Ch ng ươ
8
NHÓM IV

Nhóm IVA
C – Si
Ge – Sn – PbNHÓM IVA

Gồm các nguyên tố: Cacbon (C), Silic (S)
Germani (Ge), Thiếc (Sn), Chì (Pb)

Cấu hình e hóa trị: ns
2
np
2

Tạo mạch C – C và Si – Si khác nhau: thẳng,
nhánh, vòng.

Tạo liên kết cộng hóa trị.

Số oxi hóa: - 4, + 2, + 4.CACBON
Cấu tạo


Hàm lượng C trong vỏ của đất là 0,14% tổng nguyên tử.

Trong khí quyển còn có một lượng nhỏ đồng vị
14
C được tạo
nên do tia vũ trụ bắn phá N.


là đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 5570 năm. Đồng
vị
14
C có trong khí quyển ở dạng khí CO
2
với nồng độ không
đổi, với chu kỳ bán hủy lớn nên
14
C ở trong khí CO
2
của khí
quyển được phát hiện trong mọi chất có chứa cacbon nằm
cân bằng với khí CO
2
của khí quyển. Khi sinh vật chết thì
ngừng đồng hóa hợp chất
14
C và lượng
14
C giảm xuống do
phân hủy phóng xạ. Xác định hàm lượng còn lại của
14

- Nguyên tử C lai hóa sp
3
, mỗi C liên kết với 4C khác
bằng liên kết cộng hóa trị.
- d
C-C
= 1,545Å; ∠
CCC
= 109
0
28’CACBON
Thù hình

Than chì (Grafit α,β):
- Than chì có tinh thể lục
phương mặt thoi đều có cấu
trúc lớp.
- C ở trạng thái lai hoá sp
2
nên
mỗi C liên kết với 3C khác
trong cùng lớp bằng liên kết
cộng hoá trị, tạo thành lục giác
đều.
∠
CCC
= 120

Thù hình
Cacbin

Là dạng C tổng hợp, bột màu đen chứa 99%C, tinh
thể thuộc hệ lục phương và có kiến trúc mạch thẳng
(= C = C =)n, mỗi nguyên tử C tạo nên 2 liên kết σ
và 2 liên kết π. Độ dài liên kết d
C-C
= 1,28Å (trong
mạch) và giữa các mạch là 2,95Å.

Cacbin là chất bán dẫn, khi đun nóng đến 2300
0
C thì
biến thành than chì.
Fuleren : C
n
(n = 44, 50, 58, 60, 70, 350)

Mới phát hiện năm 1990.Trong đó C
60
đặc biệt, nên
được nghiên cứu nhiều hơn cả. Sáu mươi nguyên
tử C tạo nên các lồng 20 mặt, màu vàng và trong
dung dịch benzen có màu tím. CACBON
Tính chất hoá học


+ Với flo: phản ứng ở 150
0
C
2C
gr
+ nF
2
→ 2CF
n
(n ≤ 1, 12)
+ Với kim loại nóng đỏ, C phản ứng tạo ra cacbua: CaC
2
,
Al
4
C
3
, Mn
3
C, Cu
3
C
2
...
2C + Ca CaC
2
 →
PbC,600
0
 →

+ H
2
O
(hơi)
CO + H
2
C
gr
+ 2H
2
SO
4

đ,n
→ CO
2
+ 2SO
2
+2H
2
O
C
gr
+ 4HNO
3

đ,n
→ CO
2
+ 4NO

+ 2PbO 2Pb + CO
2
 →
−
C
0
1000600
 →
−
C
0
15001300
 →
C
0
1000
 →
C
0
600CACBON
Tính chất hoá học
+ Với O
2
: đồng thời cho nhiều sản phẩm
Trong hệ O
2
+ C

>
C
0
1000
 →
>
C
0
1000
 →
C
0
450CACBONHỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbua

Cacbua hiđrô: (hiđrô cacbon) là hợp chất cộng hoá
trị.
- Cacbua hyđrô đơn giản nhất là metan (CH
4
) có dạng
tứ diện đều, d
C-H
= 1,093Å, µ = 0. Nhờ phân tử đã
bão hoà phối trí và hoá trị nên metan rất trơ về hoá


