Общая характеристика элементов группы углерода
Группа углерода (главная подгруппа IV группы периодической системы) состоит из C, Si, Ge, Sn, Pb; их внешний слой — ns²np², это p-элементы. В соединениях они обычно двух- или четырёхвалентны; высшая степень окисления +4 (CO₂, SiO₂), низшая –4 (CH₄, Mg₂Si). Углерод проявляет также +2 (CO). В группе сверху вниз атомный радиус растёт и металлические свойства усиливаются: C и Si — неметаллы, Sn и Pb — металлы. Углерод встречается в свободном виде (алмаз, графит), в карбонатах (CaCO₃, MgCO₃, доломит CaCO₃·MgCO₃), в угле, нефти, природном газе и во всех живых организмах. В алмазе каждый атом образует ковалентные неполярные связи с четырьмя другими в виде тетраэдра — это самое твёрдое вещество, оно не проводит ток; графит имеет слоистое строение со слабыми связями между слоями, поэтому он мягкий, с металлическим блеском и проводит ток. Карбин (линейные цепи) и фуллерен (замкнутые углеродные «шары») — другие аллотропные модификации. Растения поглощают CO₂ при фотосинтезе, а дыхание, гниение, горение и вулканы возвращают CO₂ в атмосферу.
Модели алмаза и графита: из пластилиновых шариков и деревянных палочек от мороженого постройте тетраэдрическую решётку алмаза и слоистую модель графита. Сравните модели и объясните, какая из них твёрдая и почему. Используются только пластилин и деревянные палочки.