PLAN.
1. IV A yarımqrup elementlərin ümumi xarakterizəsi.
2. Karbon, xarakterizəsi, təbiətdə yayılması və təbii birləşmələri.
3. Karbonun allotropik şəkildəyişməsi.
4. Karbonun xassələri.
5. Karbon oksidləri.
6. Karbonat turşusu, duzları.
7. Silisium, xarakterizəsi, təbiətdə yayılması və təbii birləşmələri.
8. Silisiumun alınması
9. Silisiumun allotropik şəkildəyişməsi.
10. Silisiumun xassələri.
11. Silisium oksidləri.
12. Silikat turşusu, onun mühüm duzları.
ƏDƏBİYYAT
1. Ş. Musayev və b. Ümumi kimya. I hissə. “Maarif” nəşr, Bakı. 1999.
2. Ə. Əliyev və b. Ümumi və qeyri-üzvi kimya. “Maarif” nəşr, Bakı.
1997.
3. Z. Qarayev. Qeyri-üzvi kimya. “Maarif”, nəşr, Bakı. 1993.
4. Kimya vəsaiti. Bakı. 1993.
5. R. Mustafayev, L. Quliyeva. Qeyri-üzvi birləşmələrin kimyəvi
xassələri. Bakı. 2015.
6. V. Abbаsоv və b., Kimyа. Bакı, 2015.
7. V. Abbasov və b., Ümumi kimyanın əsasları. bakı, 2010.
8. I. U. Lətifov və b. «Kimya». Bakı, 2003.
KARBON.
IV qrupun əsas yarımqrup elementlərinə daxildir: C, Si, Ge, Sn, Pb .
Bunların xarici elektron təbəqəsində 4 elektron yerləşir. Ona görə 4 elektron alıb-verməklə -4 və +4 oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər.
Atom çəkiləri artdıqca, onların 4 valentli birləşmələrinin davamlılığı azalır, 2 valentli birləşmələrinin davamlılığı isə artır. Bu isə yarımqrupda həmin istiqamətdə metallıq xassəsinin artması ilə izah olunur.
Karbonun sıra nömrəsi 6, atom kütləsi 12 k. v.-dır, qeyri-metaldır.
C-nun xarici elektron təbəqəsində 4 elektron yerləşir ki, s2p2 konfiqurasiyaya malikdir. Karbona təbiətdə həm sərbəst, həm də birləşmələr şəklində rast gəlinir. Sərbəst karbona almaz, qrafit, karbin, polikumulen , amorf karbon şəklində təsadüf edilir.
Təbiətdə geniş yayılmış əhəng daşı, mərmər, təbaşir ( CaCO3), maqnezit- MgCO3, dolomit – MgCO3· CaCO3, dəmir şpatı və ya siderit – FeCO3 və malaxit (CuOH)2CO3 kimi karbonatların da tərkibinə daxildir.
Karbon, almaz, qrafit, karbin və polikumulendən ibarət allotropik şəkildəyişmələr əmələ gəlir.
Almaz─ rəngsizdir, şəffafdır, x/s-si 3,5 –dir. Bütün maddələrin ən bərkidir. (Moos şkalasında 10-cu yerdə durur). Onun şüşəni kəsmək və süxurları qazmaq üçün alətlərdə tətbiq edilməsi də bu xassəsinə əsaslanır. Cilalanmış almaz brilliant adlanır. Almazın çox bərk olması onun kristallarının kristal qəfəsindəki hər bir karbon atomu kovalent rabitə ilə ondan bərabər məsafədə yerləşən və müntəzəm tetraedrin bucaqlarında olan 4 başqa karbon atomu ilə birləşməsidir.
Qrafit─ Tünd boz rəngli, almazdan yumşaq, qeyri şəffaf kristal maddədir. Qrafit almazdan fərqli olaraq elektriki və istiliyi yaxşı keçirir.
Karbon metallarla qarşılıqlı reaksiyaya girir və nəticədə karbidlər əmələ gəlir.
4Al + 3C = Al4C3
Ca + 2C = CaC2
Karbidlər su və ya turşularla reaksiyaya girir, nəticədə asetilen və metan əmələ gəlir:
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
Al4C3 +12HCl = 4AlCl3 + 3CH4
Metal karbidlərini metal oksidləri ilə karbonun təsirindən də almaq olar.
CaO + C = 3CaC2 +CO
Karbon oksidləri
Karbon -2- oksid (dəm qazı) rəngsiz, zəhərləyici qazdır.
Suda çox az həll olur. Karbon -2- oksid göy alovla yanır, nəticədə karbon 4-oksid əmələ gətirir.
Karbon 2- oksid yalnız O2-ni deyil, habelə başqa qeyri-metalları, məsələn, xloru da özünə birləşdirə bilir.
CO + Cl2 = COCl2 (fosgen) .
Karbon 2- oksid qüvvətli reduksiyaedicidir. Ona görə də o, metal oksidlərindən sərbəst metal alınması üçün işlədilir:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Karbonun hava azlığı şəraitində yanmasından dəm qazı əmələ gəlir.
2C + O2 = 2CO
Karbon 4-oksid (karbon qazı) ─ rəngsiz qazdır. 1 həcm suda adi temperaturda 1 həcmə yaxın CO2 həll olur.
CO2 ─ 60 atm. qədər təzyiq altında, adi temperaturda maye halına keçir. Maye CO2 polad balonlarda saxlanılır və şiddətli soyudulmada qar kimi mayeyə çevrilir. Bərk preslənmiş CO2 “quru buz “ adlanır.
Karbon 4-oksid yalnız suda məhlulda mövcud olan karbonat turşusunun (H2CO3) anhidrididir.
Sənayedə soda istehsalında, şəkər sənayesində, mədən sularının hazırlığında işlədilir. Bundan başqa CO2 yanğın söndürməkdə işlədilir.
Karbonat turşusu, onun duzları.
H2CO3 turşusu yalnız məhlulda ola bilir.
Karbon qazı suda az həll olur və karbonat turşusunu əmələ gətirir. H2CO3 davamsız olduğu üçün asanlıqla su və karbon qazına parçalanır. H2CO3 turşusu 2 əsaslı olduğu üçün mərhələlərlə dissosiasiya edir:
Beləliklə, H2CO3 turşusu normal, turş duzlar (karbonatlar və hidrokarbonatlar) əmələ gətirir.
H2CO3 turşusunun duzlarını karbon 4-oksidlə qələvilərin qarşılıqlı təsirindən almaq olar:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 = ↓ CaCO3 + H2O
Qələvi-torpaq metalların H2CO3 turşusu ilə əmələ gətirdiyi normal duzlar suda pis, turş duzlar isə yaxşı həll olur. CaCO3, su və CO2 ilə qarşılıqlı təsirdə olaraq Ca(HCO3)2 əmələ gətirir:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
H2CO3 turşusunun hər hansı bir duzuna turşularla təsir etdikdə CO2 ayrılır:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
Ayrılan CO2-ni əhəng suyuna buraxdıqda CaCO3 əmələ gəlməsi hesabına məhlulda ağ rəngli bulantı alınır:
Ca(OH)2 + CO2 =↓CaCO3 + H2O
Alınan çöküntü qazın artığında həll olur:
CaCO3 +H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
Bu reaksiyalar karbonat ionu üçün keyfiyyət reaksiyaları hesab olunur. Bütün karbonatlar qızdırıldıqda metal oksidi və CO2-ə parçalanır:
ZnCO3 = ZnO + CO2
CaCO3 = CaO + CO2
H2CO3 turşusunun duzlarından Na2CO3 · 10H2O (soda) kimya sənayesinin əsas məhsullarından biridir.
SODANI SULFAT VƏ AMMONYAK ÜSULU ILƏ ALIRLAR.
1. 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl
Na2SO4 + CaCO3 = Na2CO3 + CaSO4
Ammonyak üsulu :
2. CaCO3 = CO2 + CaO
NH3 + CO2 + H2O = NH4 HCO3
NH4HCO3 + NaCl = NH4Cl + NaHCO3
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O
NaHCO3 və ya çay sodası ağ maddədir, tibbdə, çörək bişirmədə, qənnadı işlərində, yanğınsöndürmədə işlədilir.
K2CO3 və ya potaş çoxlu miqdarda bitki külündə olur. Onu, kalium-hidroksid məhlulunu CO2 ilə doyuzdurmaqla almaq olar:
2KOH + CO2 + H2O = K2CO3 + H2O
SILISIUM
Karbonun ən yaxın analoqu silisiumdur. Si dövri sistemin IV qrupunun əsas yarımqrupunda yerləşir. Kimyəvi işarəsi Si, sıra №-si 14, atom kütləsi 28 olan qeyri metaldır. Silisium ilk dəfə 1823-cü ildə isveç kimyaçısı Bertselius tərəfindən alınmışdır.
Silisium yer qabığını əmələgətirən mineralların əsas və mühüm elementidir. SiO2 ─ qum, Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O─gil, K2O · Al2O3 · 6SiO2 ─ çöl şpatı və bir çox başqa mineralların tərkibinə daxildir.
