Общая характеристика и свойства

Из множества кислородосодержащих соединений углерода мы рассмотрим лишь СО (угарный газ, т.е. оксид углерода(II)), СО₂ (углекислый газ или оксид углерода(IV)), угольную кислоту и ее соли.

Молекулу угарного газа С формирует в s²p²-состоянии. При образовании же СО₂ атом углерода возбуждается, приобретая sp³-конфигурацию, т.е. имеет четыре неспаренных электрона на четырех орбиталях. Две из них (s- и p_x-) дают две -связи с двумя О, а две другие (p_y- и р_z-) формируют два -перекрывания с р-орбиталями атомов кислорода. Но т.к. гибридизации подвергаются лишь орбитали, участвующие в -связях, то получается sp-гибридизация, а значит, молекула СО₂ линейна (рисю 7) и потому (несмотря на полярность ХС в данной частице) она неполярна.

Тем не менее растворяется в воде гораздо лучше углекислый газ (1 л в 1 л при 15 °С), чем угарный (0, 03 л в 1 л), хотя частица СО полярна. Бó льшая растворимость СО₂ объясняется тем, что его молекулы (в отличие от СО) при обычных условиях химически соединяются с водой, образуя угольную кислоту (отсюда название СО₂ – «углекислый газ»). Однако СО (в отличие от СО₂) при нагревании реагирует с водой по типу ОВР, проявляя восстановительные свойства:

.

Оксид углерода (II) восстанавливает также М из их оксидов (что используется в металлургии):

.