Cacbon là phi kim hay kim loại?

Câu hỏi: Cacbon là phi kim hay kim loại?

Trả lời: 

Cacbon là một phi kim loại. Nó là một nguyên tố hóa học, được liệt kê trong bảng tuần hoàn với số nguyên tử 6. Nó được tìm thấy rất nhiều trong vũ trụ và chủ yếu được tìm thấy trong các mỏ than.

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu kiến thức về Cacbon nhé!

1. Tính chất vật lý

C có nhiều dạng thù hình: kim cương, than chì và C vô định hình, fuleren:

- Kim cương là chất tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém. Kim cương có cấu trúc tinh thể nguyên tử và cứng nhất trong tất cả các chất.

- Than chì là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp.

2. Tính chất hóa học

- C có thể tồn tại với nhiều mức oxi hóa khác nhau nhưng thường gặp là: -4; 0; +2; +4.

- C có cả tính khử và tính oxi hoá nhưng tính khử vẫn là chủ yếu.

* C là chất khử

- Tác dụng với các phi kim:               

C + O₂ → CO₂

C + CO₂ → 2CO (400⁰C)

- Tác dụng với oxit kim loại:

     + C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (t⁰)

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO (t⁰)

     + Với CaO và Al₂O₃:

CaO + 3C → CaC₂ + CO (trong lò điện)

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (2000⁰C)

- Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H₂SO₄ đặc, HNO₃, KNO₃, KClO₃, K₂Cr₂O₇... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO₂).

C + 2H₂SO₄ đặc → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O (t⁰)

C + 4HNO₃ đặc → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (t⁰)

C + 4KNO₃ → 2K₂O + CO₂ + 4NO₂ (t⁰)

- Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H₂O → CO + H₂ (1000⁰C)

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

* C là chất oxi hóa

- Tác dụng với H₂:                                         

C + 2H₂ → CH₄ (500⁰C; Ni)

- Tác dụng với kim loại → muối cacbua:       

4Al + 3C → Al₄C₃ (t⁰)

3. Ứng dụng cacbon

- Kim cương được dùng làm đồ trang sức. Trong kĩ thuật, kim cương được dùng làm mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh, bột mài.

- Than chì được dùng làm điện cực; làm nồi, chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt; chế tạo chất bôi trơn; làm bút chì đen.

- Than cốc được dùng làm chất khử trong luyện kim để luyện kim loại từ quặng.

- Than gỗ được dùng để chế thuốc nổ đen, thuốc pháo, chất hấp phụ.

- Than muội được dùng làm chất độn khi lưu hoá cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giày.

4. Cacbon trong tự nhiên

       Như chúng ta đã đề cập trước đây, cacbon trong tự nhiên được tìm thấy trong mọi dạng sống và hiện diện ở toàn bộ dạng tinh thể: kim cương, than chì và fullerene. Chúng ta cũng có thể thấy các dạng khoáng vô định hình khác với than đá như than non, than đá, than bùn và các dạng lỏng như dầu mỏ và các dạng khí như khí đốt tự nhiên. Chúng tôi sẽ liệt kê từng loại và mô tả đặc điểm của chúng.

* Dạng tinh thể

+ Than chì: Nó là một chất rắn có màu đen và có ánh kim loại chịu nhiệt. Nó có cấu trúc tinh thể là các nguyên tử cacbon liên kết với nhau bằng các liên kết lục giác. Các nguyên tử này liên kết với nhau để tạo thành các tấm.

+ Kim cương: nó là một âm thanh rất khắc nghiệt có khả năng cho ánh sáng đi qua nó. Các nguyên tử cacbon trong kim cương liên kết với nhau theo kiểu tứ diện.

+ Fullerenes: chúng là các dạng phân tử của cacbon đang tạo thành cụm với nhiều nguyên tử và ở dạng hình cầu tương tự như quả bóng đá.

* Các dạng vô định hình

Trong trường hợp này, các nguyên tử cacbon không tham gia hoặc hình thành cấu trúc có trật tự không đều. Chúng có xu hướng có khá nhiều tạp chất và các nguyên tố khác. Hãy phân tích chúng là gì:

+ Than antraxit: Là loại khoáng sản than đá biến chất lâu đời nhất còn tồn tại. Nguồn gốc của nó bắt nguồn từ sự biến đổi của đá do tác động của cả nhiệt độ, áp suất và tác dụng hóa học của chất lỏng trong tự nhiên. Chúng được hình thành chủ yếu vào kỷ Cacbon.

+ Than đá: nó là một loại than khoáng được hình thành trong đá trầm tích có nguồn gốc hữu cơ. Sự hình thành xảy ra trong Đại Cổ sinh và có màu đen. Nó có một hàm lượng cao các chất bitum.

+ Lignit: Là một loại than hóa thạch khoáng sản được hình thành từ than bùn bằng quá trình nén áp suất cao.

+ Than bùn: Đây là vật liệu có nguồn gốc hữu cơ có từ kỷ nguyên Đệ tứ và gần đây hơn nhiều so với các loại than trước đây. Nó thường được phân biệt bằng cách có màu vàng nâu và khối lượng của nó xốp với mật độ thấp. Nó bắt nguồn từ mảnh vụn thực vật.

+ Dầu và khí tự nhiên: chúng là những nhiên liệu hóa thạch được biết đến nhiều nhất trên hành tinh. Chúng được tạo thành từ hỗn hợp các chất hữu cơ, phần lớn là hydrocacbon. Các hydrocacbon này được hình thành thông qua quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi khuẩn kỵ khí. Vì lý do này, sự hình thành của nó diễn ra trong lòng đất ở độ sâu lớn và trong các điều kiện vật lý và hóa học đặc biệt. Đây là một quá trình diễn ra trong hàng triệu năm.