Какие степени окисления проявляет хлор в соединениях? примеры соединений и охарактеризовать их. проиллюстрировать основные свойства этих соединений уравнения реакций. заранее

углерод проявляет степени окисления от -4 до +4 включительно.

степень окисления -4.

метан ch4 - органическое соединение, связи ковалентные полярные, степень полярности невысока, поскольку невысока разница электроотрицательностей водорода и углерода. в связи с этим невысока и его реакционная способность. метан реагирует с небольшим числом элементов - с галогенами (реакции замещения), кислородом (реакция горения). при этом для начала реакции нужно сообщить энергию (световую hv, тепловую q), хотя в итоге реакции идут с выделением значительного количества теплоты:

hv

ch4 + cl2 = ch3cl + hcl + q

hv

ch4 + 4 cl2 = ccl4 + 4 hcl + q

q

ch4 + 2 o2 = co2 + 2 h2o + q;

карбид алюминия al4c3 - неорганическое соединение углерода, связи близки к ионным. подвергается гидролизу как соль катиона al³⁺и аниона c⁴⁻:

al4c3 + 12 h2o = 4 al(oh)3↓ + 3 ch4 ↑

с кислотами реагирует подобно солям слабых кислот - с вытеснением "слабой кислоты" ch4:

al4c3 + 12 hcl = 4 alcl3 + 3 ch4↑

степень окисления -3 и -2 во многих органических соединениях.

степень окисления -2 в метиленовой группе - сh2 -. как видно, в этой группе две связи углерод образует с соседними атомами углерода, то есть они не вносят вклад в степень окисления, две другие связи углерод образует с атомами водорода (как в метане), что дает в сумме степень окисления -2. из метиленовых групп образуются цепи углеводородов и их производных: ch3 - ch2 - ch2 - ch2 - - ch2 - ch3

степень окисления -3 в метильной группе -сh3.

углерод образует 3 связи с атомами водорода и одну связь с атомом углерода. степень окисления в сумме -3. метильными группами оканчиваются цепи углеводородов и их производных:

ch3 - ch3 (этан), ch3 - ch2 - ch3 (пропан), (ch3)₄с (2,2-диметилпропан)

*примечание. если углерод в метильных и метиленовых группах соединяется не с атомами углерода, а с другими атомами, то степень окисления будет другой, в зависимости от природы этих атомов. например, в ch3-cl (хлорметан) степень окисления углерода -2, в cl-ch2-cl (метиленхлорид, дихлорметан) степень окисления 0.

степень окисления -1 в этине (ацетилене) h-с≡c-h и его однозамещенных гомологах.

этин вступает во многие реакции, в отличие от этана и других алканов.

связь водород-углерод в этине намного более полярна, чем в этане. она близка к ионной, поэтому водород замещается на атомы металлов с образованием солеобразных продуктов:

c2h2 + 2 cucl = cu2c2 ↓ + 2 hcl

c2h2 + ag2o = ag2c2 ↓ + h2o

ацетилен получают из карбида кальция cac2, в котором углерод также имеет степень окисления -1. связи в карбиде кальция близки к ионным.

с водой он реагирует с выделением ацетилена:

cac2 + 2 h2o = h2c2 ↑ + ca(oh)2

степень окисления 0 встречается в простых веществах, образованных углеродом - в графите, алмазе, графене.

кроме того, степень окисления 0 может быть и в сложных веществах, если атом углерода соединяется с 4 другими атомами углерода:

ch3

|

ch3 - с - сh3 (2,2-диметилпропан)

|

ch3

или, как уже упоминалось, в случае метиленхлорида (дихлорметана) ch2cl2 (атом углерода соединяется одновременно с двумя более электроотрицательными атомами и у с двумя менее электроотрицательными атомами)

степень окисления +1, встречается, например, в галогеналканах, в частности, в трет-бутилхлориде (ch₃)₃с - сl. три метильные группы не влияют на степень окисления, один атом хлора дает для углерода степень окисления +1. хлоралканы более реакционноспособны по сравнению с соответствующими алканами. в частности, атом хлора может замещаться на другие группы, в частности на гидроксильную. в нашем случае из трет-бутилхлорида образуется трет-бутиловый спирт. в полученном спирте степень окисления атома углерода, связанного с кислородом, будет также +1:

(ch₃)₃с - cl + koh = (ch₃)₃с - oh + kcl

степень окисления +2 встречается в монооксиде углерода co

co не реагирует ни с кислотами и щелочами, ни с водой. однако способен реагировать с металлами с образованием карбонильных комплексов:

fe + 5 co = fe(co)5

сo cгорает с образованием co2:

2 co + o2 = 2 co2

степень окисления +3 встречается в тригалогеналканах, например, в трихлорэтане h3c - ccl3. (соответствующие спирты -с(oh)3 или альдегидоспирты -co(oh) - довольно экзотические вещества, как правило, легко превращающиеся в другие, более стабильные вещества)

степень окисления +4 в диоксиде углерода co2 и его производных или в тетрахлорметане ccl4

оба вещества не горят, не реагируют с водой и кислотами. но co2 реагирует с щелочами и основными с образованием солей:

co2 + ca(oh)2 = caco3 + h2o

co2 + k2o = k2co3

это степень окисления - 4