Phản Ứng Nhiệt Phân 4 Tác... lọc nước tinh khiết chất độn cao su mực in xi đánh giày 7.1.1 Cacbon a Các dạng thù hình b Tính chất hóa học - Tính khử + Tác dụng với oxi Câu hỏi 1: Tại sao con người dùng than làm nhiên liệu? Vì khi than (cacbon) cháy trong không khí tỏa nhiều 0 0 +4 -2 o nhiệt C + O2 →t CO2 + Q 7.1.1 Cacbon a Các dạng thù hình b Tính chất hóa học - Tính khử + Tác dụng với oxi + Tác dụng với hợp chất có tính oxi hóa... Cacbon a Các dạng thù hình b Tính chất hóa học - Tính khử - Tính oxi hóa + Tác dụng với hidro + Tác dụng với kim loại C tác dụng với một số kim loại ở nhiệt độ cao tạo thành cacbua kim loại: loại 0 0 +3 -4 3 C + 4Al →t Al4C3 o (Nhôm cacbua) 0 0 +2 -1 2 C + Ca →t CaC2 o (Canxi cacbua) Kết luận: C vừa thể hiện tính khử, vừa thể hiện tính oxi hóa.Tính khử là chủ yếu 7.1.2 Các hợp chất vô cơ của cacbon a)... cacbon có thể khử được nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hoá khác như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3, 0 C+ 0 +2 2ZnO →t +6 o +4 CO2 + 2Zn C + 2H2SO4 (đặc) → t o +4 0 +4 CO2 + 2SO2 + H22O 7.1.1 Cacbon a Các dạng thù hình b Tính chất hóa học - Tính khử - Tính oxi hóa + Tác dụng với hidro Ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác, C tác dụng với khí H2 tạo thành khí metan CH4: 0 -4 0 C + 2H2 →to CH4 xt 7.1.1 Cacbon. .. lượng tro 1% - Loại không tro chứa: 94%C; 0,7%H; còn lại là O và N Than muội Than cốc - Là bột mịn, có màu đen, nhẹ - Là khối rắn, màu đen xám, cứng, nặng hơn than gỗ - Được dùng để làm mực in, giấy than, mực tàu, và làm chất độn cho cao su chế lốp ô tô - Loại không có tro chứa: 95%C, 1%H, 3%O, 0,51%N  Ứng dụng của cacbon vô định hình: Làm chất khử trong luyện kim Luyện kim loại từ quặng Thuốc nổ Thuốc... hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Một số hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Một số hậu quả của hiệu ứng nhà kính www.themegallery.com Company Logo Các biện pháp để giảm trừ hiệu ứng nhà kính 1 Kí kết một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto www.themegallery.com 2 Trồng nhiều cây xanh 3 Sử dụng các phương tiện giao thông công cộng 4 Và còn ... 7.1.2 Các hợp chất vô cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: O=C=O www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý:  Cacbon. .. 7.1.2 Các hợp chất vô cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: www.themegallery.com Company Logo Tính chất. .. www.themegallery.com Company Logo 7.1.2 Các hợp chất vô cacbon a) Khí CO2 - Công thức cấu tạo: - Tính chất vật lý: - Chu trình CO2 tự nhiên: - Hiệu ứng nhà kính: - Tính chất hóa học: b) Muối cacbonat www.themegallery.com