oksid_teorijax

Алмаз – аллотропная модификация углерода, существующая в природе и полученная
искусственным путем. По внешнему виду это прозрачные кристаллы высокой твердости. После
обработки природных алмазов получают драгоценный камень – бриллиант. Кристаллическая
решетка алмаза имеет тетраэдрическое строение, расстояние между всеми атомами углерода
одинаковое, что обусловлено ихsp3-гибридизацией. В кристаллической решетке алмаза
отсутствуют свободные электроны, поэтому алмаз не проводит электрического тока. Химическая
активность алмаза ниже активности другой аллотропной модификации углерода – графита.
Графит – мягкое темно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь. Графит
легко измельчается (порошок графита называется сажей). Кристаллическая решетка графита
имеет слоистое строение и состоит из слоев правильных шестиугольников, конденсированных по
всем сторонам. Атомы углерода в графите находятся в состоянии sp2-гибридизации. В
образовании химических связей участвуют три электрона атома углерода, а четвертый электрон
остается относительно свободным, что обеспечивает высокую электропроводность графита.
Оксид углерода(II), или угарный газ (СО). Газ без цвета, вкуса и запаха, легче воздуха, плохо
растворим в воде, токсичен. Термически устойчив. Атомы в молекуле угарного газа связаны двумя
видами ковалентной связи: ковалентной полярной и донорно-акцепторной (кислород является
донором, углерод – акцептором):
По химическим свойствам угарный газ является несолеобразующим оксидом, химически
достаточно пассивен. При повышенной температуре оксид углерода(II) взаимодействует с
кислородом и оксидами металлов, являясь сильным восстановителем, например:
2CO + O2
CO + MgO
2CO2,
Mg + CO2.
При пропускании смеси угарного газа и хлора через слой активированного угля можно получить
ядовитый газ фосген (химическое оружие, вызывает паралич дыхательных путей):
CO + Cl2
COCl2.
При нагревании монооксида углерода с водородом в присутствии катализатора при повышенном
давлении образуется метиловый спирт:
CO + 2H2
CH3OH.
При пропускании угарного газа через расплав щелочи при высоком давлении образуется соль
муравьиной кислоты, поэтому формально монооксид углерода можно рассматривать как ангидрид
муравьиной кислоты:
CO + KOH (расплав)
HCOOK.
Лабораторный метод получения угарного газа – разложение муравьиной кислоты при нагревании в
присутствии дегидратирующего агента:
HCOOH
CO + H2O.
Кроме того, угарный газ можно получить неполным сжиганием кокса или восстановлением
углекислого газа раскаленным коксом (t > 1000 °С):
2C + O2
2CO,
CO2 + С
2CO.
Оксид углерода(IV), или углекислый газ (СО2). Газ без цвета, вкуса и запаха, тяжелее воздуха,
растворим в воде (88 объемов углекислого газа в 100 объемах воды), не поддерживает горения и
дыхания (правда, в атмосфере углекислого газа могут гореть некоторые активные металлы,
отнимая кислород, например магний):
CO2 + 2Mg
2MgO + C.
В молекуле CO2 атом углерода образует две
-связи c атомами кислорода. В образовании
связей принимают участие две гибридные sp-орбитали. Поэтому молекула углекислого газа имеет
линейное строение, неполярна:
В химическом отношении диоксид углерода проявляет все свойства кислотного оксида:
CO2 + H2O
H2CO3,
CO2 + CaO
CaCO3,
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
или
CO2 + NaOH = NaHCO3.
Качественная реакция на углекислый газ – пропускание его через известковую или баритовую
воду:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3
+ H2O,
аналогично протекает реакция с Ba(OH)2.
Углекислый газ можно получить разложением известняка:
CaCO3
CaO + CO2
,
действием на карбонаты металлов растворами сильных минеральных кислот:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
при полном сжигании кокса:
C + O2
CO2.
,