BÀI 15 CACBON I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ Cacbo thứ 6, nhóm IVA, chu kì BTH Cấu hình electron nguyên tử : 1s22s22p2 Các số oxi hóa cacbon -4, 0, +2, +4 II TÍNH CHẤT VẬT LÍ Nguyên tố cacbon có sơ dạng thù hình kim cương, than chì, fuleren….Chúng khác tính chất vật lí Kim cương Kim cương chất tinh thể suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt Trong tinh thể kim cương nguyên tử cacbon liên kết với bốn nguyên tử cacbon lân cận nằm đỉnh hình tứ diện điều liên kết coongjhoass trị bền Mỗi nguyên tử cacbon nằm đỉnh lại liên kết với nguyên tử cacbon khác Do cấu trúc mà kim cương cứng Là chất cứng tất chất Than chì Than chì chất tinh thể màu xám đen Tinh thể than chì có cấu trúc lớp, mõi ngun tử cacbon liên kết cộng hóa trị với ban nguyên tử cacbon lân cận nằm đỉnh tam giác điều Các lớp lân cận liên kết với tương tác yếu, nên lớp dễ tách khỏi nahu Do có cấu trúc mà than chì mềm, vạch giấy để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể Feleren Feleren gồm phân tử C60, C70, ….Phân tử C60 có cấu trúc hình cầu rỗng, gồm 32 măt, với 60 đỉnh 60 nguyên tử cacbon Cacbon vơ định hình: Các loại than điều chế nhận tạo than gỗ,than xương, than muội… gọi chung cacbon vơ định hình III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Trong dạng tồn cacbon, cacbon vơ định hình hoạt động mặt hóa học Ở nhiệt độ thường cacbon trơ mặt hóa học, đun nóng phản ứng với nhiều chất Trong phản ứng hóa học cacbon thể tính khử tính oxi hóa Tính khử a Tác dụng với oxi Cacbon cháy khơng khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt Ở nhiệt độ cao, cacbon lại khử CO2 theo phản ứng b Tác dụng với hợp chất Ở nhiệt độ cao cacbon khử nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hóa khác HNO3 , H2SO4 đặc, KClO3 Thí dụ Tính oxi hóa a Tác dụng với hidro Ở nhiệt độ cao có chất xúc tác, C tác dụng với khí H2 tạo thành CH4 b Tác dụng với kim loại Ở nhiệt độ cao, C tác dụng với kim loại tao thành cacbua kim loại ( nhôm cacbua) IV ỨNG DỤNG Kim cương dùng làm đồ trang sực chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, làm bột mài Than chì dùng làm điện cực, làm nồi để nấu chảy hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bơi trơn, làm bút chì đen Được dùng làm chất khử luyện kim Than gỗ dùng để chế tạo thuốc nổ đen, thuốc pháo… Than muội dùng làm chất độn cao su, để sản xuất mực in… V.TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Trong tự nhiên, kim cương than chì cacbon tự gần tinh khiết Cacbon có khống vật: Canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) thành phần loại than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên Nước ta có mỏ than antraxit lớn quảng ninh, số mỏ than nhỏ Thanh Hóa, Nghệ An Quảng Nam,… VI ĐIỀU CHẾ Kim cương nhân tạo điều chế từ than chì, cách nung than chì khoảng 2000 C, áp suất 50 đến 100 nghìn atmotphe với chất xúc sắt, crom hay niken Than chì nhân tạo điều chế cách nung than cốc 2500-30000C lò điện, khơng có mặt khơng khí Than cốc điều chế cách nung than mỡ khoảng 10000C lò cốc, khơng có khơng khí Than mỏ khai thác trực trực tiếp từ vỉa than nằm độ sâu khác mặt đất Than gỗ tạo nên đốt gỗ điều kiện thiếu khơng khí Than muội tạo nên nhiệt phân metan có chất xúc tác: ... cao su, để sản xuất mực in… V.TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Trong tự nhiên, kim cương than chì cacbon tự gần tinh khiết Cacbon có khoáng vật: Canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) thành... than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên Nước ta có mỏ than antraxit lớn quảng ninh, số mỏ than nhỏ Thanh Hóa, Nghệ An Quảng Nam,… VI ĐIỀU CHẾ Kim cương nhân tạo điều chế từ than chì, cách nung than chì