Конспект лекций по химии

1. Корро́зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это — разрушение любого материала — будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример — кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 2Н2О + ЗО2 = 2(Fe2O3•Н2О)

В повседневной жизни для сплавов железа (сталей) чаще используют термин «ржавление». Менее известны случаи коррозии полимеров. Применительно к ним существует понятие «старение», аналогичное термину «коррозия» для металлов. Например, старение резины из-за взаимодействия с кислородом воздуха или разрушение некоторых пластиков под воздействием атмосферных осадков, а также биологическая коррозия. Скорость коррозии, как и всякой химической реакции очень сильно зависит от температуры. Повышение температуры на 100 градусов может увеличить скорость коррозии на несколько порядков.

Коррозионные процессы отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых она протекает. Поэтому нет единой и всеобъемлющей классификации встречающихся случаев коррозии.

По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть следущих видов:

-Газовая коррозия

-Коррозия в неэлектролитах

-Атмосферная коррозия

-Коррозия в электролитах

-Подземная коррозия

-Биокоррозия

-Коррозия блуждающим током.

По условиям протеканию коррозионного процесса различаются следущие виды:

-Контактная коррозия

-Щелевая коррозия

-Коррозия при неполном погружении

-Коррозия при полном погружении

-Коррозия при переменном погружении

-Коррозия при трении

-Коррозия под напряжением.

По характеру разрушения:

Сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:

-равномерная;

-неравномерная;

-избирательная.

Локальная(местная) коррозия, охватывающая отдельные участки:

-пятнами;

-язвенная;

-точечная(или питтинг);

-сквозная;

-межкристаллитная.

Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различаются два вида: химическую коррозию и электрохимическую коррозию.

2. Химическая коррозия

Химическая коррозия - взаимодействие поверхности металла с (коррозионно-активной) средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде)

3. Электрохимическая коррозия

Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.) как, например, при ржавлении железа во влажной атмосфере:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4FeO(OH)•H2O

Электроды образуют либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала. Если в воде растворены ионы солей, электропроводность ее повышается, и скорость процесса увеличивается. Особо сильно действуют хлорид-ионы (содержащиеся, например в морской воде или в воде, образовавшейся при таянии снега зимой, когда дороги посыпают солью), так как они катализируют процесс коррозии. С получающимися в процессе коррозии Fe3+ — ионами ионы хлора образуют растворимые комплексы, что способствует ускорению окисления металла.

При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый, коррозионный элемент. Он представляет собой ни что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например сварочные швы или заклепки

Водородная и кислородная коррозия

Если происходит восстановление ионов H30+ или молекул воды H2O, говорят о водородной коррозии или коррозии с водородной деполяризацией. Восстановление ионов происходит по следующей схеме:

2H3O+ + 2e- → 2H2O + H2

или

2H2O + 2e- → 2OH- + H2

Если водород не выделяется, что часто происходит в нейтральной или сильно щелочной среде, происходит восстановление кислорода и здесь говорят о кислородной коррозии или коррозии с кислородной деполяризацией:

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

Коррозионный элемент может образовываться не только при соприкосновении двух различных металлов. Коррозионный элемент образуется и в случае одного металла, если, например, структура поверхности неоднородна.

4.  Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушевшейся конструкции, стоимость замены обрудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов.

Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

-Конструкционный

-Активный

-Пассивный        

В качестве защиты от коррозии может применяться нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента (пассивный метод).

