Углерод и кремний - р-элементы IVA-группы 10 класс

IVA-группы»
подготовил
учитель химии и биологии
ГУО СШ №163 г.Минска
Костюкевич Юрий Михайлович

этой же группе периодической системы относят германий Ge, олово Sn

и свинец Pb. Углерод и кремний – элементы неметаллы, германий и олово – полуметаллы, а у свинца преобладают металлические свойства.

Silicium, от лат. silex — кремень).

например: у углерода – 2s22p2, у кремния – 3s23p2.
В соединениях

с другими элементами атомы углерода и кремния могут проявлять степени окисления -4, +2, +4, для элементов-полуметаллов и металлов в их соединениях с другими элементами (кроме гидридов) более характерны положительные степени окисления +2 и+4.

встречается как в свободном состоянии, так и в виде химических

соединений с другими элементами. Углерод является основой органической жизни на Земле.

мира Земли древнейших времен. Самое мягкое ископаемое – торф –

содержит остатки растений, в нем имеется не более 50-60% углерода. Бурый уголь содержит 65-70% углерода. Каменный уголь содержит 75-95% углерода. Самый твердый уголь – антрацит – может содержать 91-98% углерода.

Торф

Антрацит

Бурый уголь

Каменный уголь

кокс, древесный уголь, костяной уголь, сажа. Кокс получают при сухой

перегонке каменного угля, широко используется как восстановитель в процессах промышленного получения металлов из руд.

Древесный уголь

Кокс

по объему).

основой осадочных горных пород – известняков. Другие модификации карбоната кальция

известны как мрамор и мел.

Меловые скалы в Англии

элемент после кислорода. Он широко распространен в виде кремнезема SiO2

и различных силикатов.
Например, гранит содержит более 60% кремнезема, а кристаллический кварц является самым чистым из природных соединений кремния с кислородом.

Гранит

представляют собой полые трубочки длинной 1-2 мм. Трубочки заполнены жидкостью,

содержащей муравьиную кислоту. При легком прикосновении листьев крапивы к телу волоски проникают сквозь кожу и кислота попадает внутрь, вызывая жжение.

это углерод

алмаз
b) графит
c) лонсдейлит
d) фуллерен — бакибол C60
e) фуллерен C540
f) фуллерен

C70
g) аморфный углерод
h) углеродная нанотрубка

в вершинах правильного тетраэдра. Такое строение обуславливает особые физические свойства

алмаза и прежде всего его твердость. Алмаз служит эталоном твердости, которая по десятибалльной системе оценивается высшим балом 10. Алмаз плохо проводит теплоту и почти не проводит электрический ток. Ограненные прозрачные алмазы называются бриллиантами.

Алмазная шахта Диавик, Канада

Слоистая структура графита обуславливает его мягкость: он легко оставляет след

на бумаге. Из мельчайших кристаллов графита состоит сажа, образующаяся при неполном сгорании органических соединений.

Графит

=С=С=С=С= или -C≡C-C≡C- . Это вещество обладает полупроводниковыми свойствами.

атомов углерода, соединенных между собой. Внутри молекулы полые. В настоящее

время получены фуллерены состава С60, С70 и др.

активность: большинство реакций с их участием протекают только при высокой

температуре. Химические свойства различных аллотропных модификаций углерода сходны, отличаются лишь условия протекания реакций, потому что энергия разрыва связей между атомами в алмазе, графите и других модификациях углерода различны.

В химических реакциях с простыми веществами углерод и кремний проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.

В реакциях со сложными веществами, например с оксидами металлов, углерод и кремний чаще всего проявляют восстановительные свойства.

качестве смазки при особо высоких или низких температурах.

Алмаз, благодаря исключительной

твердости, незаменимый абразивный материал. Алмазным напылением обладают шлифовальные насадки бормашин. Кроме этого, ограненные алмазы — бриллианты используются в качестве драгоценных камней в ювелирных украшениях. Благодаря редкости, высоким декоративным качествам и стечению исторических обстоятельств, бриллиант неизменно является самым дорогим драгоценным камнем.

В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода — производные угольной кислоты и карбоновых кислот.
Карболен (активированный уголь), применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов.

Стоматологические сверла

на Светлогорском производственном объединении «Химволокно». Здесь выпускают углеродный медицинский сорбент,

который непосредственно используется для лечения ран, язв, ожогов, а также в различных фильтрах для воды. Широкое применение находят также выпускаемые в Светлогорске углеродные нити и ткани.

металлургии в качестве добавки к сталям и в производстве сплавов.
Стив

Джобс демонстрирует кремниевую пластину, на которой «сидят» десятки процессоров G5.