С менее электроотрицательными, чем он сам, элементами углерод дает карбиды. По­скольку для углерода характерно образовывать гомоцепи, состав боль­шинства карбидов не отвечает степени окисления углерода –4. По типу химической связи можно выделить ковалентные, ионно-ковалентные и металлические карбиды.

Ковалентные карбиды кремния SiC и бора B₄C – полимерные вещества, характеризующиеся очень высокой твердостью, тугоплав­костью и химической инертностью.

Простейшим ковалентным карбидом является метан СН₄ – химически весьма инертный газ; на него не действуют кислоты и щелочи, однако он легко загорается, и его смеси с воздухом чрезвычайно взрывоопасны. Метан – основной компонент природного (60–90%) рудничного и болотного газа. Богатые метаном газы используются как топливо и сырье для химического производства.

Углерод образует многообразные перкарбиды , например, некоторые простейшие углеводороды – этан С₂Н₆, этилен С₂Н₄, ацетилен С₂Н₂.

Ионно-ковалентные карбиды – кристаллические солеподобные вещества. При действии воды или разбавленной кислоты они разру­шаются с выделением углеводородов. Поэтому карбиды подобного типа можно рассматривать как производные соответствующих углево­дородов. Производные метана – метаниды, например, карбиды Ве₂С и АlС₃. Они разлагаются водой, выделяя метан:

АlС₃ + 12Н₂О = 4Al(ОН)₃ + 3СН₄­↑

Из солеподобных перкарбидов наиболее изучены ацетилиды типа М₂⁺¹С₂, М⁺²С₂ и М₂⁺³(С₂)₃. Имеющий наибольшее значение ацетилид кальция СаС₂(называемый карбидом) получают нагреванием СаО с углем в электро­печах:

СaO + 3C = CaC₂ + CO

Ацетилиды более или менее легко разлагаются водой с образованием ацетилена:

СаС₂ + 2Н₂O = Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑

Эта реакция используется в технике для получения ацетилена.

Металлическими являют­ся карбиды d-элементов IV–VIII групп. Чаще всего встречаются карбиды среднего состава МС (TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, ТаС), М₂С (Мо₂С, W₂С), М₃С (Мn₃С, Fe₃С, Со₃С). Металлические карбиды входят в состав чугунов и сталей, прида­вая им твердость, износоустойчивость и другие ценные качества. На основе карбидов вольфрама, титана и тантала производят сверхтвер­дые и тугоплавкие сплавы, применяемые для скоростной обработки металлов.

Углерод(II). Оксид углерода(II), его КО и OВ характеристика, свойства как лиганда, химические основы его токсичности. Цианистоводородная кислота, простые и комплексные цианиды. Химические основы токсичности цианидов.

Производные углерода (II) – это СО, СS, HCN.

Оксид углерода (II) СО (угарный газ) образуется при сгорании углерода или его соединений в недостатке кислорода, а также в результате взаимодействия оксида углерода (IV) с раскаленным углем.

СО₂ + С ↔ 2СО

В молекуле СО имеется тройная связь. При нагревании проявляет восстановительные свойства, что широко используется в пирометаллургии. Монооксид углерода из-за наличия неподеленных пар электронов у углерода и кислорода является лигандом и образует прочные комплексы с d -элементами – карбонилы:

Естественный уровень СО в атмосфере 0,01-0,9 мг/м³. В атмосферу СО попадает в составе вулканических и болотных газов, в результате лесных и степных пожаров, выделения микроорганизмами, растениями, животными и человеком и др.

Оксид углерода, быстро проходит через альвеолярно-капиллярную мембрану,растворяется в плазме крови, диффундирует в эритроциты и вступает в химическое взаимодействие как с окисленым гемоглобином , так и с восстановителем :

Образующийся карбонилгемоглобин не способен присоединять к себе кислород. Вследствие этого не возможен перенос кислорода от легких к тканям. Происходит смерть организма как при удушье.

Древесина – специально обработанная, образует активный уголь, служащий как адсорбент, в медицине используются таблетки «карболен».

Синильная кислота HCN . При высокой температуре, например, в электрической дуге, углерод может соединяться с азотом, образуя бесцветный газ дициан . Дициан имеет сходство с галогенами. Подобно им, он образует с водородом HCN , получившее название циановодорода, или синильной кислоты. HCN – бесцветная, очень летучая жидкость, кипящая приблизительно при 27⁰С и обладающая характерным запахом горького миндаля. В водным растворе она подвергается протолизу. Синильная кислота и ее соли – цианиды – сильные яды, действующие смертельно даже в ничтожных дозах (меньше 0,05 г).

Цианиды, попадая в организм, блокируют один из железосодержащих дыхательных ферментов (цитохромоксидазу), вызывая состояние “тканевой гипоксии”. Оно сопровождается удушьем, нарушениями работы сердца, судорогами, параличами.