Вуглець і вуглецеві матеріали

Якщо ж кисню вистачає, утворюється оксид вуглецю (IV), чи вуглекислий газ:

.

Вуглець реагує із сіркою, утворюючи сірковуглець:

.

При взаємодії вуглецю з металами чи їхніми оксидами утворюються карбіди:

.

У карбідах вуглець має негативний ступінь окиснювання. Карбіди активних металів розкладаються водою:

.

Вуглець - єдиний з хімічних елементів, здатний до утворення стійких просторових структур за рахунок ковалентних зв'язків між його атомами. Хімічні властивості молекул, побудованих цими структурами, в основному визначаються кратністю і просторовим розташуванням зв'язків, тобто фактично видом гібридизації валентних електронів вуглецю.

Алотропні модифікації вуглецю з позиції будови їх монокристалів можуть розглядатися як високомолекулярні члени гомологічних рядів вуглеводнів із гранично низьким вмістом водню. Мова йде про алмаз (зв'язки sp3) як парафіновий, графіт і фулерен (зв'язки sp2) як ароматичні та карбіні (зв'язку sp) як аліфатичний неграничні вуглеводні. Поведінку різних форм вільного вуглецю в хімічних перетвореннях можна порівняти з реакціями їх низькомолекулярних вуглеводних аналогів.

При помірних температурах більшість алотропних модифікацій вуглецю досить інертна по відношенню до хімічних реагентів, однак при високих температурах вони здатні до взаємодії з багатьма речовинами. Найбільш вивченими з цих позицій виявилися реакції взаємодії вуглецю з газами при високій температурі, карбідотвірними елементами і речовинами, здатними давати шаруваті сполуки (інтеркалірований графіт).

Оксиди вуглецю

Оксид вуглецю (II), чи чадний газ.

Оксид вуглецю (II) - це безбарвний отруйний газ, без запаху, погано розчинний у воді . Оксид вуглецю (II) - отрутний газ. Легке отруєння викликає слабість, головний біль, нудоту, блювоту. Це пояснюється тим, що СО, потрапивши в кров, з'єднується з гемоглобіном, у результаті чого останній втрачає здатність приєднувати кисень. Це і приводить до ядухи. СО- оксид несолетвірний.

Молекули CО дуже міцні, оскільки зв'язок між атомами вуглецю і кисню в них потрійний. Механізм утворення такого зв'язку можна зобразити так:

.Два зв'язки в молекулі СО виникають за рахунок двох неспарених електронів у атомів вуглецю і кисню. Третій зв'язок утворюється за донорно-акцепторним механізмом за рахунок неподіленої пари електронів на р-орбіталі вуглецю (акцептор):

.

Але тому що в оксиді вуглецю ступінь окиснювання вуглецю +2, а найбільш стійкою сполукою вуглецю є оксид вуглецю (IV) зі ступенем окиснювання вуглецю +4, то для оксиду вуглецю повинні бути характерні відновні властивості, тобто реакції приєднання кисню. Це властивість оксиду вуглецю використовується при відновленні металів з оксидів: