Bai 15; Cacbon

NỘI DUNGCACBON C Tính chất hoá học Tính chất vật lý Vị trí và cấu hình e Ứng dụng Trạng thái tự nhiên Điều chế... Nhận xét: Do có 4 electron ở lớp ngoài cùng, nên trong các hợp chấ

NỘI DUNG

CACBON

( C )

Tính chất hoá học

Tính chất vật lý

Vị trí và cấu hình e

Ứng dụng

Trạng thái

tự nhiên Điều chế

I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ ?

 Ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn

 Cấu hình electron: 1S 2 2S 2 2P 2

 Các số oxihoá của cacbon: - 4, 0, +2, +4 (ngoài ra còn có số oxi hoá

– 1, -2, -3, +1, +2, +3)

Dựa vào bảng tuần hoàn và SGK, nêu vị trí của nguyên tố cacbon trong bảng tuần hoàn Từ đó viết cấu hình e của nguyên tử cacbon?

Nhận xét cấu hình electron?

Nhận xét: Do có 4 electron ở lớp ngoài cùng, nên trong các hợp chất mỗi

nguyên tử cacbon có khả năng tạo được tối đa 4 liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử cacbon lân cận và với nguyên tử của các nguyên tố khác

Tìm số oxihoá của nguyên tố cacbon trong các chất sau?

CH 4 , CO 2 , CO, C tự do Rút ra kết luận về số oxihoá có thể có của nguyên tố cacbon

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ:

1 Kim cương:

 Kim cương là tinh thể trong suốt không màu, không

dẫn điện, dẫn nhiệt kém

Nhờ đâu mà tinh thể kim cương rất cứng?

 Do đặc điểm cấu tạo mà tinh thể kim cương rất cứng (SGK)

- Thế nào là các dạng thù hình? So sánh về đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí và tính chất hoá học của các dạng thù hình?

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

1 Kim cương

2 Than chì

 Than chì là tinh thể màu xám đen

 Do đặc điểm cấu tạo thành lớp mà than chì mềm, dễ bị tách ra khỏi mạng tinh thể (SGK)

Do đâu mà than chì mềm và dễ bị tách ra khỏi mạng tinh thể?

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

1 Kim cương

2 Than chì

3 Fuleren

Fuleren C 60 Fuleren C 70

 Fuleren gồm các phân tử C 60, C 70 , … Phân tử C 60 là hình cầu rỗng, gồm 32 mặt, với 60 đỉnh là 60 nguyên tử cacbon

4 Cacbon vô định hình

 Là các loại than không có cấu trúc tinh thể như: than gỗ, than xương, muội than,…có cấu tạo xốp nên chúng có khả năng hấp phụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

 Trong các dạng thù hình thì cacbon vô định hình hoạt động hơn cả

 Ở điều kiện thường cacbon khá trơ về mặt hoá học, khi đun nóng phản ứng với nhiều chất

Từ các số oxihoá có thể có của nguyên tố cacbon, suy ra tính chất hoá học của đơn chất cacbon?

 Đơn chất cacbon khi phản ứng có thể nhường e hoặc nhận e, nên nó thể hiện tính khử và tính oxi hoá Tính khử vẫn là tính chất đặc trưng

a Tác dụng với oxy:

1 Tính khử

C + O0 2 t OC CO+4 2

Ở nhiệt độ cao: C + CO 2 t OC 2 CO Khi đốt trong không khí C cháy và toả nhiệt

 C + O 2 không khí hỗn hợp: CO 2 + CO (ít)

Thí nghiệm: Đốt than trong khí O 2

Đơn chất cacbon thể hiện tính khử khi tác dụng

với chất nào? Cho ví dụ

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

a Tác dụng với oxy

1 Tính khử

b Tác dụng với hợp chất

 Ở nhiệt độ cao, cacbon khử được nhiều oxit, phản ứng được với nhiều chất oxi hoá khác nhau

 Thí nghiệm: KClO 3 nóng chảy + C

2KClO 3 + 3C 0 t OC 2KCl + 3CO +4 2

 Thí nghiệm: C + dd HNO 3 đặc

4HNO 3 đặc + C 0 t OC CO +4 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

