Какое свойство углерода используется в противогазе?

Углерод, его положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строение атома, аллотропные видоизменения углерода. Оксиды углерода.

В периодической таблице химических элементов углерод (С) расположен во втором периоде, в IV группе главной подгруппы.

Рассказ о строении атома углерода следует начать с изображения распределения электронов по электронным слоям:

По желанию учащийся может дополнить свой ответ информацией, приведя состав, графическую схему и электронную формулу атома углерода:

Углерод (С) — неметалл. Возможные степени окисления: -4; 0; +2; +4. Формулы высшего оксида и гидроксида: СО2 и Н2СО3. Оба соединения проявляют кислотные свойства.

При освещении вопроса о нахождении углерода в природе и характеристике физических свойств углерода следует остановиться на явлении адсорбции (поглощение одного вещества поверхностью другого) . Вещество, на поверхности которого происходит поглощение, называется адсорбентом. Вследствие большой пористости древесный уголь является хорошим адсорбентом, т. е поглощать своей поверхностью большие порции веществ (например, газов) . Это свойство угля используется в медицине (активированный уголь) , на этом основано использование угля в противогазах.

Среди аллотропных модификаций следует рассмотреть алмаз и графит . Следует отметить, что различие физических свойств алмаза и графита обусловлено строением их кристаллических решеток. Необходимо показать, что графит и алмаз превращаются друг в друга, при этом целесообразно воспользоваться схемой:

О других видоизменениях углерода (карбин, фулле-рен) ученик может рассказать по желанию.

Рассказ о химических свойствах углерода можно начать с анализа строения атома. Наличие четырех электронов на внешнем электронном слое (валентных электронов) предполагает возможность как принятия, так и отдачи этих электронов. Из этого следует, что углерод по химическим свойствам может быть: а) окислителем (например, в реакциях с металлами и водородом) :

Эта реакция играет важную роль в металлургии (получение чистых металлов) .

Далее следует перейти к сравнительной характеристике двух оксидов, образуемых углеродом: оксид углерода (II) и оксид углерода (IV). Для удобства ответ можно представить в виде таблицы.

Оба оксида имеют важное значение: СО — в металлургии, получение метилового спирта; СО2 — в процессе фотосинтеза, получение мочевины (удобрения) . Оба являются составной частью круговорота углерода в природе.

Процесс адсорбции (поглощение вредных веществ на поверхности угля)