Опыт 2, страница 163 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Опыт 2. Действие кислоты на металлы.

Налейте в три пробирки раствор фосфорной кислоты. В одну из пробирок насыпьте немного порошка магния, во вторую поместите гранулы цинка, а в третью – медные стружки. Что вы наблюдаете?

Обратите внимание на интенсивность протекания реакций. Напишите уравнения реакций. Сделайте соответствующие выводы.

1. Какие аллотропные видоизменения углерода вы знаете?

Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде двух или более простых веществ, различных по строению и свойствам. Углерод обладает множеством аллотропных модификаций. Наиболее известные из них:

- Алмаз — самое твёрдое из известных природных веществ, прозрачный кристалл. Атомы углерода в алмазе находятся в $sp^3$-гибридизации и образуют тетраэдрическую структуру.

- Графит — мягкое, тёмно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь. Атомы углерода в $sp^2$-гибридизации образуют слои из гексагональных колец.

- Фуллерены — молекулярные соединения, представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, состоящие из атомов углерода. Наиболее известен фуллерен $C_{60}$, молекула которого похожа на футбольный мяч.

- Карбин — аллотропная модификация, представляющая собой линейный полимер углерода.

- Графен — двумерная аллотропная модификация, состоящая из одного слоя атомов углерода, соединённых в гексагональную решётку.

- Аморфный углерод — углерод, не имеющий упорядоченной кристаллической структуры (например, сажа, древесный уголь, кокс).

Ответ: Основные аллотропные видоизменения углерода — это алмаз, графит, фуллерены, карбин, графен, аморфный углерод.

2. Сколько электронов содержит углерод в этих частицах: C, C⁺², C⁺⁴, C⁻⁴?

Решение

Чтобы определить количество электронов в атоме или ионе, необходимо знать порядковый номер элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева. Порядковый номер углерода (C) — 6. Это означает, что в ядре атома углерода находится 6 протонов (положительных частиц), а вокруг ядра в нейтральном атоме движется 6 электронов (отрицательных частиц).

- Частица $C$ (нейтральный атом углерода) имеет заряд 0. Число электронов равно числу протонов, то есть 6.

- Частица $C^{+2}$ (катион углерода) имеет положительный заряд $+2$. Это означает, что атом отдал 2 электрона. Количество электронов: $6 - 2 = 4$.

- Частица $C^{+4}$ (катион углерода) имеет положительный заряд $+4$. Это означает, что атом отдал 4 электрона. Количество электронов: $6 - 4 = 2$.

- Частица $C^{-4}$ (анион углерода, карбид-ион) имеет отрицательный заряд $-4$. Это означает, что атом принял 4 электрона. Количество электронов: $6 + 4 = 10$.

Ответ: Частица $C$ содержит 6 электронов; $C^{+2}$ содержит 4 электрона; $C^{+4}$ содержит 2 электрона; $C^{-4}$ содержит 10 электронов.

3. Назовите природные соединения углерода.

Углерод образует огромное количество соединений, встречающихся в природе. Их можно условно разделить на неорганические и органические.

Природные неорганические соединения углерода:

- Углекислый газ ($CO_2$), который является частью атмосферы, растворен в природных водах и выделяется при дыхании и вулканической деятельности.

- Карбонаты — соли угольной кислоты. Широко распространены в виде минералов и горных пород: известняк, мел, мрамор (основа — карбонат кальция $CaCO_3$), доломит ($CaMg(CO_3)_2$), сода ($Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$).

Природные органические соединения углерода:

- Ископаемое топливо: нефть (сложная смесь углеводородов), природный газ (главный компонент — метан $CH_4$), каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы.

- Биоорганические соединения, составляющие основу всего живого на Земле: белки, жиры (липиды), углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

Ответ: Природные соединения углерода — это углекислый газ, карбонаты (известняк, мел), ископаемое топливо (нефть, природный газ, уголь), а также все органические вещества, являющиеся основой жизни (белки, жиры, углеводы).