Глава 15. ГРУПА IV ЕЛЕМЕНТИ
IVA-група: въглерод С 2s 2 2p 2. 2 силициеви Si 3s и 3P 2 elementypodgruppy германий - Germa-NY Ge 4s 2 4P 2. калай Sn 5s 2 5р 2. Водещият Pb 6s 2 6p 2.
IVB група (титан подгрупа) - титан Ti 3d 2 4s 2. цирконий Zr 4d 2 5s 2. хафний Hf 5d 2 6s 2. ръдърфордий Rf 6d 2 7s 2.
Най неорганичен въглерод съединения проявяват окисляване -4, 4, 2.
Diamond - безцветно кристално вещество с кубична решетка в който е свързан всеки въглероден атом # 963; -връзките с четири съседи - това води до изключителна твърдост и липсата на електронна проводимост при нормални условия.
Карабина - черен прах с шестоъгълна решетка изработена от права # 963; - и PI-връзки: -S≡S-S≡S-S≡ (polyyne) или = С = С = С = С = С = (polikumulen).
Графит - устойчива форма на съществуване на въглерод елемент; сиво-черен с метален блясък, мазни на пипане, мека неметални, има проводимост. При нормална температура е много инертен. При високи температури взаимодейства директно с много Интернет метали и неметали (водород, кислород, флуор, сяра). Типични редуциращ агент; Той реагира с водна пара на концентрирана азотна и сярна киселини, метални оксиди. В "аморфен" състояние (въглища, кокс, сажди) може лесно да бъде изгорен на въздух.
2С + O2 (над 1000 ° С) = 2CO
C + 2PbO (600 ° C) = 2Pb + CO2
Поради преобразуване на енергия актив-ТА въглеродни модификации много високи са възможни само при специални условия. Така диамант се превръща графит чрез нагряване до 1000-1500 ° С (без въздух). Преходът от графит в диамант изисква много високо налягане (6 # 8729; 10 9- до 10 # 8729, 10 10 Ра); усвоили метод за получаване на диамант при ниско налягане.
C (диамант) = C (графит) (над 1200 ° С)
Получаването и използването. Графитни електроди са произведени, топене тигли, електрическа пещ подплата и промишлени електролитни вани и други. В ядрен реактор се използва като неутронна модератор. Графит се използва като лубрикант и др. Г. Изключителна твърдост на диамант прави неговото широко използване за лечението на много твърди материали, сондажни операции, за издърпване тел и т. D. Най перфектни кристали на диамант се използват след рязане и полиране за вземане на бижута ( диаманти).
Поради високия капацитет адсорбция на дърво и животински въглища (кокс, въглища, костен овъгляване, сажди) се използват за пречистване на вещества от примеси. Кокс, получен от суха обработка на въглища, се използва предимно в промишлеността при топене. Сажди се използва в производството на черна гума, за производството на бои, мастило и други подобни. D.
CO2 Въглероден диоксид се използва в производството на сода, за гасене на пожари, готвене минерална вода като инертна среда при различни синтези.
Съединения с отрицателен окисление. С по-малко електроотрицателен от само себе си, елементите въглерод дава карбиди. Тъй като върху въглен да се образуват характерни gomotsepi състав наранените shinstva-карбиди не реагира степен -4 въглероден окисление. По вид на химична връзка могат да бъдат разграничени ковалентни, йонни, ковалентни и метални карбиди.
Ковалентното силициев карбид SiC и борен В4 C - полимерни вещества, характеризиращи се с много висока твърдост на огнеупорен разходи и химическа инертност.
Най-простият ковалентна карбид е метан CH4 - химически доста инертен газ; не действа киселини и основи, но лесно се осветява и изключително експлозивни смеси с въздуха. Метан - основен компонент на природния (60-90%) и моя блатен газ. Богат на метан газове се използват като гориво и суровина за производство на химическо.
Въглероден образува множество perkarbidy. например, някои прости въглеводороди - С2 Н6 етан. етилен С2 Н4. Ацетилен С2 Н2.
Йон-ковалентни карбиди - кристална сол субстанция. Под действието на вода или разредени киселини те поставете shayutsya с емисиите въглеводород. Следователно, карбиди от този тип могат да се разглеждат като производни на съответните въглехидрати-едър. Производни на метан - methanide. Например, карбиди и AlS3 Be2 В. Те се разпадат вода, освобождаване на метан:
Сол-като perkarbidov на ацетилид най проучен тип 1 M2 С2. М 2 3 M2 и С2 (С2) 3. Като най-високата стойност ацетилид CaC2 калций (по-нататък карбид) СаО получен чрез нагряване на въглищата в електрическата пещ:
Сао + 3C = CaC2 + CO
Ацетилид повече или по-малко лесно се разгражда от вода, за да се образува ацетилен:
Тази реакция се използва в областта за производство на ацетилен.
Метални карбиди са Xia г -elements групи IV-VIII. Най-честите среда състав карбиди MS (TIC, ZrC, HFC, VC, NBC, TAC), М2 е С (NO2 С, W2 С), М3 C (MN3 С, Fe3 С, CO3 С). Метални материали са част от чугун и стомана, ела-Карвай тяхната твърдост, устойчивост на износване и други ценни качества. Въз основа на волфрамов карбид, титан, тантал и продукция sverhtver Dyjí и огнеупорни сплави, използвани за високоскоростна обработка на метали.