Красочное покрытие, полимерное покрытие и эмалирование должны, прежде всего, предотвратить доступ кислорода и влаги. Часто также применяется покрытие, например, стали другими металлами, такими как цинк, олово, хром, никель. Цинковое покрытие защищает сталь даже когда покрытие частично разрушено. Цинк имеет более отрицательный потенциал и корродирует первым. Ионы Zn2+ токсичны. При изготовлении консервных банок применяют жесть, покрытую слоем олова. В отличие от оцинкованной жести, при разрушении слоя олова корродировать начинает железо, так как олово имеет более положительный потенциал. Другая возможность защитить металл от коррозии — применение защитного электрода с большим отрицательным потенциалом, например, из цинка или магния. Для этого специально создается коррозионный элемент. Защищаемый металл выступает в роли катода, и этот вид защиты называют катодной защитой. Растворяемый электрод, называют, соответственно, анодом протекторной защиты Этот метод применяют для защиты от коррозии морских судов, мостов, котельных установок, расположенных под землей труб. Для защиты корпуса судна на наружную сторону корпуса крепят цинковые пластинки.

Если сравнить потенциалы цинка и магния с железом, они имеют более отрицательные потенциалы. Но тем не менее корродируют они медленнее вследствие образования на поверхности защитной оксидной пленки, которая защищает металл от дальнейшей коррозии. Образование такой пленки называют пассивацией металла. У алюминия ее усиливают анодным окислением (анодирование). При добавлении небольшого количества хрома в сталь на поверхности металла образуется оксидная пленка. Содержание хрома в нержавеющей стали — более 12 процентов

Система холодного цинкования

Система холодного цинкования предназначена для усиления антикоррозионных свойств комплексного многослойного покрытия. Система обеспечивает полную катодную (или гальваническую) защиту железных поверхностей от коррозии в различных агрессивных средах

Система холодной оцинковки включает: · в качестве связующего — грунт ХС-010М или ХС-010Ц; · в качестве антикоррозионного наполнителя — цинковую пудру, с содержанием более 95 % металлического цинка, имеющего размер частиц менее 10 мкм и минимальную степень окисления. Оптимальным является использование цинковой пудры с размером частиц 2,5 мкм и менее, с содержание свинца менее 0,15 %, а железа -менее 0,004 %.

За 60-90 минут до применения цинковая пудра вводится в грунт и тщательно перемешивается. На один килограмм грунта требуется один килограмм цинковой пудры. Этот состав наносится тонким слоем на защищаемую поверхность металла кистью, валиком, методом пневматического или безвоздушного распыления. После высыхания на поверхности металла образуется цинкнаполненное противокоррозионное покрытие -полимерно-цинковая пленка, сохраняющая все свойства грунта ХС-010М и одновременно обладающая всеми защитными достоинствами обычного цинкового покрытия.

Преимущества системы холодной оцинковки по сравнению со способом горячей гальванизации:

1. Простота и меньшая трудоемкость технологии нанесения защитного цинкового покрытия. Для нанесения покрытия не требуется специальное оборудование.

2. Возможность антикоррозионной защиты металлоконструкций любых размеров, как в заводских так и в полевых условиях.

3. Возможность исправления непосредственно на месте абразивных повреждений покрытия и дефектов, возникающих при сварке металлоконструкций.

4. Экологически чистый процесс нанесения покрытия: нет необходимости производить работы в горячем цеху. 5. Создание на поверхности железа гибкого слоя цинка (не образующего микротрещин при изгибании металлоизделия).

Система холодного цинкования применяется во всех видах промышленности и в быту, где требуется надежная и долговечная защита железных поверхностей от коррозии.

Помимо использования в качестве грунтовочного слоя в комплексном многослойном покрытии система холодной оцинковки может применяться как самостоятельное антикоррозийное покрытие металлических поверхностей.

Примерный расход системы холодной оцинковки: 1 кг грунта ХС-010М и 1 кг цинковой пудры на площадь 8-10 м2 .

Газотермическое напыление

Для борьбы с коррозией используют также методы газотермического напыления.

С помощью газотермического напыления на поверхности металла создается слой из другого металла/сплава, обладающий более высокой стойкостью к коррозии (изолирующий) или наоборот менее стойкий (протекторный). Такой слой позволяет остановить коррозию защищаемого металла.

