WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → р – елементи ІV групи - Курсова робота

р – елементи ІV групи - Курсова робота


Курсова робота
р - елементи ІV групи
План
Вступ.
Головна підгрупа ІV групи:
1. Карбон :
- карбон в природі
- алотропія карбону
- хімічні властивості карбону. Карбіди.
- діоксид карбону
- оксид карбону
- сполуки карбону з сульфуром і нітрогеном
- паливо і його види
2. Силіцій :
- силіцій в природі. Добування і властивості силіцію
- сполуки силіцію з гідрогеном і галогенами
- діоксид силіцію
- силікатні кислоти та їх солі
3. Германій.
4. Станум:
- властивості стануму
- сполуки стануму (II)
- сполуки стануму (ІV)
5. Плюмбум:
- властивості плюмбуму
- сполуки плюмбуму (II)
- сполуки плюмбуму (ІV)
Вступ
Головну підгрупу четвертої групи періодичної системи утворюють п'ять елементів - карбон, силіцій, германій, станум і плюмбум.
При переході від карбону до плюмбуму розміри атомів зростають. Тому слід чекати, що здатність до приєднання електронів, а отже, і неметалічні властивості при цьому будуть слабішати, легкість же віддавання електронів зростатиме. Справді, уже в германію виявляються металічні властивості, а в стануму і плюмбуму вони переважають над неметалічними. Отже, тільки перші два члени описуваної групи є неметалами, германій зараховують і до металів, і до неметалів, станум і плюмбум - метали.
Для елементів розглядуваної групи характерні ступені окислення +2 і +4. Сполуки вуглецю і кремнію, в яких ступінь окислення цих елементів дорівнює +2, нечисленні і порівняно малостійкі.
Деякі властивості елементів головної підгрупи четвертої групи і утворених ними простих речовин охарактеризовані в табл.
Деякі властивості карбону та його аналогів
Карбон Силіцій Германій Станум Плюмбум
Будова зовнішнього електронного шару атома 2s2 2р2 3s2 3р2 4s2 4 р2 5s2 5р2 6s2 6р2
Енергія іонізації атома Е -> Е+, еВ 11,26 8,15 7,9 7,34 7,42
Відносна електронегативність 2,5 1,8 1,8 1,8 1,9
Радіус атома, нм 0,077 0,134 0,139 0,158 0,175
Стандартна ентальпія атомізації при 25° С, кДж на 1 моль атомів 715 451,9 379,1 302,1 195
Температура плавлення, °С 3750 1420 936 231,9 327,4
Температура кипіння, °С o o o o 3300 2850 2620 1745
Густина, г/см3 Алмаз 2,33 5,32 Біле 11,34
3,52 7,29
Графіт Сіре
КАРБОН (CARBONEUM)
Карбон у природі. Карбон у природі перебуває у вільному стані і у вигляді численних сполук. Вільний карбон трапляється у вигляді алмазу і графіту. Алмази утворюють окремі кристали або невеликого розміру зростки. Маса кристалів звичайно лежить у межах від тисячних до десятих часток грама. Найбільший із знайдених алмазів важив 621,2 г. Кристали нерідко мають забарвлення, спричинене домішками. Великі родовища алмазів є в Африці (Заір, ПАР), Бразилії, Індії.
Найбільші родовища графіту утворилися внаслідок дії високих температур і тиску на кам'яне вугілля.
Вугілля, яке також складається з карбону, утворюється штучно. Проте в природі є речовини, що наближаються за своїм складом до вугілля. Такими є різні види викопного вугілля, що утворюють у багатьох місцях земної кулі потужні відклади. Деякі з видів викопного вугілля містять до 99% карбону.
Сполуки карбону дуже поширені. Крім викопного вугілля, у надрах Землі є великі скупчення нафти, що є складною сумішшю різних сполук, які містять карбон, переважно вуглеводнів. У земній корі трапляються у величезній кількості солі карбонової кислоти, особливо карбонат кальцію. У повітрі завжди є діоксид карбону. Нарешті, рослинні і тваринні організми складаються з речовин, з утворенні яких головну участь бере карбон. Отже, цей елемент один з найпоширеніших на Землі, хоча загальний вміст його у земній корі становить лише близько 0,1% (мас).
Щодо численності і різноманітності своїх сполук карбон займає серед інших елементів особливе положення. Число вивчених сполук карбону оцінюють тепер приблизно в два мільйони, тоді як сполуки всіх інших елементів, разом взяті, обчислюються лиш сотнями тисяч.
Різноманітність сполук карбону пояснюється здатністю його атомів зв'язуватися між собою з утворенням довгих ланцюгів або кілець.
Алотропія карбону. У вільному стані карбон відомий у вигляді алмазу, що кристалізується в кубічній системі, і графіту, що належить до гексагональної системи. Такі форми його, як деревне вугілля, кокс, сажа, мають невпорядковану структуру. Синтетично добуто карбін і полікумулен - різновидності карбону, що складаються з лінійних ланцюгових полімерів типу ... -С=С-С==С ... або ...=С= =С=С= ... . Карбін має напівпровідникові властивості. При сильному нагріванні без доступу повітря він перетворюється у графіт.
Алмаз - безбарвна, прозора речовина, яка сильно заломлює світлові промені. Він кристалізується в кубічній гранецентрованій решітці. При цьому одна половина атомів розміщується у вершинах і центрах граней одного куба, а друга - у вершинах і центрах граней другого куба, зміщеного відносно першого у напрямі його просторової діагоналі. Атоми карбону в алмазі перебувають у стані sр3-гібридизації і утворюють тривимірну тетраедричну сітку, у якій вони зв'язані один з одним ковалентними зв'язками 1. Відстань між атомами в тетраедрах дорівнює 0,154 нм. Структуру алмазу показано на мал. 1.
З усіх простих речовин алмаз має максимальне число атомів, що припадають на одиницю об'єму,- атоми карбону "упаковані" в алмазі дуже щільно. З цим, а також з великою міцністю зв'язку у карбонових тетраедрах, пов'язано те, що за твердістю алмаз переважає всі відомі речовини. Тому його широко застосовують у промисловості: майже 80% добутих алмазів використовують для технічних цілей. Його використовують для обробки різних твердих матеріалів, буріння гірських порід. Будучи дуже твердим, алмаз разом з тим крихкий. Порошок, який дістають при подрібненні алмазу, застосовують для шліфування дорогоцінного каміння і самих алмазів. Відшліфовані прозорі алмази називаються діамантами.
У зв'язку з великою цінністю алмазів було зроблено багато спроб добути їх штучно з графіту. Однак довго ці спроби закінчувалися невдачею. Лише в 1955 р., застосувавши дуже високий тиск (порядку 1010 Па) і тривале нагрівання при температурі близько 3000° С, американським, а одночасно і шведським вченим удалося добути синтетичні алмази. Якщо алмаз прожарювати в кисні, він згоряє, утворюючи діоксид карбону. Якщо алмаз сильно нагріти без доступу повітря, то він перетворюється на графіт.
Графіт являє собою темно-сірі кристали з слабким металічним піском. Він має шарувату решітку. Всі атоми карбону перебувають тут у стані sp2-гібридизації: кожний з них утворює три ковалентні зв'язки з сусідніми атомами, причому кути між напрямами зв'язків дорівнюють 120°. В результатівиникає плоска сітка, складена з правильних шестикутників, у вершинах яких розміщені ядра атомів карбону відстань між сусідніми ядрами
Loading...

 
 

Цікаве