Bài 15: Cacbon

- Vị trí: Ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2

- Cấu hình e: 1s² 2s² 2p²→ Có 4 e lớp ngoài cùng, tạo 4 liên kết cộng hoá trị

- Các số oxi hoá: -4, 0, +2 và +4

Hình 1: Cấu trúc tinh thể của Kim cương, than chì, Fulere và cacbon vô định hình

- Kim cương:

+ Cấu trúc: Tứ diện đều

+ Tính chất vật lý: Trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

+ Ứng dụng: Đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh...

- Than chì:

+ Cấu trúc: Cấu trúc lớp. Các lớp liên kết yếu với nhau

+ Tính chất vật lý: màu xám đen, dẫn điện tốt, mềm, các lớp dễ tách nhau

+ Ứng dụng: Làm điên cực, làm nồi nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bôi trơn, làm bút chì đen

- Cacbon vô định hình:

+ Cấu trúc: Xốp

+ Tính chất vật lý: Khả năng hấp phụ mạnh

+ Ứng dụng: Than cốc dùng làm chất khử trong luyện kim; than hoạt tính dùng trong mặt nạ phòng độc; Than muội dùng làm chất độn cao su, sản xuất  mực in, xi đánh giày...

Cacbon vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hoá

3.1. Tính khử

Tác dụng với oxi

Cacbon cháy trong không khí, toả nhiều nhiệt

C + O₂ → CO₂

Tác dụng với hợp chất

Ở nhiệt độ cao, cacbon khử được nhiều oxit, nhiều chất oxi hoá khác nhau

C + CO₂ → 2CO

C + 4HNO₃ (đặc) → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3C + 2KClO₃ → 2KCl + 3CO₂

C + ZnO → Zn + CO

C + CuO → Cu + CO

Video 1: Cacbon khử Đồng (II) oxit tạo thành CO₂ , khí CO₂ làm đục nước vôi trong

3.2. Tính oxi hoá. Ở nhiệt độ cao

Tác dụng với hiđro

C + H₂ → CH₄

Tác dụng với kim loại

4Al + 3C → Al₄C₃  (Nhôm cacbua)

Ca + 2C → CaC₂ (Canxi cacbua)

Hình 2: Các dạng tồn tại của Cacbon

Hình 3: Sơ đồ tư duy Bài Cacbon

- Vị trí: Ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2

- Cấu hình e: 1s² 2s² 2p²→ Có 4 e lớp ngoài cùng, tạo 4 liên kết cộng hoá trị

- Các số oxi hoá: -4, 0, +2 và +4

Hình 1: Cấu trúc tinh thể của Kim cương, than chì, Fulere và cacbon vô định hình

- Kim cương:

+ Cấu trúc: Tứ diện đều

+ Tính chất vật lý: Trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

+ Ứng dụng: Đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh...

- Than chì:

+ Cấu trúc: Cấu trúc lớp. Các lớp liên kết yếu với nhau

+ Tính chất vật lý: màu xám đen, dẫn điện tốt, mềm, các lớp dễ tách nhau

+ Ứng dụng: Làm điên cực, làm nồi nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bôi trơn, làm bút chì đen

- Cacbon vô định hình:

+ Cấu trúc: Xốp

+ Tính chất vật lý: Khả năng hấp phụ mạnh

+ Ứng dụng: Than cốc dùng làm chất khử trong luyện kim; than hoạt tính dùng trong mặt nạ phòng độc; Than muội dùng làm chất độn cao su, sản xuất  mực in, xi đánh giày...

Cacbon vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hoá

3.1. Tính khử

Tác dụng với oxi

Cacbon cháy trong không khí, toả nhiều nhiệt

C + O₂ → CO₂

Tác dụng với hợp chất

Ở nhiệt độ cao, cacbon khử được nhiều oxit, nhiều chất oxi hoá khác nhau

C + CO₂ → 2CO

C + 4HNO₃ (đặc) → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3C + 2KClO₃ → 2KCl + 3CO₂

C + ZnO → Zn + CO

C + CuO → Cu + CO

Video 1: Cacbon khử Đồng (II) oxit tạo thành CO₂ , khí CO₂ làm đục nước vôi trong

3.2. Tính oxi hoá. Ở nhiệt độ cao

Tác dụng với hiđro

C + H₂ → CH₄

Tác dụng với kim loại

4Al + 3C → Al₄C₃  (Nhôm cacbua)

Ca + 2C → CaC₂ (Canxi cacbua)

Hình 2: Các dạng tồn tại của Cacbon

Hình 3: Sơ đồ tư duy Bài Cacbon