Tinh thể cacbua ion trong suốt, không màu, không dẫn điện ở
trạng thái khan, ở nhiệt độ thường. Tính chất hoá học đặc
trưng của cacbua là thuỷ phân bằng nước và axit loãng.
- Nhóm cacbua metanit, khi thuỷ phân tạo ra metan: gồm C
4-
. Khi
tương tác với nước, C
4-
bị thuỷ phân mạnh.
C
4-
+ 4H
2
O = 4OH
-
+ CH
4
↑
- Nhóm cacbua axetilenit : khi thuỷ phân tạo ra axetylen
Gồm những cacbua: M
2
C
2
(M: kim loại kiềm, Cu, Ag và Au); MC
2
(M: kim loại kiềm thổ, Zn và Cd); M
2
(C
2

2
, YbC
2
, LuC
2
,
Ce
2
C
3
, PrC
3
và Tb
2
C
3
.
−
2
2
CHỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbua
Cacbua xâm nhập:

Được tạo nên khi một số kim loại chuyển tiếp tương tác với
C
gr

HỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbua
Canxi cacbua (CaC
2
):

CaC
2
tinh khiết là tinh thể không màu thuộc hệ tinh thể tứ
phương (hệ lập phương), trong đó ion Ca
2+
và ion C
2
2-
chiếm
cùng những vị trí như ion Na
+
và Cl
-
trong tinh thể NaCl.

CaC
2
có d = 2,22; T
0
nc
= 2300
0
C. CaC
2

2
H
2

Tương tác với hyđrô :
CaC
2
+ H
2
Ca + C
2
H
2
↑
 →
〉
C2300
0
 →
〉
C2200
0HỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbua
Canxi cacbua (CaC
2
):


2
+ C
gr
Canxi xianamit

Khi đun nóng, CaC
2
có thể khử được oxit kim loại
CaC
2
+ MgO CaO + Mg + 2C
gr
* Điều chế:

CaC
2
tinh khiết được tổng hợp từ nguyên tố ở 900 - 1000
0
C
trong khí quyển Agon (Ar).
 →
−
C900700
0
 →
>
C
0
250
 →

2
2
2
2
2
22
2
2
)()()(
∗∗
<<<=<<
pxpyzpxpzpyss
σπσππσσHỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbon oxit (CO): Tính chất vật lý

CO là khí độc, không màu, không mùi.

T
0
nc
= - 204
0
C; T
0
s
= - 191,5
0
HỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbon oxit (CO): Tính chất hóa học

Ở nhiệt độ thường, CO giống N
2
ở chỗ kém hoạt động nhưng
ở nhiệt độ cao, khác với N
2
, CO có tính khử tăng mạnh.
+ Với hơi nước: CO + H
2
O CO
2
+ H
2
+ Với Oxy : 2CO + O
2
2CO
2
+ Với Cl
2
: CO + Cl
2
2CCl
2
O (photgen)
+ Với oxit kim loại: Fe
2

+ KOH + 4H
2
O 2Cr(OH)
3
↓ + KHCO
3
- CO dễ tạo phức với các nguyên tố d như Fe, Ni, Cr ...
 →
>
32
0
,230 OFeC
 →
CuO/MnO
2
 →
−
PtCC /,250125
0
 →
atmC 15,200
0
→
Ag
 →
HgOHỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbon đioxit (CO

< (σ
pπ
)
2
< (π
y
)
2
= (π
z
)
2
<
(π
y
klk
= π
z
klk
)
4
HỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbon đioxit (CO
2
): Tính chất vật lý

CO

HỢP CHẤT CỦA CACBON
Cacbon đioxit (CO
2
): Tính chất hóa học

Khí CO
2
tan ít trong nước: 1,7 lít CO
2
/lít H
2
O ở 0
0
C.
Khi tan trong nước phần lớn CO
2
ở dưới dạng được
hiđrat hoá và một phần nhỏ tương tác với nước tạo
axit cacbonic.
CO
2

(k)
+ H
2
O  CO
2

(dd)
 H

 →
C
0
2000