Si birləşmələri bəzi bitkilərdə, heyvanların dırnaqlarında, quşların lələklərində olur.
Alınması.
Sənayedə sərbəst Si, SiO2-in yüksək temperaturda kömürlə reduksiyasından alınır:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
Laboratoriyada Si, SiO2-nin metal Mg-la birlikdə qızdırılmasından alınır:
SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO
Si- la zəngin olan dəmir xəlitələri texnikada turşuya davamlı material kimi tətbiq olunur.
Si kristal və amorf olmaqla 2 allotropik modifikasiya əmələ gətirir.
Kristal Si-un bərkliyi zəifdir, o çox kövrəkdir. Amorf Si qonur rəngli tozdur, elektriki keçirmir. Təbii silisiumun kütlə ədədi 28, 29, 30 olan üç izotopu var.
Kimyəvi xassələri.
Adi şəraitdə Si kimyəvi cəhətdən qeyri- fəal elementdir.
Si adi temperaturda F-la reaksiyaya girib qaz halında olan silisium 4-flüorid SiF4 əmələ gətirir:
Si + 2F2 = ↑SiF4; Si + 4HF = ↑SiF4 + 2H2↑
Si qızdırıldıqda bilavasitə başqa qeyri-merallarla (O2, Cl2, S, C) birləşmələr əmələ gətirir.
Si yalnız qeyri-metallarla deyil, həmçinin bir çox metallar və hidrogen ilə də birləşmələr əmələ gətirir.
Si-un metallarla birləşmələrinə silisidlər deyilir. Məsələn, Mg2Si─ maqnezium silisid.
Si + 2Mg = Mg2Si
Si hidrogenlə bilavasıtə birləşmir.
Lakin onun hidrogenlə birləşməsini (silanı) Mg2Si-də HCl turşusu ilə təsir etməklə almaq olar:
Mg2Si + 4HCl = SiH4 + 2MgCl2
Si 20000C-də karbonla birləşir və silisium – karbid və ya karborund əmələ gətirir:
Si + C = SiC (Karborund)
Karborund bərkliyi etibarı ilə almaza yaxın olduğundan itiləyici daşları cilalamaq, çarxları hazırlamaq üçün tətbiq edilir.
Adi şəraitdə qələvilər Si-a təsir etmir. Lakin qızdırıldıqda qələvili sudan H2 çıxarır və silikatlara qədər oksidləşir.
Əmələ gələn silikat turşusu qələvi ilə reaksiyaya girib duz əmələ gətirilir:
H2SiO3 + 2KOH = K2SiO3 + H2O
Silisium oksidləri.
Silisiumun 2-oksidi məlumdur: SiO və SiO2.
SiO ─ davamsızdır. SiO2 təbiətdə amorf və kristal halında tapılır.
SiO2 ─ silisiumun ən çox davamlı birləşməsidir. Si-un havada yanmasından əmələ gəlir və çoxlu miqdarda istilik ayılırr :
Si + O2 = SiO2 + 203 kkal
SiO2-ə təbiətdə başlıca olaraq kvars mineralı (narın qum dənələri) şəklində təsadüf edilir. Saf qum ─ ağ rənglidir, qatışıqlar şəklində dəmir birləşmələri də olur, buna görə də qum sarı rəngə boyanır. Qum ilə kömür qarışığını elektrik peçində közərtdikdə karborund – SiC əmələ gəlir.
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
SiO2-də metasilikat turşusu H2SiO3, ortosilikat turşusu H4SiO4 və s. uyğun gəlir.
Silikat turşusu çox zəif turşudur. O, qızdırıldıqda parçalanır.
H2SiO3 = SiO2+ H2O
Bu turşuya uyğun gələn duzlara silikatlar deyilir.
SiO2─ anhidrid, su ilə reaksiyaya girmir.
Ona görə də H2SiO3-ü silikatların suda həll olan duzlarına turşularla təsir etməklə alırlar:
Na2CO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl
Metasilikat turşusu praktiki olaraq suda həll olmur, lakin asanlıqla rəngsiz kolloid məhlullar əmələ gətirir.
Metasilikat turşusunun duzlarından yalnız Na2SiO3 və K2SiO3 suda həll olur. Onlara həll olan şüşə, suda məhlullarına isə maye şüşə deyilir.
Na və K silikatları, SiO2-ni müvafiq qələvi və ya karbonatla birlikdə əritməklə alırlar:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
SiO2 + K2CO3 = K2SiO3 + CO2↑
Maye şüşə oda davamlı, yapışqan, turşuya davamlı sement və beton hazırlamaq üçün istifadə olunur.