Характеристика углерода: решение задачи

Характеристика химического элемента: Углерод 1. Положение в Периодической системе Д. И. Менделеева: Углерод расположен во втором периоде, IV группе, главной подгруппе (А-группе). Символ элемента: \(C\) (лат. Carboneum). Порядковый номер: 6. Относительная атомная масса: \(A_r(C) = 12\). 2. Строение атома: Заряд ядра атома углерода равен \(+6\). В ядре находятся 6 протонов и 6 нейтронов. Вокруг ядра вращаются 6 электронов. Электронная схема распределения электронов по слоям: \(+6C\) )2 )4. Электронная конфигурация: \(1s^2 2s^2 2p^2\). На внешнем энергетическом уровне находится 4 валентных электрона. 3. Возможные степени окисления: Минимальная степень окисления: \(-4\) (например, в метане \(CH_4\)). Максимальная степень окисления: \(+4\) (например, в углекислом газе \(CO_2\)). Также характерна степень окисления \(+2\) (в угарном газе \(CO\)). 4. Свойства простого вещества: Углерод — это неметалл. Для него характерно явление аллотропии. Основные аллотропные модификации: - Алмаз (самое твердое природное вещество, имеет атомную кристаллическую решетку). - Графит (мягкий, проводит электрический ток, имеет слоистую структуру). - Фуллерены, уголь, сажа. 5. Химические свойства: При обычных условиях углерод малоактивен, но при нагревании реагирует со многими веществами. - Горение в кислороде: \[C + O_2 = CO_2\] - Взаимодействие с металлами (образование карбидов): \[Ca + 2C = CaC_2\] - Восстановление металлов из их оксидов (важное промышленное значение): \[CuO + C = Cu + CO\] 6. Нахождение в природе и значение: Углерод является основой жизни на Земле, так как входит в состав всех органических веществ. В свободном виде встречается в виде алмаза и графита. В составе соединений — в виде карбонатов (мел, мрамор, известняк), углекислого газа в атмосфере, а также нефти, угля и природного газа. Россия обладает колоссальными запасами этих природных ресурсов, что обеспечивает энергетическую безопасность страны и её ведущую роль в мировой экономике.