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!