 2H 2 SO 4 đặc + C 0 t OC CO +4 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

 2CuO + C t

OC

2Cu + CO 2

Nêu hiện tượng thí nghiệm, viết phương trình phản ứng

Nêu hiện tượng thí nghiệm, viết phương trình phản ứng

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Tính khử

2 Tính oxi hoá

a Tác dụng với hiđro (nhiệt độ cao, xt)

C + 2H 0 2 t OC , xt CH - 4 4

b Tác dụng với kim loại (nhiệt độ cao, cacbon phản ứng với 1 số kim loại) 4Al + 3C t

OC

Al 4 C 3

(nhôm cacbua)

Ca + 2C 0 t OC CaC - 1 2 (canxi cacbua)

Khi thể hiện tính oxy hoá, nguyên tử cacbon tác dụng với chất nào? Cho ví dụ

IV ỨNG DỤNG

.Kim cương: Làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính, bột mài

 Than chì: Làm điện cực, làm bút chì, chế tạo chất bôi trơn, …

 Than cốc: Dùng làm chất khử trong luyện kim

 Than gỗ: Dùng chế tạo thuốc nổ đen, pháo sáng,…

 Muội than: Làm chất độn vào cao su, mực in, xi đánh giày

V TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

 Trạng thái tự do: Kim cương, than chì

.Trong các khoáng vật: Canxit (chứa CaCO 3 ), mazezit (MgCO 3 ), đolomit ( CaCO 3 MgCO 3 ), …

Dựa vào hiểu biết của bản thân và SGK, nêu trạng thái

tự nhiên của cacbon?

Dựa vào hiểu biết của bản thân và SGK, nêu ứng dụng của các dạng thù hình của cacbon?

 Trong khoáng vật: Các loại than mỏ: than antraxit, than mỡ, than nâu,

than bùn Chúng khác nhau về tuổi địa chất và hàm lượng cacbon

 Hợp chất của cacbon: còn có dầu mỏ, khí thiên nhiên, thành phần cơ

bản của tế bào sinh vật

V TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

VI ĐIỀU CHẾ

 Kim cương nhân tạo: Than chì 2000

Kim cương

.Than chì nhân tạo: Than cốc 2500OC-3000OC, lò điện Than chì

(Không có không khí)

 Than mỏ: Khai thác trực tiếp ở những độ sâu khác nhau, dưới mặt đất

 Muội than: CH 4 tOC, xt C + 2H

2

CỦNG CỐ

Câu 1: Lập các phương trình hoá học sau (biết phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao) Nêu vai trò của cacbon trong mỗi phản ứng

C +

S Al Ca

H 2 O CuO CaO

SiO 2

C + 2S tOC CS 2 (C là chất khử)

3C + 4 Al tOC Al 4 C 3 (C là chất oxi hoá)

2C + Ca tOC CaC 2 (C là chất oxi hoá)

C + H 2 O tOC CO + H 2 (C là chất khử)

C + CuO tOC Cu + CO 2 (C là chất khử) 3C + CaO t

OC

CaC 2 + CO

(C vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá)

2C + SiO 2 tOC Si + 2CO (C là chất khử) Bài tập về nhà: 2, 3, 4, 5 (SGK)/trang 70

Vào thời đại của Pline

(nhà tự nhiên học và nhà

văn La -tinh), người ta đã

biết làm than củi bằng

phương pháp gần giống

hiện nay

Pline

Năm 1773, Lavoisier (1743 – 1794)

và những cộng sự của ông chứng minh kim cương có thể cháy được, điều mà Niutơn (1643 - 1727) đã tiên đoán và sản phẩm của sự cháy

là “không khí cố định” nghĩa là CO2

Chính Henri Moissane (1852 - 1907), người Pháp đầu tiên đoạt giải Nobel Hoá học, đã tổng hợp thành công kim cương Ông cho biết có thể tạo

ra Việc tổng hợp kim cương được công bố ở Viện Hàn Lâm khoa học (Pháp) ngày 6 tháng năm

1893

Lavoisier Henri Moissane

Năm 1797, Smithson

Tenn ant (1761 - 1815)

đã cho biết về kim

cương,