Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona III/2VY_32_INOVACE_70

Jméno autora:Mgr. Zdeňka Hanzliková Třída/ročník:1. (5.) Datum vytvoření: Srpen 2013 Vzdělávací oblast:Člověk a příroda Tematická oblast:Anorganická chemie Předmět:chemie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: výuková prezentace, osnova při probírání tématu. Klíčová slova: Uhlík – výskyt, vlastnosti, užití Druh učebního materiálu:Prezentace

Uhlík – prvek IV.A sk.

Vlastnosti uhlíku vyplývající z PTP 6 C:[ 2 He] 2s 2 2p 2 - oxidační čísla - -IV, +II a +IV. - hodnota elektronegativity je střední ( 2,5) takže se neváže vodíkovými můstky, - typická schopnost vytvářet řetězce souvisí s mimořádně pevnou jednoduchou i násobnou vazbou mezi atomy uhlíku.

Výskyt uhlíku - volný existuje ve 3 alotropických modifikacích: - grafit - diamant - fullereny ( uměle vyrobeny) vázáný – v CO 2, v uhličitanech ( v nerostech – vápenec, dolomit) v uhlí, v ropě, a jako základní stavební prvek živé hmoty v organických sloučeninách.

Grafit - tuha - má vrstevnatou strukturu, tyto vrstvy jsou z šestičetných cyklů, -mezi vrstvami jsou slabé van der Waalsovy síly, takže vrstvy se mohou o sobě posouvat – tuha se otírá ( píše), -kolmo k vrstvám se nacházejí p Z orbitály, kde mají C valenční elektrony – tak vzniká delokalizovaný ¶ systém, kde se elektrony mohou pohybovat – to podmiňuje elektrickou vodivost, -vzniklý vazebný systém ovlivňuje i neprůsvitnost, černošedé zbarvení a kovový lesk.

Struktura grafitu a diamantu

Vlastnosti a využití grafitu - při teplotě 690°C shoří na CO 2 - při vysokých teplotách reaguje s těmito prvky: 2C + 3Cl 2 →C 2 Cl 6 ( hexachlorethan) C + H 2 → C 2 H 2 ( acetylen) C + 2S → CS 2 ( sirouhlík) C + Si → SiC ( karborundum) - využití – výroba elektrod, žáruvzdorných materiálů, tužek, mazadel, pigmentů ( gumáky, inkousty)

Diamant -nejtvrdší přírodní látka – 10.stupeň v Mohsově stupnici, -každý atom C je vázán kovalentní vazbou se 4 sousedními C, které jsou umístěny ve vrcholech tetraedru ( čtyřstěnu), -krystalizuje v kubické soustavě, -elektricky je nevodivý, -zahřátím na teplotu přes 800°C zhoří na CO 2 -má nevyšší známou tepelnou vodivost. Využití – řezné a vrtné materiály ( díky tepelné vodivosti se nepřehřívá), šperkařství.

Naleziště diamantů ve světe - Indie, Brazílie, JAR, Kanada, Rusko, Botswana, Angola, Namíbie, Austrálie, atd. - na obr. Koh-I-Noor

Fullereny ( buckminsterfullereny) -vyrábí se zahříváním grafitové elektrody v elektrickém oblouku v atmosféře He, -byly izolována molekuly různého složení např. C 60, C 70, C 80, C 84, C 90, C 94, atd., -molekuly fullerenů mají tvar mnohostěnů, -chemie fullerenů je předmětem výzkumu, -za jejich objev byla udělena Nobelova cena v roce

C 60 - nejvíce známá z fullerenů je molekula C 60, která připomíná fotbalový míč. Proto měly být fullereny označovány fotbaleny.

Využití fullerenů -sloučeniny fullerenů s alkalickými kovy vykazují supravodivost, -možnosti využití fullerenů v lékařství, ( léky na AIDS) -uhlíkové nanotrubice – jsou válcovité fullereny.

Citace literatury: MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia: 1.díl. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, ISBN GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s ISBN GÁŽO, Jan a Jiří KOHOUT. Všeobecná a anorganická chémia. 3. vydání. Bratislava: Alfa, ISBN Obr. C 60 :a využití fullerenů:MORAVEC, Zdeněk. Blog a web o chemii, elektronice a programování: Kovové komplexy pentahaptofullerenů, Fullereny [online]. Brno [cit ]. Dostupné z: aktuality/kovove-komplexy-pentahaptofullerenu/, aktuality/kovove-komplexy-pentahaptofullerenu/ Obr. struktura grafitu a diamantu: KATEDRA DIDAKTIKY FYZIKY MFF UK V PRAZE. FyzWeb články: Nobelova cena za fyziku, výzkum grafenu [online]. Praha, [cit ]. Dostupné z: obr. Koh-I-Noor: The World od Famous Diamonds: The Koh-I-Noor Diamond [online] [cit ]. Dostupné z: noordiamond.html, noordiamond.html