CHƯƠNG III: NHÓM CACBON
TÓM TẮT LÍ THUYẾT

SƠ LƯỢC VỀ NHÓM IVA:
Nguyên tố
C
Si
Ge
Sn
Pb

Z
6
14
32
50
82

Cấu hình e
ngoài cùng
2s22p2
3s23p2
4s24p2
5s25p2
6s26p2


Phi kim Kim loại
Tính chất đặc trưng:
Từ C ( Pb:
+ Tính oxi hóa giảm, tính khử tăng, tính phi kim giảm, tính kim loại tăng phù hợp với chiều giảm độ âm điện.
+ Số oxi hóa +2 bền dần, số oxi hoá + 4 kém bền dần.
Các hợp chất với O, H:
Với H: CH4 SiH4 GeH4 SnH4 PbH4

Độ bền giảm
Với O:
Số oxi hóa +2 CO SiO GeO SnO PbO
(monooxit)
Số oxi hoá +4 CO2 SiO2 GeO2 SnO2 PbO2
(đioxit)
oxit axit oxit axit oxit oxit oxit
lưỡng tính lưỡng tính lưỡng tính
CACBON:
I- Các dạng thù hình của C
1- Kim cương:
_ Cấu trúc tinh thể nguyên tử, mỗi C liên kết với 4 nguyên tử C khác nằm trên 4 đỉnh của hình tứ diện đều ( C lai hoá sp3).
2- Than chì:
_ Cấu trúc tinh thể nguyên tử, mỗi nguyên tử C liên kết với 3 nguyên tử C khác trong một lớp, nằm trên 3 đỉnh của hình tam giác đều (C lai hoá sp2), mỗi C còn một obitan p chưa lai hoá, xen phủ với nhau bằng liên kết π không định chỗ; các lớp liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu.
3- Fuleren:
_ Gồm cácphân tử C60, C70, .... C60 có cấu trúc hình cầu rỗng gồm 32 mặt với 60 đỉnh là 60 nguyên tử C.
4- Cacbon vô định hình: than gỗ, than xương, than muội, ...
_Thực tế là những dạng vi tinh thể của than chì.
II- Tính chất hóa học: ở nhiệt độ thường: hoạt động hóa học kém ; ở nhiệt độ cao: độ hoạt động hóa học của: C vô định hình > Cthan chì> C kim cương
1- Tính khử:
a-Tác dụng với O2:
C + O2
CO2
Ở nhiệt độ càng cao: CO2 + C
2CO
b-Tác dụng với S: C + 2S(hơi)
CS2
c-Tác dụng với oxit: Khử được nhiều oxit kim loại, phi kim.
H2O + C
CO + H2
SiO2 + 2C
2CO + Si
FeO + C
Fe + CO
d-Tác dụng với các hợp chất có tính oxi hoá khác: (H2SO4 đ, HNO3, KNO3, KClO3, K2Cr2O7 ...)
Vd: 3C + 2KClO3
2KCl + 3CO2(
C + 2H2SO4 đ
CO2(+ 2SO2( + 2H2O
2- Tính oxi hoá:
a-Tác dụng với H2: C + 2H2
CH4
b-Tác dụng với kim loại: tạo cacbua kim loại.
Vd: Ca + 2C
CaC2 (canxi cacbua)
4Al + 3C
Al4C3 (nhôm cacbua)
CÁC OXIT CỦA C:
I- CO: cacbon monooxit
1- Cấu tạo phân tử:
: C = O:
2- Tính chất hóa học: do có liên kết ba bền vững tương tự N2, CO trơ ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao mới hoạt động mạnh.
a-Tính khử: mạnh
_ Tác dụng với O2: cháy cho ngọn lửa màu lam nhạt, tỏa nhiều nhiệt.
2CO + O2
2CO2
_ Tác dụng với Cl2: CO + Cl2 COCl2
(photgen: độc, làm bom hơi ngạt)
_ Tác dụng với oxit:
+ Khử nhiều oxit kim loại (Kim loại thường đứng sau Al)
Vd: CuO + CO
Cu + CO2 Fe2O3 + 3CO
2Fe + 3CO2
b-Tính oxi hoá:
CO + 3H2
CH4 + H2O
II- CO2: cacbon đioxit, khí cacbonic, anhiđrit cacbonic
1- Cấu tạo phân tử:
O = C = O
C lai hoá sp, phân tử có cấu tạo đường thẳng
2-Tính chất hóa học:
a- Là oxit axit:
_ Khi tan trong nước, một phần CO2 tác dụng với nước:
CO2 + H2O H2CO3
Axit cacbonic là axit rất yếu và kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân hủy cho CO2, H2O; là một đi axit:
H2CO3