Lý thuyết Cacbon

Lý thuyết Cacbon được Khoahoc biên soạn là toàn bộ lý thuyết hóa bài cacbon hóa 11. Hy vọng giúp ích cho bạn học trong quá trình học tập cũng như rèn luyện củng cố kiến thức. 

I. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử

Cấu hình electron của nguyên tử cacbon:1s²2s²2p²

Cacbon ở ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2 tuần bảng tuần hoàn.

Các số oxi hóa của cacbon: -4, 0, +2 và +4.

II. Tính chất vật lí

Nguyên tố cacbon có một số dạng thù hình là kim cương, than chì, fuleren,...

Có tính chất vật lí khác nhau:

1. Kim cương

Là chất tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém.

Thuộc tinh thể nguyên tử, có cấu trúc tứ diện.

2. Than chì

Là chất tinh thể màu xám đen, mềm, khi vạch trên giấy nó để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể.

Có cấu trúc lớp.

3. Fuleren

Gồm các phân tử C₆₀, C₇₀,…

C₆₀ có cấu trúc hình cầu rỗng, gồm 32 mặt, 60 đỉnh.

III. Tính chất hóa học

Ở nhiệt độ thường cacbon khá trơ, còn khi đun nóng nó phản ứng được với nhiều chất.

Các số oxi hóa của cacbon là -4; 0, +2, +4 nên có tính oxi hóa và tính khử

1. Tính khử

1.1 Tác dụng với oxi

Phản ứng tỏa nhiều nhiệt

C + O₂ CO₂

Ở nhiệt độ cao khử được CO₂:

CO₂ + C 2CO

Khi đốt cháy cacbon trong không khí ngoài khí CO₂ còn có một ít khí CO.

1.2. Tác dụng với hợp chất

Ở nhiệt độ cao cacbon có thể khử được nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hóa khác nhau như: HNO₃, H₂SO₄ (đặc), KClO₃,…

Thí dụ: 

C + ZnO Zn + CO

C + 4HNO₃ đặc CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O 

2. Tính oxi hóa

2.1. Tác dụng với hiđro

C tác dụng với khí H₂ tạo thành CH₄ 

C + 2H₂ CH₄ 

2.2. Tác dụng với kim loại

Cabon + một số kim loại cacbua kim loại 

4Al + 3C Al₄C₃

IV. Ứng dụng

• Kim cương được dùng làm đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, làm bột mày.
• Than chì được dùng làm điện cự, làm nồi để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt,chế tạo chất bôi trơn, làm bút chì đen.
• Than cốc được dùng làm chất khử trong luyên kim, để luyện kim loại từ quặng.
• Than gỗ được dùng để chế tạo thuốc nổ đen, thuốc pháo,…
• Than muội được dùng làm chất độn cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giầy,…

V. Trạng thái tự nhiên

Kim cương, than chì tồn tại ở dạng tự do gần như tinh khiết

Cacbon có trong khoáng vật như canxit, magiezit, thành phần chính của than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên.