1. Występowanie węgla w przyrodzie:
a)w skorupie ziemskiej na 17 miejscu
b)w atmosferze na 4
c)w organizmie człowieka na2
d)węgiel występuje w postaci 7 izotopów: o liczbach masowych, głownie jest to izotop 12 6 C
e)w przyrodzie zachodzi proces obiegu węgla, którego elementem jest fotosynteza
2.Węgle kopalne:
a)torf – (55-65%C); WŁAŚCIWOŚCI – skała osadowa o niewielkiej zawartości węgla pierwiastkowego, i co za tym idzie, niewielkiej wartości opałowej. WIEK: od ok.2mln lat temu aż do czasów współczesnych.
b)Węgiel brunatny – (65-78%C) Młodsza odmiana węgla kopalnego. Matowa lub błyszcząca, twarda lub miękka. Ma niska wartość opałową. WIEK: trzeciorzęd, kreda.
c)Węgiel kamienny – (72-78% C)służy jak opał, ale ze względu na wielkie bogactwo występujących w nim związków, cenny surowiec przemysłu chemicznego. WIEK: kreda, perm, karbon.
d)Antracyt – (ponad 94%C); Najstarsza odmiana węgla kopalnego, charakteryzująca się duża zawartością pierwiastka węgla, połyskiem i brakiem śladów pochodzenia roślinnego. WIEK: karbon.
e)Szungit (96-99%); grafit (100%) – ze względu na powstanie w bardzo odległym czasowo okresie geologicznym zawierają najwięcej pierwiastka węgla, a grafit i diament są czystym węglem. WIEK: prekambr.
f)diament – 100% węgla.
3.Odmiany Alotropowe węgla:
a) diament:
WŁAŚCIOWŚCI:
*najtwardszy minerał
*bezbarwny i przeźroczysty
*nie przewodzi prądu elektrycznego i ciepła
*g = 3,51g/cm3
BUDOWA:
*atomy węgla w krysztale tworzą regularne czworościany
*odległości między atomami węgla wynoszą tyle samo
ZASTOSOWANIE:
*jako brylant do biżuterii,
*wyrób narzędzi wiertniczych (końcówka wierteł)
*materiały ścierne
b)grafit:
*miękki i łupliwy
*szary z lekkim połyskiem metalicznym
*przewodzi prąd i ciepło
*g=2,25g/cm3
*atomy węgla w krysztale ułożone są w sześcioboki foremne, tworząc warstwy luźno ze sobą związane
*wyrób cegieł ogniotwórczych
*grafit do ołówków
*”suchy” smar zmniejszający tarcie
*w reaktorach jądrowych.
c)Fulereny:
WŁAŚCIWOŚCI:
-C60 jest półprzezroczystym ciałem stałym, w stanie stałym są barwy żółtej,
*półprzewodnikowe i nadprzewodnikowe
*futbolan (C60) nie rozpuszcza się w wodzie ani eterze, ale za to w węglowodach 4 chlorku węgla,
*rozpuszczalny w benzynie jest barwy czerwonej
g = 1,65 g/cm3
*są to struktury zbudowane tylko z atomów węgla, tworząc zamknięte strefy kuliste lub elipsoidalne. (wiele atomów)
*przewodniki, półprzewodniki, nadprzewodniki, smary, włókna sztuczne, farmaceutyki,itp.
4.Alotropia - występowanie tego samego pierwiastka chemicznego w kilku odmianach (w tym samym stanie skupienia) różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi; np. węgiel występuje w postaci 2 odmian krystalicznych: jako diament i grafit, oraz w postaci cząsteczek zwanych fulerenami.
5.Budowa atomu węgla:
-atom ten składa się z jądra, w którym jest 6neutronów i 6 protonów, a wokół jądra krąży 6 elektronów.
-w stanie podstawowym atom węgla ma konfigurację: 1s22s2p2
- Po HYBRYDYZACJI (wymieszaniu) jednego orbitalu ”s” i 3 orbiatlu „p” następuję przeskok orbitali z „2s” na „2p” i powstają 4 nowe orbitale „4sp3”
-Na każdym jest jeden niesmarowany elektron. Powoduje to, że atom węgla mając 4 wolne elektrony jest 4 wartościowy.
6.Chemia organiczna – to chemia związków węgla. Jej rozwój miał początek wraz z odkryciem Friedrich Wóhler, który dokonał przemiany zwanej nieorganiczną (cyjanu amonu) w związek organiczny (mocznik)
[NH4]+[NCO]- ->H2N-C=O-H2N
7.Przyczyną występowania tak wielu związków organicznych jest:
a) KATENCJA, czyli łączenie się atomów węgla ze sobą.
b)możliwość występowania między atomami węgla wiązań podwójnych i potrójnych.
c)możliwość łączenia się atomów węgla z innymi atomami, np.: z wodorem, tlenem, azotem, fosforem.
8.Aby określić budowę zwaną organiczną, należy prowadzić:*analizę jakościową, która pozwoli określić z czego jest zbudowany dany związek:
a)ANALIZA ILOŚCIOWA- która pozwala stwierdzić w jakim stosunku występują pierwiastki w danym związku organicznym.
b) na podstawie tych elementarnych analiz można określić wzór elementarny, związek, a następnie jego wzór rzeczywisty.
9.Wykrywanie pierwiastków w związkach organicznych:
a)WYKRYWANY PIERWIASTEK: Węgiel – METODA OZNACZANIA:
rozkład termiczny badanej subst. OBSERWACJE: wydzielający się CO2 świadczy o obecności węgla CO2+Ca(OH)2 -->CaCO3 \ +H2O
b)Wodór – rozkład termiczny badanej subst. 4H+O2à2H2O; na ścianach probówki pojawiają się para wodna.
c)Azot – ogrzewanie badanej subst. z roztworem NaOH; wydzielający się amoniak NH3 świadczący o obecności azotu.
d)Siarka – ogrzewanie badanej subst. z roztworem NaOH. Zobojętnienie mieszaniny poreakcyjnej kwasem azotowym (V). Dodanie rozpuszczalnika związku ołowiu, np.: Pb(NO3)2
10. Wzór elementarny – (CH2O) analizowanego związku, pokazuje on, że w związku na 1atom węgla przypadają 2 atomy wodoru.
11.wzór rzeczywisty – związek określa faktyczną liczbę atomów w cząsteczce, można go wyznaczyć wykorzystując masę cząsteczkową.
majonezio