Дисульфид углерода

ТЕМА 2. СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ IVА ГРУППЫ

План:

1. Соединения углерода и кремния с другими элементами.

1.1. Карбиды.

1.2. Дисульфид углерода.

1.3. Дициан.

1.4. Циановодород

1.5. Силаны

2. Кислоты элементов IVА группы.

2.1. Угольная кислота.

2.2. Кремниевые кислоты.

2.3. Соли угольной и кремниевых кислот.

3. Применение элементов IVА группы и их соединений.

4. Биологическая роль.

Литература:

1. Загальна та біонеорганічна хімія: Підручник для студентів сільськогосподарських спеціальностей вищих аграрних навчальних закладів / О.І. Карнаухов, Д.О. Мельничук, К.О. Чеботько, В.А. Копілевич. – К.: [Фенікс], 2001, - 578 с. [229-237, 260-272].

2. Неорганическая химия (биогенные и абиогенные элементы): Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Егорова. – СПб.: [Издательство «Лань»], 2009. – 320 с.
[127-154].

3. Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.А. Алешин, К.М. Дунаева, А.И. Жиров [и др.]; Под ред.
Ю.Д. Третьякова – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 384 с. [141-154].

4. Хаускрофт К. Современный курс общей химии. В 2-х т. Т.2: Пер. с англ. – М.: [Мир], 2002. – 528 с. [143-153].

Соединения углерода и кремния с другими элементами

Известны соединения углерода с металлами и неметаллами, которые образуются, как правило, при очень высоких температурах более 1000º.

Карбиды

Карбиды, т.е. соединения углерода (находящегося в отрицательной степени окисления) с металлами делятся на ацетилениды и метаниды. Первые из них являются производными ацетилена Н – С ≡ С – Н и их образуют самые активные щелочные и щелочно-земельные металлы. Например, строение ацетиленида натрия можно представить следующим образом:

Na – C ≡ С – Na

В этих соединениях, как и в ацетилене, атомы углерода связаны между собой кратной тройной связью.

В метанидах атомы углерода связаны с атомами металлами устойчивыми одинарными связями. Метаниды содержат углерод в степени окисления (-4). Их образуют, например, алюминий (Al₄C₃) и бериллий (Ве₂С). Оба типа карбидов разлагаются водой и кислотами с образованием ацетилена и метана соответственно:

Na₂C₂ + 2H₂O = 2NaOH + C₂H₂↑

CaC₂ + 2HCl = CaCl₂ + C₂H₂↑

Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃ + 3CH₄↑

Ве₂С + 4HCl = 2ВеCl₂ + CH₄↑

Кремний и бор образуют с углеродом алмазоподобные карбиды SiC (карборунд) и В₄С, имеющие атомные кристаллические решетки. Эти вещества характеризуются высокой твердостью и высокими температурами плавления, химической инертностью, не разлагаются водой, большинством кислот и щелочей.

С фосфором углерод образует карбид состава Р₂С₆ – светло-желтое аморфное вещество, не разлагающееся водой, кислотами и щелочами, но при слабом нагревании легко загорающееся на воздухе.

Дисульфид углерода

СS₂ (сероуглерод) это бесцветная летучая жидкость, плохо растворимая в воде. Он неограниченно смешивается с полярными органическими растворителями. Молекула СS₂ линейная S=C=S.

Это реакционноспособное вещество. Оно легко воспламеняется на воздухе и гидролизуется водяным паром:

СS₂ + 3О₂ = СО₂↑ + 2SО₂↑

СS₂ + 2Н₂О = СО₂↑ + 2Н₂S↑

В окислительно-восстановительных реакциях CS₂ является восстановителем, например:

3CS₂ + 4KMnO₄ + 2KOH_(разб) = 6S↓ + 4MnO₂↓ + 3К₂СО₃ + Н₂О

Дициан

С₂N₂ - дициан или просто циан это бесцветный ядовитый газ с резким запахом, плохо растворимый в холодной воде.

Его молекула имеет линейное строение: N ≡ С – С ≡ N.

Дициан горит на воздухе: С₂N₂ + 2О₂ = 2СО₂ + N₂

Он разлагается горячей водой и кислотами, реагирует со щелочами, например:

С₂N₂ + 4Н₂О = (NН₄)₂С₂О₄

^{оксалат аммония}

C₂N₂ + 3NaOH = NaCN + NaCNO + Н₂О

^{цианид натрия цианат натрия}

Дициан легко реагирует с водородом, образуя циановодород:

C₂N₂ + H₂ = 2НСN