Post on 10-Jan-2016
description
CARBONUL
GENERALITĂȚI
CARBONUL
Carbon
Protoni (p+) – 6
Neutroni (n0) - 6
Electroni (e-) - 6
K – 2
L – 4
ATOMII DE CARBON
Nucleu
Înveliș electronic
Prin ce diferă structura izotopilor 13C și 14C de structura izotopului 12C?
Numărul atomic Z = 6Numărul de masă A = 12Simbolul chimic: C
Prezintă trei izotopi: 12C, 13C, 14C
Mol de atomi: 16g C conțin NA = 6,023 * 1023 atomi
Perioada: 2
Grupa IV-A
Numărul perioadei se stabilește pornind de la numărul de straturi ocupate cu electroni.
Numărul grupei se stabilește pornind de la numărul electronilor aflați pe ultimul strat ocupat.
Carbonul prezintă în mod uzual valența IV: (de exemplu, CO2, CH4, Al4C3 etc)În unele substanțe, cum ar fi CO, valența carbonului este II.
Valența IV
STRUCTURA ATOMULUI
POZIȚIA ÎN SISTEMUL PERIODIC.VALENȚA
Molecule de monoxid de carbon, dioxid de carbon și metan
STARE NATURALĂ
CARBONULÎN STARE LIBERĂ
Carbonul se găsește în natură sub două forme cristalizate: diamantul și grafitul.
Alte două forme cristalizate ale carbonului au fost realizate în laboratoare: fulerenele și nanotuburile.
Fulerenele se găsesc și în natură, în materialul numitShungit.
Sub formă amorfă, carbonul este întâlnit în cărbunii de pământ. Conținutul de carbon al acestora crește în ordinea: turbă, lignit, cărbune brun, huilă, antracit.
ÎN COMPUȘI CHIMICI - În compușii cu oxigenul: monoxid de carbon (CO), dioxid de carbon(CO2);-În compuși cu nemetalele: tetraclorură de carbon (CCl4), carbura de siliciu (SiC);- în compuși cu metalele: carbură de aluminiu (Al4C3), carbură de calciu (CaC2);- în carbonați: carbonatul de calciu, carbonatul de cupru;- în bicarbonați: bicarbonatul de sodiu (NaHCO3), bicarbonatul de amoniu (NH4HCO3);- în hidrocarburi: metanul (CH4), acetilenă (C2H2);- în toți derivații hidrocarburilor: alcool etilic, acid acetic, zahăr etc.
Astăzi se cunosc peste 5500000 de substanțe. Dintre acestea, aproape 95% sunt substanțe organice, în care, alături de hidrogen, carbonul este element de bază!
PROPRIETĂȚI FIZICE CARBONULGRAFITDIAMANT FULERENE
solid, cristalizează în formă cubică;
incolor și transparent, prezintă indice de refracție foarte mare;
cea mai mare duritate dintre toate substanțele întâlnite (10 pe scara Mohs);
insolubil în orice dizolvant;
temperatură de topire foarte ridicată (peste 3500oC);
densitatea ρ = 3,5g/cm3;
Solid, cristalizează în formă hexagonală;
Solid, opac, lucios, culoare neagră – cenușie;
Duritate mică (1), lasă urme pe hârtie, datorită fenomenului de clivaj;
Bun conductor termic și electric;
Insolubil în orice dizolvant;
Densitatea ρ = 2,2g/cm3
solid, cristalizează în formă icosaedrică;
opac, culoare neagră; Duritate mică; Rău conductor termic și
electric; Insolubil în apă; solubil în
benzină; Densitatea ρ = 1,75-
2,19g/cm3
Diamantul poate prezenta culori precum galben, roșu, albastru și negruÎn anul 327 i. Hr, Alexandru Macedon a adus primele diamante în EuropaCel mai mare stat producător de diamante este Africa de Sud
PROPRIETĂȚI CHIMICE CARBONUL
REACȚIA CU OXIGENULÎncălzește o lingură de ars în care se găsește o cantitate mică de cărbune. După ce substanța se aprinde, introdu lingura de ars într-un cilindru cu oxigen, și acoperă-l cu o sticlă de ceas. Ce se observă?
Carbonul arde în oxigen cu flacără strălucitoare și cu scântei. Se formează dioxid de carbon.
C + O2→CO2
Observație: Dacă cantitatea de oxigen este insuficientă, carbonul arde incomplet, obținându-se monoxid de carbon
2C + O2→2CO
REACȚIA CU HIDROGENUL
C + 2H2 CH4
1100oC, Ni
Carbonul se combină cu hidrogenul și formează, în funcție de condițiile de reacție, metan sau alte hidrocarburi. Metanul se obține la temperatura de 1100oC și în prezența nichelului
REACȚIA CU OXIDUL DE CUPRUÎntr-o eprubetă, adaugă un vârf de spatulă de oxid de cupru și unul de cărbune. Acoperă eprubeta cu un dop prevăzut cu un tub, la capătul căruia se află un vas în care se găsește apă de var în care s-au adăugat câteva picături de fenolftaleină. Încălzește apoi eprubeta. Ce se întâmplă în eprubetă? Dar în paharul cu apă de var?
În eprubetă carbonul se combină cu oxigenul formându-se dioxid de carbon și cupru metalic de culoare roșiatică. Dioxidul părăsește eprubeta prin tub, ajungând în vas, unde decolorează soluția de var.
2CuO + C →CO2 + 2Cu
REACȚIA CU APAAre loc la temperaturi înalte. Se obține gazul de apă (format din monoxid de carbon și hidrogen)
H2O(g) + C →CO + H2
UTILIZĂRI CARBONUL
DIAMANT
Bijuterii Bisturie
Tăierea și gravarea sticlei, abraziv
Electronică
GRAFIT
Creuzete metalurg
ie
Perii motoare electrice
Reactoare nucleare
Lubrifianți Mine creion
CĂRBUNI
Încălzirea locuințelor
Benzina sintetică
Industria chimică
Metalurgie
Termocentrale
CARBON 14
Arheologie
FULERENE ȘI
NANOTUBURI
Materiale compozite
Ecrane touchscree
nElectrozi
Răspunde celor şapte întrebări şi află cine a descoperit oxigenul1. Numărul de neutroni conţinuţi de izotopul 14C este:
2. Nu este formă alotropică a carbonului:
3. La arderea incompletă a cărbunelui se obține:
4. Prezintă proprietatea de a conduce căldura:
5. Procentul de C din dioxidul de carbon este:
6. Cantitatea de CuO necesară pentru obținerea a 4,4gCO2 este:
7. Cantitatea de CH4 obținută prin sinteza dintre carbon și hidrogenul rezultat din reacția a 400g HCl 36,5% și zinc este:
a) 8 c) 6CORECT
!b) 7
GREŞIT!
a)Diamant
b) Carbid
c) Grafit
a) CO b) CO2 c) CH4
a)Cărbuni
b)Diamant
c)Grafit
b) 27,27a) 42,85 c) 20,00
a) 8g c) 16gb) 1,6g
c) 8gb) 1,6ga) 16g
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
GREŞIT!
CORECT!
CORECT!
CORECT!
CORECT!
CORECT!
CORECT!
DESCOPERĂ… CARBONUL
A N T O I N E
L A U R E N T
O I EL A V RS IA demonstrat în anul 1772 că diamantul prezintă proprietatea de a arde ” în felul compușilor combustibili și de a se risipi complet”, dovedind astfel, că este cel mai curat dintre formele de cărbune, fiind practic, elementul chimic carbon.
DIAGRAMĂ CARBONULA U E N S C O T I N G I L
P L N O B T I C A R T N A
E T E D H A T C V U D G L
C A R B U N E B R U N P I
M J E M F R E B F O V B U
B D L S T N A M A I D T H
F R U N A N O T U B U R I
T I F A R G D H A E L C J
Stările alotropice ale carbonului și cărbunii de pământ și-au uitat numele!Ajută-le să și le găsească, căutându-le pe diagramă.
Numele sunt puse pe orizontală, pe verticală și pe diagonale și pot fi dispuse și de la coadă spre cap. Apăsând pe prima literă a unui nume din diagramă, vei găsi numele căutate!
Diamant
Grafit
Fulerene
Nanotuburi
Turbă
Lignit
Cărbune brun
Huilă
Antracit
T N A M A I D
T I F A R G
E
N
E
R
E
L
U
F
N A N O T U B U R I
T
U
R
B
A
T I N G I L
A R B U N E B R U NC
A
L
I
U
H
T I C A R T N A
ATENȚIE!!! Dacă apeși o literă greșită, vei fi scos din joc!
SUCCES!
BIBLIOGRAFIE:1. Constantinescu, R., Râpă, M. ”Chimie – manual pentru clasa a VIII-a”, Editura Sigma, București, 20002. Gheorghiu, C., Panait, C., ”Chimie – manual pentru clasa a VIII-a”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1995
La realizarea materialului s-au folosit imagini de pe site-urile: www.sciencephoto.com, www.wikipedia.org, www.photo-dictionary.com, www.chemistryland.com, www.clubafaceri.ro, www.obiectivtulcea.ro, www.ziare.com, www.promat.ro, www.ecw.com, www.diamante.ro, www.invitel.hu, www.casience.wikispaces.org, www.nanocarbontechnology.comImaginile animate sunt preluate de pe site-urile: www.learnthermo.com, www.wikipedia.org. www.favimages.com
VĂ MULȚUMESC!
Realizat de prof. Florin ViuȘcoala Gimnazială ”Ion Lovinescu” RădășeniOctombrie 2012