Химические свойства углерода, кремния и их соединений

1. «Химические свойства углерода, кремния и их соединений»

11 класс

2. Положение в Периодической системе

Углерод (С) и кремний (Si) — элементы IVA-группы (14-й группы по
IUPAC).
Углерод: 2-й период, электронная конфигурация — 1s²2s²2p².
Кремний: 3-й период, электронная конфигурация — 1s²2s²2p⁶3s²3p².
Общие черты:
• 4 валентных электрона;
• способны проявлять степени окисления: −4, +2, +4;
• образуют ковалентные соединения.

3. Аллотропные модификации углерода

Углерод существует в нескольких аллотропных формах:
1. Алмаз — тетраэдрическая сетка sp³-гибридизации, самый твёрдый
природный материал.
2. Графит — слоистая структура из гексагональных сеток sp²гибридизации, проводит ток.
3. Карбин — линейные цепи (−C≡C−), полупроводник.
4. Фуллерены (например, C₆₀) — замкнутые сферические или
эллипсоидные молекулы.
5. Графен — одиночный слой графита, высочайшая прочность и
проводимость.
Разная активность: аморфный углерод реагирует легче, чем
кристаллический.

4. Физические свойства кремния

• Кристаллический кремний — серо-стальной цвет, металлический
блеск.
• Полупроводник: электропроводность растёт при нагревании и
освещении.
• Температура плавления: ~1414 °C.
• Не растворяется в воде.
• В природе — в виде SiO₂ (кварц, песок) и силикатов.

5. Окислительные свойства углерода

Углерод окисляет металлы, бор, водород, кремний (при
нагревании):