Nguyên tố cacbon có một số trong những dạng thù hình là kim cương, than chì, fuleren, ...Cấu trúc của tinh thể kim cưng cửng (a), tinh thể than chì (b) với fuleren (c) như hình sau:

*

1. Kim cương

- Là hóa học tinh thể trong suốt, không màu, ko dẫn điện, dẫn sức nóng kém.

Bạn đang xem: Số oxi hóa của cacbon

- Có cấu trúc tinh thể nguyên tử cùng cứng nhất trong toàn bộ các chất.

2. Than chì

- Là chất tinh thể màu sắc xám đen.

- Tinh thể than chì có cấu tạo lớp đề xuất mềm.

3. Fuleren

Fuleren gồm những phân tử C60, C70, ... Phân tử C60có cấu tạo hình cầu rỗng, gồm 32 mặt, với 60 đỉnh là 60 nguyên tử cacbon..

Các nhiều loại than điều chế nhân tạo như than gỗ, than xương, than muội, ... được gọi thông thường là cacbon vô định hình, có cấu trúc xốp buộc phải hấp phụ mạnh những chất khí và chất tan trong dung dịch.

II. đặc điểm hóa học

Cacbon vô định hình hoạt động hơn lẫn cả về mặt hóa học. Ở ánh sáng thường cacbon tương đối trơ, khi nấu nóng nó bội nghịch ứng được với rất nhiều chất.

Trong các phản ứng oxi hóa - khử, đơn chất cacbon hoàn toàn có thể tăng hoặc giảm số oxi hóa, vì thế nó thể hiện nay tính khử hoặc tính oxi hóa. Mặc dù nhiên, tính khử vẫn là đặc điểm chủ yếu của cacbon.

1. Tính khử

a. Tính năng với oxi

Cacbon cháy được trong ko khí, phản ứng tỏa các nhiệt, tạo thành CO2và một không nhiều khí CO:

$mathop Climits^0 ext + ext O_2 ext xrightarrowt^o ext mathop Climits^ + 4 O_2$

$mathop Climits^ + 4 O_2 + mathop Climits^0 xrightarrowt^o ext 2mathop Climits^ + 2 O$

b. Chức năng với hợp chất

Ở ánh nắng mặt trời cao, cacbon rất có thể khử được nhiều oxit, phản bội ứng với tương đối nhiều chất oxi hóa khác ví như HNO3, H2SO4đặc, KClO3,...

Thí dụ:$mathop Climits^0 ext + ext 4HNO_3 ext left( đặc ight) ext xrightarrowt^omathop Climits^ + 4 O_2 ext + ext 4NO_2 ext + ext 2H_2O$

2. Tính oxi hóa

a. Tác dụng với hiđro

Ở ánh nắng mặt trời cao và gồm chất xúc tác, C chức năng với khí H2tạo thành khí CH4:

$mathop Climits^0 ext + 2H_2 ext xrightarrowt^o,xtmathop Climits^ - 4 H_4$

b. Tính năng với kim loại

Ở nhiệt độ cao, C chức năng được với một số kim loại tạo thành cacbua kim loại.

Thí dụ: $4Al + 3mathop Climits^0 ext xrightarrowt^oAl_4mathop C_3limits^ - 4 $

nhôm cacbua

III. Ứng dụng

Kim cương được sử dụng làm đồ vật trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, có tác dụng bột mài.

Than chì được sử dụng làm năng lượng điện cực, làm cho nồi để nấu rã các kim loại tổng hợp chịu nhiệt, chế tạo chất bôi trơn, làm cây bút chì đen.

Than cốc được sử dụng làm hóa học khử trong luyện kim, để luyện sắt kẽm kim loại từ quặng.

Than gỗ được dùng để sản xuất thuốc nổ đen, dung dịch pháo, ...

Than hoạt tính có công dụng hấp phụ mạnh được sử dụng trong mặt nạ phòng độc với trong công nghiệp hóa chất.

Than muội được dùng làm chất độn cao su, để cấp dưỡng mực in, xi đánh giầy, ...

IV. Tinh thần tự nhiên

- Trong thiên nhiên kim cưng cửng và than chì là cacbon tự do gần như là tinh khiết.

- Cacbon còn chứa trong các tài nguyên như calcit (đá vôi, đá phấn, đá hoa đều phải có chứa CaCO3), Magiezit (MgCO3). Đolomit (CaCO3, MgCO3);

- Cacbon là thành phần chủ yếu của than mỏ, khí thiên nhiên, dầu mỏ, cơ thể giới sinh vật.

Nước ta gồm mỏ than antraxit mập ở Quảng Ninh, một vài mỏ than nhỏ tuổi hơn nghỉ ngơi Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam, ...

V. Điều chế

Kim cương tự tạo được điều chế bằng cách nung than chì ở khoảng tầm 2000oC, dưới áp suất 50 đến 100 ngàn atmotphe với hóa học xúc tác là sắt, crom tốt niken.

Than chì nhân tạo được điều chế bằng phương pháp nung than cốc ở 2500 - 3000oC trong lò điện, không xuất hiện không khí.

Than cốc được điều chế bằng phương pháp nung than mỡ khoảng chừng 1000oC vào lò cốc, không tồn tại không khí.

Xem thêm: Đề Thi Văn Thpt Quốc Gia 2020 Môn Toán, Đáp Án Đề Thi Thpt Quốc Gia 2020 Môn Văn

Than mỏ được khai quật trực tiếp từ những vỉa than nằm ở các độ sâu khác biệt dưới mặt đất.