CACBON I Vị trí cấu hình electron nguyên tử Cacbon nằm ô số 6, chu kì 2, nhóm IVA → cấu hình e nguyên tử : 1s22s22p2 II Tính chất vật lí Cacbon (C) : thể rắn, không tan nước Có dạng thù hình: Kim cương: tinh thể suốt, cứng, không dẫn điện Than chì: màu xám đen, tinh thể có cấu trúc lớp, mềm, dẫn điện Fuleren: tồn dạng phân tử C60, C70 Cacbon vô định hình: (than xương, than gỗ…) có cấu trúc xốp, có tính hấp phụ III Tính chất hóa học Trong dạng tồn cacbon, cacbon vô định hình hoạt động mặt hóa học Tuy nhiên nhiệt độ thường cacbon trơ, đun nóng cacbon trở nên hoạt động Các số oxi hóa có C là: -4, 0, +2, +4 Đơn chất C có số oxi hóa (số oxi hóa trung gian) tăng lên +2, +4 thể tính khử giảm xuống -4 thể tính oxi hóa Tính khử a Tác dụng với oxi C cháy oxi không khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt 4 t C  O2    CO2 (cacbon đioxit) Ở nhiệt độ cao, C khử CO2 4 0 2 t cao C O2  C   CO (cacbon monooxit) Lưu ý:  Khi đốt cháy C không khí tạo hỗn hợp CO2 CO – độc  Nên đốt cacbon oxi dư để sản phẩm chủ yếu CO2 b Tác dụng với hợp chất Ở to cao cacbon tác dụng nhiều chất oxi hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc, KClO3, …, với oxit kim loại (sau Al đến Cu) 4 o t C  4HNO3    CO2  4NO2  2H2O 4 o t C  2K Cl O3    CO2  2K Cl 4 o t C  Cu O   CO  Cu Cacbon không tác dụng trực tiếp với Cl2, Br2, I2 Tính oxi hóa a Tác dụng với hidro 4 t , xt C  2H2   CH4 b Tác dụng với kim loại Ở nhiệt độ cao, C phản ứng với số kim loại hoạt động mạnh tạo cacbua kim loại 0 4 t 4Al  C   Al4 C3 (nhôm cacbua) IV Ứng dụng cacbon Kim cương: làm trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh… Than chì: làm điện cực, ruột bút chì… Than cốc: dùng luyện kim loại Than gỗ : chế tạo thuốc nổ đen (thành phần KNO3:S:C = 75:10:15) Than muội: dùng làm chất độn cao su, mực in, xi đánh giày… Than hoạt tính: dùng làm mặt nạ phòng độc… V Trạng thái tự nhiên Trong tự nhiên kim cương than chì cacbon tự gần tinh khiết Ngoài cacbon có quặng: canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) Cacbon có tế bào động thực vật Các mỏ than lớn Việt Nam: Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam VI Điều chế Kim cương nhân tạo: điều chế từ than chì 2.0000C, áp suất 50−100 nghìn atm, xúc tác Fe, Cr hay Ni Than chì nhân tạo: Nung than cốc 2.500 − 3.0000C lò điện, không khí Than cốc: điều chế cách nung than mỡ khoảng 1.0000C lò cốc, không khí Than mỏ: khai thác trực tiếp từ vỉa than nằm độ sâu khác mặt đất Than gỗ: tạo nên đốt gỗ điều kiện thiếu không khí Than muội: tạo nên nhiệt phân mêtan có chất xúc tác : t , xt CH4   C  2H2 Bài tập áp dụng Để xác định hàm lượng phần trăm cacbon mẫu gang trắng người ta đốt mẫu gang oxi dư Sau đó, xác định lượng khí CO2 tạo thành cách dẫn khí qua nước vôi dư, lọc lấy kết tủa, rửa sạch, sấy khô đem cân Với mẫu gang khối lượng 5,00g khối lượng kết tủa thu 1.00g hàm lượng % cacbon có mẫu gang bao nhiêu? Bài tập áp dụng Vì cơm khê người ta thường cho vào nồi cơm mẩu than củi?