Cacbon (C): tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

I. Định nghĩa

   - Cacbon là một phi kim

   - Kí hiệu: C

   - Cấu hình electron: 1s²2s²2p²

   - Số hiệu nguyên tử: Z = 6

   - Khối lượng nguyên tử: 12

   - Vị trí trong bảng tuần hoàn:

   + Ô, nhóm: ô số 6, nhóm IVA

   + Chu kì: 2

   - Đồng vị: Cacbon có 2 đồng vị bền là ¹²₆C và ¹³₆C

   - Độ âm điện: 2,55

II. Tính chất hóa học (xét với cacbon vô định hình)

   Nhận xét:

   - Độ hoạt động hóa học: kim cương < than chì < cacbon vô định hình

   - C là chất vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa

1. Tính khử

a. Khử oxi

   Cacbon khử oxi khi đun nóng: 

   Ở nhiệt độ cao: 

b. Khử oxit kim loại

   - C khử oxit kim loại yếu, trung bình (ZnO → CuO)

    2ZnO + C  2Zn + CO₂

   2CuO + C  2Cu + CO₂

   - C khử được một số oxit kim loại mạnh

   CaO + 3C  CaC₂ + CO

c. Khử nước

   C + H₂O  CO₂ + H ₂ ↑

    CO₂ + C  2CO

d. Khử một số hợp chất có tính oxi hóa mạnh

III. Tính chất vật lí & nhận biết

   - Nguyên tố C có nhiều dạng thù hình như: kim cương, than chì, fluleren

   - Than gỗ, than xương, than muội, than cốc là than nhân tạo, cacbon vô định hình, là một dạng đặc biệt của than chì.

   - Than đỗ, than xương: xốp, nhẹ vì có các lỗ nhỏ li ti, có khả năng hấp phụ khí, chất tan trong dung dịch → than hoạt tính: lọc nước, khí,…

IV. Trạng thái tự nhiên

   - Trong tự nhiên, nguyên tố C có ở dạng

   + Đơn chất: kim cương, than chì (graphit)

   + Hợp chất: cơ thể sống, vỏ trái đất (đá vôi - CaCO₃ , đolomit - CaCO₃.MgCO₃ , dầu mỏ, khí đốt – các hiđrocacbon ),…

V. Điều chế

   CH₄  Than muội (C) + 2H₂

   Gỗ  Than gỗ (C)

VI. Ứng dụng

VII. Các hợp chất quan trọng của cacbon

   - Cacbon monooxit (CO)

   - Cacbon đioxit ( CO₂)

   - H₂CO₃ , muối cacbonat.