въглеродни съединения (IV). Степента на окисление на въглероден-4 proyav възможно в неговите съединения с повече електроотрицателен от само себе си, неметали: SNal4. SONal2. CO2. COS, CS2, и анионни комплекси CO3 2-. COS2 2-. CS3 2-.
Според химическата природа на съединението от въглерод (IV) са кисели. Някои от тях взаимодействат с вода за образуване на киселина:
и основни съединения да образуват соли:
От tetrahalides CHal4 голямото приложение получи CCl4 тетрахлоро метан в отличие вещества ка-забавители органичен разтворител и евреин костен пожарогасител. Това се получава чрез хлориране на въглероден дисулфид в присъствието на катализатор:
Смесеният въглероден флуорид хлорид SSL2 F2 - (. T под обратен хладник -30 ° С) фреон се използва като хладилен агент в хладилни машини и растения. Нетоксични. Когато освобождава в атмосферата унищожи озоновия слой.
въглероден дисулфид или въглероден дисулфид CS2 (токсичен) се получава чрез взаимодействие сяра пара с гореща въглерод: C + 2S = SS2
Въглероден дисулфид лесно се окислява, с малко топлина се запалва на въздух: CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2
Всички oksodigalogenidy (karbonilgalogenidy) COHal2 значително по-реактивни от tetrahalides; по-специално, те лесно се хидролизира:
Най-широко използван е SOCl2 (фосген, карбонил хлорид) - изключително чай-токсичен газ. Той е широко използван в органичния синтез.
CO2 Въглероден диоксид (въглероден диоксид) в областта на техниката, обикновено се получава чрез термично разлагане на СаСО3. и в лабораторията - ефект на СаСО3 солна киселина.
Въглероден диоксид се абсорбира лесно от алкални разтвори, при което се образува съответния карбонат. и когато излишък CO2 - хидро-карбонат:
Бикарбонати разлика карбонати предимно Сол-Rima във вода.
Разтворимостта на СО2 във вода е ниска, някои от разтворения въглероден диоксид реагира с вода за образуване на нестабилен карбонова кисела среда CO3 Н2 (водород trioksokarbonat).
Sulfidokarbonaty (IV) (тиокарбонати) до голяма степен наподобяват trioksokarbonaty (IV). Те могат да бъдат получени, взаимодействието с основните сулфиди въглероден дисулфид viem, например:
Водният разтвор на Н2 SS3 - слаб thiocarbonic киселина. Постепенно се разлага с вода, като образува въглена киселина и водороден сулфид:
От значение е nitridokarbonatov SaSN2 калциев цианамид. получен чрез окисление на офертата-ct калциев CaC2 азот при нагряване:
Той има най-голяма стойност от водород oksonitridokarbonatov карбамид (карбамид) CO (NH2) 2. ефект CO2 на получения воден разтвор на амоняк при 130 ° С и 1 # 8729, 10 7 Ра:
Карбамид се използва като тор и да се хранят добитък като изходен продукт за получаване на пластмаси, фармацевтични продукти (веронал, луминална и др.) И други.
Sulfidonitridokarbonat (IV) тиоцианат NSSN водород или водород във воден разтвор Obra-zuet силен (като HCl) tiotsianistovodorodnuyu киселина. Tiotsianity използва главно в багрилни тъкани; NH4 SCN се използва като реагент за йоните Fe 3+.
въглеродни съединения (II). Въглеродни производни (II) - е CO, CS, HCN.
Въглероден моноксид (II) CO (въглероден окис) се формира от изгаряне на въглерода или неговите съединения в липса на кислород, както и взаимодействието на въглероден оксид (IV) с нажежен въглища.
СО 2 + C ↔ 2CO
Молекулата на СО има тройна връзка в N2 и цианиден йон CN -. При нормални условия, въглероден оксид (II) е химически инертен доста. При нагряване експонати редуциращи свойства, които се използват широко в Pyro.
При нагряване, СО е окислен със сяра, чрез облъчване или в присъствието на катализатора реагира с хлор и т. D.
CO + S = COS (въглероден oksosulfid IV);
CO + Cl2 = SOCl2 (въглероден оксихлорид IV)
Циановодород HCN има линейна структура H-C≡N; Има също неговата тавтомерна форма (водород изоцианид) H-N≡C. Водният разтвор на циановодород - много слаба киселина, или циановодородна наречен tsianistovodorod-нето.
HCN - силна неорганична отрова.
Cyanide шоу на фланга регенерира свойства. По този начин, чрез нагряване на техните разтвори след окислява с атмосферен кислород пяна образуване цианати:
2KCN + O2 = 2KOCN
и цианидни разтвори под обратен хладник с образуваната сяра тиоцианати (това се основава на получаването на тиоцианати):
Циановодородът се използва в органичния синтез, и NaSN KCN - екстракцията на злато, за получаване на комплексни цианиди и др ...
При нагряване метален цианид неактивен образува цианоген (CN) 2 - силно реактивен отровен газ.
Свързани статии