Аллотропные модификации углерода

Аллотропные модификации кислорода

Кислород	Озон
1. Строение
О₂ О=О	О₃ О О О
2. Физические свойства
Газ без цвета и запаха, мало растворим в воде. Не задерживает ультрафиолетовые лучи.	Газ светло-синего цвета, с характерным запахом, хорошо растворим в воде. Задерживает ультрафиолетовые лучи.
3. Нахождение в природе
В воздухе: 21% по объему. В растворенном виде содержится в воде, входит в состав почвы. Образуется в процессе фотосинтеза.	Содержится в воздухе в незначительных количествах, максимальная концентрация на высоте 20-25 км, где озон образует слой, защищающий Землю от УФ-излучения. Образуется во время грозы.
4. Биологическое значение
Не ядовит, не бактерициден, необходим для дыхания аэробных организмов.	Сильно раздражает глаза и дыхательные пути. Ядовит. При концентрации в воздухе выше 1% - смертельно опасен. Бактерициден.
5. Химические свойства
Сильный окислитель. Взаимодействует со всеми металлами, кроме платиновых, и неметаллами, кроме галогенов. Реагирует со сложными веществами, образуя оксиды тех элементов, из которых построено сложное вещество.	Еще более сильный окислитель. Окисляет золото и платину. Ацетон самовоспламеняется. Резина становится хрупкой.
6. Применение
Применяется в больницах и для очистки сточных вод. Необходим для реакций горения, в том числе для сгорания топлива в двигателях.	Обеззараживание воды, отбеливание тканей, дезодорирование продуктов питания.

Аллотропные модификации углерода

Атом углерода содержит на внешнем энергетическом уровне четыре электрона и занимает в Периодической системе химических элементов промежуточное положение. Следовательно, атомы углерода могут проявлять окислительные свойства, принимая четыре недостающих до завершения уровня электрона, проявляя при этом степень окисления – 4, или отдавать четыре электрона, проявляя при этом степень окисления + 4.

Алмаз	Графит	Карбин
Бесцветные прозрачные кристал- лы. Кристалл алмаза имеет трех-мерный каркас: каждый атом уг-лерода находится на равном рас-стоянии от четырех соседних уг-леродных атомов, расположен-ных в вершинах тетраэдра под углом 109°28’. Такая структура определяет необычайную твер-дость (10 по шкале твердости -максимальная твердость среди природных веществ), обладает высокой лучепреломляющей спо-собностью, хорошо проводит тепло. Алмаз имеет атомную кри-сталлическую решетку. Отсутст-вие в кристаллической решетке свободных электронов обеспечи-вает диэлектрические свойства. Именно твердостью алмаза обус-ловлено его применение в техни-ке для изготовления сверл, буров, шлифовальных инструментов, резки стекла, металлов. Алмаз-ный порошок применяют для огранки и полировки драгоцен-ных камней. Прозрачные, огра-ненные образцы алмаза – брил-лианты – сильно преломляют свет (“играют”) и используются в качестве ювелирных изделий.	Мягкое, темно-серое вещест-во, с металлическим блес-ком, имеет слоистую струк-туру. Кристаллическая реше-тка имеет слоистое строение. Атомы углерода образуют плоские слои, состоящие из шестиугольников, которые соединены между собой ребрами. Каждый атом углерода соединен с тремя соседними атомами (угол 120°) ковалентными σ-связя-ми в той же плоскости. Чет-вертый электрон является относительно свободным и осуществляет связь между слоями. Этим обусловлены такие свойства графита, как металлический блеск и элек-тропроводность. Слои в кри-сталле связаны слабыми межмолекулярными связями, в результате чего даже при слабой нагрузке возникает скольжение между слоями, графит расслаивается. Этим обстоятельством обусловле-но изготовление красок, сма-зки на основе графитового порошка. В электрохимичес-кой промышленности графи-товые стержни используют в качестве электродов, графи-товые тигли (изготавливают из смеси с глиной) служат для выплавки металлов, а блоки из особо чистого гра-фита – для создания ядерных реакторов.	Мелкокристаллическая разно-видность углерода был обна-ружен в природном графите. Это порошок черного цвета с включениями более крупных кристаллов со стеклянным блеском. Кристаллы состоят из цепочек углеродных ато-мов, соединенных чередую-щимися одинарными и трой-ными связями (т.е. углерод в sp-гибридизации). По твердо-сти карбин превосходит гра-фит, но значительно уступает алмазу. Является полупровод-ником. Установлено, что кар-бин образуется при возгонке графита при температуре 2000°С и низком давлении.

Задания

Вариант 1 1. Подготовить сообщение: а) об аллотропных модификациях серы; б) о фуллерене.

Вариант 2 1. Подготовить сообщение: а) об аллотропных модификациях фосфора; б) о нанотрубках.