67100 Picture3 (2)

1)1)

I.IN. 5. Wyglowco

Do węglowców należą węgiel ((’), krzem (Si), german (Ge), cyna (Sn) i ołów (IM)). Węgiel jest niemetalem, krzem i german są uważane za półmetale, ,i cyna i ołów są metalami. Mogą występować jako czterowartościowe (np. Sn, Pb). Węgiel i jego związki występują w przyrodzie. Liczba związków węgla (chemia organiczna) przewyższa liczbę związków innych pierwiastków. Krzem występnie w krzemianach - materiale, z którego zbudowana jest skorupa ziemska. (ierman jest mało rozpowszechniony, występuje w germanicie Cu3(Ge,Fe)S,(. Najbardziej znanym minerałem cyny jest kasyteryt Sn0₂, a ołowiu galena PbS.

Węgiel

Węgiel wchodzi w skład organizmów żywych, występuje w ropie naftowej, węglach kopalnych (węgiel kamienny, brunatny, torf). W stanie wolnym występuje w diamencie, graficie i sadzy. Diament jest czystym węglem krystalicznym i bardzo twardym materiałem (po oszlifowaniu otrzymuje się brylanty). Grafit jest miękkim materiałem, dobrze przewodzącym prąd elektryczny i ciepło, /mieszany z gliną daje materiał do wyrobu tygli do topienia metali. Służy do wyrobu ołówków i elektrod, znajduje zastosowanie w technice jądrowej. Sadza zawiera węgiel rozdrobniony. Powstaje podczas spalania związków węgla przy niedomiarze tlenu. Służy do wyrobu tuszu, farb i kauczuku. W praktyce zastosowanie znajduje węgiel drzewny, otrzymywany przez prażenie drewna bez dostępu powietrza, węgiel kostny, produkt zwęglania kości, krwi i cukru, a także koks otrzymywany w drodze suchej destylacji węgla kamiennego.

Liczne związki węgla stanowią przedmiot chemii organicznej. Do połączeń nieorganicznych węgla zalicza się tlenek węgla CO (gaz. trujący, czad) - składnik gazu wodnego i generatorowego, dwutlenek węgla C0₂ (gaz) - produkt całkowitego utleniania węgla. C0₂ jest bezwodnikiem bardzo słabego kwasu węglowego f-LCOj. Znanymi solami tego kwasu jest węglan sodu Na₂CC>3 (sodą) oraz wodorowęglan sodu NaHC0₃ (soda oczyszczona). Zestalony C0₂ wykorzystuje się jako suchy lód. Jego roztwory w alkoholu, acetonie czy w' eterze służą jako silne środki oziębiające. Węgiel i tlenek węgla wykorzystywane są do redukcji tlenków metali w metodzie hutniczej. Dwusiarczek węgla CS₂ stosowany jest jako rozpuszczalnik siarki, fosforu, jodu, bromu, tłuszczów, wosków, kauczuku. Z tlenem tw'orzy mieszaninę wybuchową. Cyjanowodór HCN, zwany kwasem pruskim, jest bardzo silną trucizną. Solc tego kwasu - cyjanki, np. KCN, są również silnymi truciznami; mają zapach gorzkich migdałów. Jony cyjankowe CN są silnymi Ugandami, tworząjony kompleksowe z jonami metali, jak np. [Fe(CN)₆]⁴" (jon heksacyjanożelazianowy (II)) lub [Fe(CN)₆J^3_ (jon heksacyja-nożelazianowy (III)).

Węgiel tworzy węgliki / pierwiastkami o niższej od niego elektroiijcmno .ę| Najbardziej znany jest węglik wapnia CaC₂, zwany karbidem, który reaguje gwałtownie z wodą, dając acetylen.

CaC₂ + 2 IliO C₂H₂ + Ca(OH)₂.

Krzem

Krzem jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie i występuje tylko w sta nie związanym, w krzemianach i glinokrzemianach. Praktyczne znaczenie zwią ków krzemu jest ogromne, ze względu na szeroką skalę ich przydatności krzem polepsza właściwości mechaniczne i zwiększa odporność na korozję stopów z. żelazem, stalą i glinem. Z metalami tworzy krzemki.

Z wodorem tworzy silany (w przyrodzie nie występują). Mają one analo giczną strukturę do węglowodorów nasyconych Si„H₂„+2. Najprostszym jest mu nosilan SiH₄ (gaz), następnym homologiem jest disiian Sblk, (gaz). Są bardzo trwałe, odporne na działanie chemikaliów, wilgoci, niskich i wysokich tempe ratur. Wyższe krzemowodory są cieczami. Wszystkie reagują gwałtownie / lh nem oraz chlorowcami, a także łatwo hydrolizują w obecności alkaliów . Pozna ne zostały siloksany, np. H₃Si —O —SiH₃, z których przez zastąpienie atomów wodoru rodnikami alkilowymi lub arylowymi otrzymuje się silikony związki mało aktywne chemicznie. Silikony służą do wyrobu smarów, izolacji clektryi z nych, lakierów, kauczuków, do impregnacji tkanin, jako zabezpieczenie przed korozją i wilgocią.

Krzem tworzy związki z fluorowcami. Szczególne znaczenie ma c/.leio fluorek krzemu SiF₄ - gaz powstający w reakcji:

Si0₂ + 4 HF = SiF₄ + 2 H₂0.

Fluorowodór rozkłada w ten sposób krzemiany.

Dwutlenek krzemu Si0₂ jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie (ok 26% skorupy ziemskiej). W skorupie ziemskiej stanowi podstawowy składnik krzemianów. Najczęściej występuje jako kwarc, a także jako kryształ górski ametyst, opal. W postaci bezpostaciowej występuje jako ziemia okrzemkowa, która jest dobrym absorbentem. Pochodnymi Si0₂ są kwasy krzemowe: orlo-krzemowy H₄Si0₄, ulegający łatwo kondensacji do kwasów polikrzemowycli. oraz metakrzemowy łFSiO;, i metadwukrzemowy H2Si₂0s. Z mieszaniny poIi kwasów- otrzymuje się żel krzemionkowy .v Si0₂ • y H?0, który znajduje szerokie zastosowanie jako adsorbent. Sole kwasów' krzemowych występują w postaci krzemianów, bardzo rozpowszechnionych w przyrodzie. Należą do nich orlo

n

krzemiany o ogólnym wzorze Me₂Si0₄, np. Mg₂Si0₄, Fe₂Si0₄ wchodzące w skład minerałów (diwńn, polikrzemiany np. o anionach [Si₄0_]2]⁸ , [Si_xO-₄1