Алмаз – аллотропная модификация углерода, существующая в природе и полученная искусственным путем. По внешнему виду это прозрачные кристаллы высокой твердости. После обработки природных алмазов получают драгоценный камень – бриллиант. Кристаллическая решетка алмаза имеет тетраэдрическое строение, расстояние между всеми атомами углерода одинаковое, что обусловлено ихsp3-гибридизацией. В кристаллической решетке алмаза отсутствуют свободные электроны, поэтому алмаз не проводит электрического тока. Химическая активность алмаза ниже активности другой аллотропной модификации углерода – графита. Графит – мягкое темно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь. Графит легко измельчается (порошок графита называется сажей). Кристаллическая решетка графита имеет слоистое строение и состоит из слоев правильных шестиугольников, конденсированных по всем сторонам. Атомы углерода в графите находятся в состоянии sp2-гибридизации. В образовании химических связей участвуют три электрона атома углерода, а четвертый электрон остается относительно свободным, что обеспечивает высокую электропроводность графита. Оксид углерода(II), или угарный газ (СО). Газ без цвета, вкуса и запаха, легче воздуха, плохо растворим в воде, токсичен. Термически устойчив. Атомы в молекуле угарного газа связаны двумя видами ковалентной связи: ковалентной полярной и донорно-акцепторной (кислород является донором, углерод – акцептором): По химическим свойствам угарный газ является несолеобразующим оксидом, химически достаточно пассивен. При повышенной температуре оксид углерода(II) взаимодействует с кислородом и оксидами металлов, являясь сильным восстановителем, например: 2CO + O2 CO + MgO 2CO2, Mg + CO2. При пропускании смеси угарного газа и хлора через слой активированного угля можно получить ядовитый газ фосген (химическое оружие, вызывает паралич дыхательных путей): CO + Cl2 COCl2. При нагревании монооксида углерода с водородом в присутствии катализатора при повышенном давлении образуется метиловый спирт: CO + 2H2 CH3OH. При пропускании угарного газа через расплав щелочи при высоком давлении образуется соль муравьиной кислоты, поэтому формально монооксид углерода можно рассматривать как ангидрид муравьиной кислоты: CO + KOH (расплав) HCOOK. Лабораторный метод получения угарного газа – разложение муравьиной кислоты при нагревании в присутствии дегидратирующего агента: HCOOH CO + H2O. Кроме того, угарный газ можно получить неполным сжиганием кокса или восстановлением углекислого газа раскаленным коксом (t > 1000 °С): 2C + O2 2CO, CO2 + С 2CO. Оксид углерода(IV), или углекислый газ (СО2). Газ без цвета, вкуса и запаха, тяжелее воздуха, растворим в воде (88 объемов углекислого газа в 100 объемах воды), не поддерживает горения и дыхания (правда, в атмосфере углекислого газа могут гореть некоторые активные металлы, отнимая кислород, например магний): CO2 + 2Mg 2MgO + C. В молекуле CO2 атом углерода образует две -связи c атомами кислорода. В образовании связей принимают участие две гибридные sp-орбитали. Поэтому молекула углекислого газа имеет линейное строение, неполярна: В химическом отношении диоксид углерода проявляет все свойства кислотного оксида: CO2 + H2O H2CO3, CO2 + CaO CaCO3, CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O или CO2 + NaOH = NaHCO3. Качественная реакция на углекислый газ – пропускание его через известковую или баритовую воду: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O, аналогично протекает реакция с Ba(OH)2. Углекислый газ можно получить разложением известняка: CaCO3 CaO + CO2 , действием на карбонаты металлов растворами сильных минеральных кислот: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 при полном сжигании кокса: C + O2 CO2. ,