ГДЗ по химии 9 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 104

Учебник по химии 9 класс Габриелян, Остроумов 2025 год

Тип: ГДЗ, Решебник.
Авторы: Габриелян О. С., Остроумов И. Г., Сладков С. А.
Часть: без частей.
Год: 2026.

Серия: Школа России.
Издательство: Просвещение.

§ 20. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ IVA-ГРУППЫ. УГЛЕРОД

Будучи неметаллом, углерод способен проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Какие химические свойства углерода подтверждают этот вывод?

Ответ:

   Восстановительные свойства углерод проявляет и в реакциях со сложными веществами-окислителями:

      C + H₂SO₄ = CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

   Практическое значение имеет использование кокса в качестве восстановителя в металлургии:

      C + ZnO = CO + Zn

   Окислительные свойства. При нагревании углерод взаимодействует с металлами. Образующиеся вещества носят общее название карбиды. Спекание кокса с алюминием приводит к получению карбида алюминия:

      4Al⁰ + 3C⁰ = Al₄⁺³C₃⁻⁴

   Углерод выступает в роли окислителя и при взаимодействии с неметаллами, имеющими меньшее значение электроотрицательности. Так, при прокаливании смеси углерода с кремнием получают карбид кремния, или карборунд:

      Si + C = Si⁺⁴C⁻⁴

   При взаимодействии с водородом углерод также проявляет окислительные свойства:

      C + 2H₂ = C⁻⁴H₄⁺¹

   Элементы IVA-группы содержат на внешнем энергетическом уровне атомов четыре электрона. Для создания устойчивой электронной оболочки соответствующего благородного газа атомы этих элементов должны либо отдать четыре электрона, либо присоединить ровно столько же. Склонность элементов подгруппы углерода к отдаче или присоединению электронов определяется радиусом их атомов. Углерод и кремний, имеющие небольшие радиусы атомов, относятся к неметаллам. Олово и свинец, радиусы атомов которых больше, — элементы-металлы. Германий сочетает свойства элемента-металла и элемента-неметалла.
   Максимальная степень окисления атомов элементов IVA-группы +4, все они образуют высшие оксиды состава ЭО₂. Минимальную степень окисления −4 могут принимать только углерод и кремний.
   Рассмотрим более подробно углерод.
   Строение атома углерода. Строение электронной оболочки атома углерода:

      ₆C  2ē,  4ē

   Углерод в природе. В свободном состоянии углерод встречается на Земле в виде алмаза и графита. В виде соединений углерод входит в состав природного газа, нефти, горючих сланцев и карбонатных минералов, а также органических веществ. Оксид углерода(IV) — углекислый газ — содержится в атмосфере планеты, а в растворенном виде — в природных водах. Углекислый газ играет важную роль в круговороте углерода в природе. Растения и некоторые бактерии поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза; все живые организмы выделяют его в результате дыхания. Кроме того, углекислый газ в больших количествах попадает в атмосферу как продукт сжигания практически всех видов топлива. Углекислый газ, растворенный в водах Мирового океана, усваивается моллюсками и простейшими, а после их гибели в виде карбонатных отложений углерод вновь попадает в литосферу.
   Считают, что повышение содержания углекислого газа в атмосфере приводит к так называемому парниковому эффекту (см. § 38).