При нагревании этой соли получают ценное удобрение - карбамид СО (МН2) 2:

Мочевина разлагается водой

CO (NH2) 2+2HaO= (МН4) 2СОз.

Рисунок 2. Энфгетическая диаграмма образования молекулярных орбиталей С02.

В технике оксид СО2 получают разложением карбоната кальция или гидрокарбоната натрия:

В лабораторных условиях его обычно получают по реакции (в аппарате Киппа)

СаСОз+2НС1=СаС12+С02+Н20.

Важнейшими производными С02 являются слабая угольная кислота Н2СОз и ее соли: MI2СОз и MIНСОз (карбонаты и гидрокарбонаты соответственно).

Большинство карбонатов нерастворимо в воде. Растворимые в воде карбонаты подвергаются значительному гидролизу:

COз2-+H20 COз-+OH - (I ступень).

Из-за полного гидролиза из водных растворов нельзя выделить карбонаты Cr3+, ai3+, Ti4+, Zr4+ и др.

Практически важными являются Ка2СОз (сода), К2СОз (поташ) и СаСОз (мел, мрамор, известняк). Гидрокарбонаты в отличие от карбонатов растворимы в воде. Из гидрокарбонатов практическое применение находит NaHCО3 (питьевая сода). Важными основными карбонатами являются 2СиСОз-Си (ОН) 2, РЬСО3 Х ХРЬ (ОН) 2.

Свойства галогенидов углерода приведены в табл.6. Из галогенидов углерода самое большое значение имеет-бесцветная, достаточно токсичная жидкость. В обычных условиях ССІ4химически инертен. Его применяют как невоспламеняющийся и негорючий растворитель смол, лаков, жиров, а также для получения фреона CF2CІ2 (Ткип= 303 К):

Другой используемый в практике органический растворитель - сероуглерод CSa (бесцветная, летучая жидкость с Ткип=319 К) – реакционно способное вещество:

CS2+302=C02+2S02+258 ккал/моль,

CS2+3Cl2=CCl4-S2Cl2,CS2+2H2 0==C02+2H2S, CS2+K2S=K2CS3 (соль тиоугольной кислоты Н2СSз).

Пары сероуглерода ядовиты. [8,463-464]

2.2 Азотсодержащие производные углерода

Циановодородная (синильная) кислота HCN (H-C = N) - бесцветная легко подвижная жидкость, кипящая при 299,5 К. При 283 К она затвердевает. HCN и ее производные чрезвычайно ядовиты. HCN можно получить по реакции

В воде синильная кислота растворяется; при этом она слабо диссоциирует

HCN=H++CN-, К=6,2.10-10.

Соли синильной кислоты (цианиды) в некоторых реакциях напоминают хлориды. Например СН---ион с ионами Ag+ дает плохо растворимый в минеральных кислотах белый осадок цианида серебра AgCN. Цианиды щелочных и щелочноземельных металлов растворимы в воде. Из-за гидролиза их растворы пахнут синильной кислотой (запах горького миндаля). Цианиды тяжелых металлов плохо растворимы в воде. CN--сильный лиганд, важнейшими комплексными соединениями являются K4 [Fe (CN) 6] и Кз [Ре (СN) 6].

Цианиды - непрочные соединения, при длительном воздействии содержащегося в воздухе СO2 цианиды разлагаются

2KCN+C02+H20=K2C03+2HCN.

(CN) 2 - дициан (N=C-C=N) –

бесцветный ядовитый газ; с водой взаимодействует с образованием циановой (HOCN) и синильной (HCN) кислот:

(HCN) кислот:

(CN) 2+H20==HOCN+HCN.

В этой, как и в реакции, приведенной ниже, (CN) 2 похож на галоген:

СО+ (CN) 2=CO (CN) 2 (аналог фосгена).

Циановая кислота известна в двух таутомерных формах:

H-N=C=O==H-0-C=N.

Изомером является кислота H-0=N=C (гремучая кислота). Соли HONC взрывают (используются как детонаторы). Родановодородная кислота HSCN - бесцветная, маслянистая, летучая, легко затвердевающая (Тпл=278 К) жидкость. В чистом состоянии очень неустойчива, при ее разложении выделяется HCN. В отличие от синильной кислоты HSCN достаточно сильная кислота (К=0,14). Для HSCN характерно таутомерное равновесие:

H-N = С = S=H-S-C =N.

SCN - ион кроваво-красного цвета (реактив на ион Fe3+). Производные от HSCN соли-роданиды - легко получить из цианидов путем присоединения серы:

KCN+S=KSCN.

Большинство роданидов растворимо в воде. Нерастворимы в воде соли Hg, Au, Ag, Си. Ион SCN-, как и CN-, склонен давать комплексы типа Мз1 M" (SCN) 6, где M''Cu, Mg и некоторые другие. Диродан (SCN) 2-светло-желтые кристаллы, плавящиеся - 271 К. Получают (SCN) 2 по реакции

2AgSCN+Br2==2AgBr+ (SCN) 2.

Из других азотсодержащих соединений следует указать цианамид

и его производное - цианамид кальция CaCN2 (Ca=N-C=N), который используется в качестве удобрения [4,464].

2.3 Карбиды металлов

Карбидами называют продукты взаимодействия углерода с металлами, кремнием и бором. Карбиды по растворимости разделяются на два класса: карбиды, растворимые в воде (или в разбавленных кислотах), и карбиды, нерастворимые в воде (или в разбавленных кислотах).

2.3.1 Карбиды, растворимые в воде и разбавленных кислотах

А. Карбиды, при растворении образующие C2H2 К этой группе относятся карбиды металлов первых двух главных групп; близки к ним и карбиды Zn, Cd, La, Се, Th состава MC2 (LaC2, CeC2, ТhC2.)

CaC2+2H20=Ca (OH) 2+C2H2,ThC2+4H20=Th (OH) 4+H2C2+H2.

Б. Карбиды, при растворении образующие СН4, например:

АНСз+ 12Н20=4Аl (ОН) з+ЗСН4,Ве2С+4Н20=2Ве (ОН) 2+СН4. По свойствам к ним близок МnзС:

МnзС+6Н20=ЗМn (ОН) 2+СН4+Н2.

В. Карбиды, при растворении образующие смесь углеводородов и водород. К ним относятся большинство карбидов редкоземельных металлов.

2.3.2 Карбиды, нерастворимые в воде и в разбавленных кислотах

К этой группе относится большинство карбидов переходных металлов (W, Мо, Та и др.), а также SiC, B4C.

Они растворяются в окислительных средах, например:

VC + 3HN03 + 6HF = HVF6 + СO2 + 3NO + 4Н20, SiC+4KOH+2C02=K2Si03+K2C03+2H20.

Рисунок 3. Икосаэдр B12

Практически важными являются карбиды переходных металлов, а также карбиды кремния SiC и бора B4C. SiC - карборунд - бесцветные кристаллы с решеткой алмаза, по твердости приближающийся к алмазу (технический SiC за счет примесей имеет темную окраску). SiC очень огнеупорен, теплопроводен и при высокой температуре электропроводен, химически чрезвычайно инертен; его можно разрушить только при сплавлении на воздухе со щелочами.

B4C - полимер. Решетка карбида бора построена из линейно расположенных трех атомов углерода и групп, содержащих 12 атомов В, расположенных в форме икосаэдра (рис.3); твердость B4C превышает твердость SiC.