Тема 2.4.Главная подгруппа IV группы. Углерод.

Содержание учебного материала: Общая характеристика элементов IV группы, главной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева. Углерод. Характеристика углерода, исходя из его положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, степени окисления, аллотропия углерода, адсорбция, распространение в природе, получение, свойства. Оксиды углерода, их получение, свойства. Угольная кислота и ее соли. Сравнительная характеристика карбонатов и гидрокарбонатов.

Основные понятия: химический элемент, атом, химическая связь, электроотрицательность, валентность,степень окисления, основные типы реакций в неорганической химии;

Основные законы химии: Периодический закон Д.И. Менделеева.

Основные теории химии: Теории строения атома, химической связи, строения неорганических соединений

Методические рекомендации: При изученииматериала необходимо отметить, какие элементы относятся к главной подгруппе IV группы. Обратите внимание на строение электронных уровней элементов. Также рассмотрите физические и химические свойства соединений элементов.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Углерод встречается в природе в свободном виде и в соединениях. Его аллотропные видоизменения – алмаз, графит, карбин, фуллерен.

Алмаз – самое твердое вещество в природе. Твердость по шкале Маоса -10, тем не менее он хрупок. Ограненный алмаз имеет более 20 граней и называется бриллиантом, используется в ювелирной промышленности. Масса бриллианта измеряется в каратах (1 карат = 0,2 г). Существенные различия в свойствах алмаза и графита обусловлены особенностями строения их кристаллов.

1. Кристаллическая решетка алмаза атомная. Каждый атом углерода расположен в центре тетраэдра, четыре вершины которого заняты другими атомами углерода. Все атомы находятся на одинаковых расстояниях друг от друга. Кристалл алмаза (диэлектрик) – имеет плотную упаковку с высокой компактностью и твердостью. Атомы углерода в sp ³ -гибридизации.

2. В кристаллах графита атомы углерода расположены в углах правильных шестиугольников, находящихся в параллельных плоскостях. Под внешним воздействием такой кристалл легко расслаивается на чешуйки. Графит в отличие от алмаза очень мягок.

Атомы углерода в графите в sp ² -гибридизации.

Вопросы для самоконтроля:

 1. Общая характеристика элементов IV группы, главной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева.

2. Углерод. Характеристика углерода, исходя из его положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, степени окисления, аллотропия углерода, адсорбция, распространение в природе, получение, свойства.

3. Оксиды углерода, их получение, свойства.

4. Угольная кислота и ее соли.

5. Сравнительная характеристика карбонатов и гидрокарбонатов.

6. Биологическая роль углерода. Применение в медицине и народном хозяйстве углерода и его соединений.

7. Кремний. Распространение в природе. Оксид кремния (IV). Кремниевая кислота. Силикаты.

8. Качественные реакции на карбонат- и гидрокарбонат-анионы

Задания для самостоятельной работы:

Решите задачи:

1. Молярная доля карбоната натрия в растворе (ρ = 1,11 г/мл) составляет 0,003. Вычислить молярность и нормальность раствора.

2. Определите массовую долю карбоната калия в 2 М растворе карбоната калия, плотность которого равна 1,21 г/мл.

3. Для определения времени рекальцификации кровяной плазмы применяют 0,025М раствор хлорида кальция, который готовят из сухого прокаленного вещества. Сколько хлористого кальция необходимо для приготовления 500 мл требуемого раствора?

4. Составьте ионные и молекулярные реакции, протекающие между веществами NaHCO₃ и NaOH,

5. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:HCO₃ + H ⁺ = H₂O + CO₂

                                      Mg²⁺ + CO3^2– = MgCO₃

Подготовьте доклад, реферат или презентацию на тему:

· «Биологическая роль углерода. Применение в медицине и народном хозяйствеуглерода и его соединений».

·  «Применение соединений свинца в медицине».

· «Биологическая роль кремния в организме»

Список рекомендуемой литературы:

1. Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Неорганическая химия. Ростов-н/Д. Феникс, 2005

2. Бабков, А.В. Общая и неорганическая химия [Текст]: учебник / А.В. Бабков, Т.И. Барабанова, В.А. Попков. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 384 с.