Чтение онлайн

Фуллеренсостоит из молекул C 60или C 70(полые сферы; sр 2– гибридизация, 1,7 г/см 3, температура плавления 500–600 °C для С 60), термически устойчив до 900– 1000 °C.

Темноокрашенный порошок, растворим в гексане (темно-красный раствор для С 60темно-оранжевый для С 70), полупроводник. Химические свойства изучены мало. Получают фуллерен, испаряя графит в атмосфере гелия при пониженном давлении. Обнаружен в природе. Возможное использование в будущем – основа сверхпроводящих материалов.

Ниже рассматриваются свойства графитакак самой распространенной и химически активной формы углерода.

Уравнения важнейших реакций:

Получение:искусственные формы графита — кокси сажаобразуются при пиролизе каменного угля и углеводородов.

Монооксид углеродаСО.Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ, без запаха, легче воздуха. Молекула слабополярна, содержит ковалентную тройную -связь [:CO;], изоэлектронна молекуле N 2. Термически устойчив. Малорастворим в воде и не реагирует с ней. Химически пассивен в обычных условиях, не реагирует с кислотами и щелочами. Сильный восстановитель при высокой температуре и при наличии катализаторов. Вступает в реакции присоединения с кислородом и пероксидом натрия. С переходными металлами образует комплексные соединения без внешней сферы ( карбонилы). Количественно реагирует с I 2O 5.

Качественная реакция– помутнение раствора хлорида палладия(II).

Применяется как реагент в органическом синтезе, промышленно важный восстановитель металлов из их руд.

Чрезвычайно ядовит, загрязняет атмосферу городов (продукт неполного сгорания моторного топлива). По тому же механизму, что и кислород, СО присоединяется к атому железа в гемоглобине крови, причем связывается более прочно и тем самым блокирует перенос кислорода в организме, вызывая сильное отравление и остановку дыхания; отсюда тривиальное название СО — угарный газ.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности: сжигание кокса (см.) при недостатке кислорода, восстановление раскаленным коксом углекислого газа и водяного пара:

Диоксид углеродаСO 2.Кислотный оксид. Техническое название — углекислый газ.Бесцветный газ, без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха (можно «переливать» из сосуда в сосуд). Молекула неполярна, имеет линейное строение [С(O) 2] (sр-гибридизация), содержит ковалентные -связи С=O. Термически устойчив до температуры красного каления. При сжатии (давление = 50 атм) и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое («сухой лед») состояния.

Твердый СO 2возгоняется уже при низких температурах. Мало растворим в воде (O,88 л/1 л Н 2O при 20 °C); образует моногидрат, который медленно изомеризуется (на 0,4 %) в угольную кислоту. Реагирует со щелочами. Восстанавливается магнием и кальцием. Из воздуха удаляется при контакте с пероксидом натрия (одновременно регенерируется кислород).

Простейшая качественная реакция– угасание горящей древесной лучинки в атмосфере СO 2.

Применяется в многотоннажных производствах соды, сахара и карбамида, в пищевой промышленности для газирования безалкогольных напитков и как хладагент.

Содержится в воздухе (0,03 % по объему), воде минеральных источников. Не поддерживает горение и дыхание. Ассимилируется зелеными растениями при фотосинтезе (с помощью хлорофилла и под воздействием солнечных лучей). Ядовит при содержании в воздухе свыше 15 % по объему.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности– при полном сгорании кокса (см.) или при обжиге известняка:

СаСO 3= СаО + СO 2 (900—1200 °C)

в лаборатории– при обработке карбонатов (например, кусочков мрамора СаСO 3) сильными кислотами:

СаСO 3(т)+ H 2SO 4= CaSO 4V + Н 2O + CO 2^

Карбонат натрияNa 2CO 3.Оксосоль. Техническое название кальцинированная сода.Белый, при нагревании плавится и разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Образует декагидрат ( кристаллическая сода).Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Восстанавливается коксом. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакцияна ион СО 3 2-– образование белого осадка карбоната бария, разлагаемого сильными кислотами (НCl, HNO 3) с выделением углекислого газа.

Применяется для синтеза соединений натрия, устранения «постоянной» жесткости пресной воды, в производстве стекла, мыла и других моющих средств, целлюлозы, минеральных красок, эмалей. В природе содержится в грунтовых рассолах, рапе соляных озер.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности( способ Сольве,1861–1863):

а) через насыщенный раствор NaCl пропускают смесь NH 3и СO 2:

NaCl + NH 3+ Н 2O + СO 2= NH 4Cl + NaHCO 3V

(в этих условиях питьевая сода малорастворима);

б) осадок NaHCO 3подвергают обезвоживанию ( кальцинированию):

2NaHCO 3= Na 2CO 3+ Н 2O + СO 2

Карбонат калияК 2СO 3.Оксосоль. Техническое название поташ.Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Очень хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Вступает в реакции ионного обмена.