§ 46. Химические свойства углерода

В периодической таблице углерод расположен почти на границе между металлами и неметаллами. Поэтому он электроотрицателен, т. е. выступает в качестве окислителя в соединениях с металлами, и электроположителен, т. е. выступает в качестве восстановителя в соединениях с неметаллами, расположенными правее и ниже его в периодической таблице, в том числе с кислородом (см. табл. 10^*).

^* (Электроотрицательные элементы по отношению к углероду даны красным шрифтом.)

Таблица 10

Будучи сильно нагрет, уголь в кислороде, как и в воздухе, сгорает без пламени и дыма с образованием двуокиси углерода:

(Что при этом восстанавливается?)

Уголь может отнимать кислород и от сложных веществ. Так, при нагревании он восстанавливает многие металлы из их окислов. Например, при нагревании в пробирке смеси двух черных порошков - угля и окиси меди - черный цвет смеси изменяется в красный: получается в виде порошка металлическая медь, а второй продукт реакции - двуокись углерода - может быть обнаружен по помутнению известковой воды:

При образовании электрической дуги между угольными стержнями в атмосфере водорода углерод соединяется с водородом, образуя метан СН₄: С + 2Н₂ = СН₄

1. Изобразите строение: а) алмаза, б) графита. Опишите их физические свойства, связав их со строением кристаллической решетки. Опишите практическое применение этих веществ, связав его со свойствами графита и алмаза.
2. Опишите известные вам формы аморфного углерода, способы их получения и практическое применение.
3. Опишите явление адсорбции, регенерации угля и известное вам практическое применение этих процессов.
4. Какой газ сильнее адсорбируется: аммиак или азот? Почему?
5. Составьте формулы соединений углерода: а) с бериллием, б) с алюминием, в) с серой, г) с фтором. Обозначьте величину и знак валентности каждого элемента, ставя на первое место в формуле электроположительный элемент.
6. Напишите уравнения реакций между углем и окислами: a) SnO₂, б) Рb₃O₄.
7. Какое количество теплоты выделяется при сгорании 1 кг угля?