5.  Координационная теория (от лат. со — вместе и ordinatio — упорядочение) — теория комплексных соединений, предложенная в 1893 г. А.Вернером. Согласно координационной теории в молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем. Вокруг него в непосредственной близости расположено (координировано) некоторое число противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых лигандами (или аддендами), они образуют внутреннюю координационную сферу соединения. Остальные ионы, находящиеся на более далеком расстоянии от центрального иона, образуют внешнюю координационную сферу. Например, в комплексной соли K2[PtCl6] ион платины является комплексообразователем, ионы хлора — лигандами, во внешней координационной сфере находятся ионы калия.

Координационное число — общее число нейтральных молекул и ионов, связанных с центральным ионом в комплексе; например, для комплексного соединения K2[PtCl6], координационное число иона платины равно шести; для соединения [Cu(NH3)4]SO4 координационное число ионов меди равно четырем.

6.  Комплексные соединения классифицируются по заряду комплексов: катионные - [Ni(NH3)4]2+, анионные - [Co(CN)6 ]3-, нейтральные - [Co(NH3)4Сl2]0;

по составу и химическим свойствам: кислоты - H[AuCl4], основания - [Ag(NH3)2]OH, соли - [Ni(NH3)6]SO4;

по типу лигандов: гидроксокомплексы - K2[Zn(OH)4], аквакомплексы - [Fe(H2O)6]Cl3, ацидокомплексы (лиганды - анионы кислот) - K4[Fe(CN)6], комплексы смешанного типа - K[Co(NH3)2Cl4], [Pt(NH3)4(H2O)2]Cl4.

Названия комплексов строятся по общим правилам IUPAC : читаются и записываются справа налево, лиганды - с окончанием - о, анионы - с окончанием - ат. Некоторые лиганды могут иметь особые названия. Например, молекулы - лиганды Н2О и NH3 называют акво- и аммин, соответственно.

Комплексные катионы. Вначале называют отрицательно заряженные лиганды внутренней сферы с окончанием "о" (хлоро-, бромо-, нитро-, родано- и т.д.). Если их число больше одного, то перед названиями лигандов добавляют числительные ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. Затем называют нейтральные лиганды, причем молекулу воды называют "акво", молекулу аммиака - "аммин". Если число нейтральных лигандов больше одного, то добавляют числительные ди-, три-, тетра- и т.д.

Номенклатура комплексных соединений

            При составлении названия комплексного соединения его формула прочитывается справа налево. Рассмотрим конкретные примеры:

Анионные комплексы   

Катионные комплексы

K3[Fe(CN)6]  гексацианоферрат(III) калия

Na[Al(OH)4]  тетрагидроксоалюминат натрия

Na3[Co(NO2)6] гексанитрокобальтат(III) натрия     

[Cu(NH3)4]SO4  сульфат тетраамминмеди(II)

[Cr(H2O)6]Cl3    хлорид гексааквахрома(III)

[Ag(NH3)2]OH  гидроксид диамминсеребра(I)

            В названиях комплексных соединений число одинаковых лигандов указывают числовыми приставками, которые пишут слитно с названиями лигандов: 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта.

            Названия отрицательно заряженных лигандов, анионов различных кислот, состоят из полного названия (или корня названия) аниона и окончания с гласной буквой –о. Например:

I–         иодо-                         

H–        гидридо-                   

CO32–  карбонато-          

            Некоторые анионы, выполняющие роль лигандов,  имеют специальные названия:

ОН–     гидроксо-

S2–       тио-

CN–     циано-

NO–     нитрозо-

NO2–   нитро-

            В названия нейтральных лигандов обычно специальные приставки не используются, например: N2H4 -  гидразин, С2Н4 – этилен, С5Н5N – пиридин.

            По традиции оставлены специальные названия у небольшого числа лигандов: H2O – аква-, NH3 – амин, CO – карбонил, NO – нитрозил.

            Названия положительно заряженных лигандов оканчивается на –ий: NO+ - нитрозилий, NO2+ - нитроилий и т.д.

            Если элемент, являющийся комплексообразователем, входит в состав комплексного аниона, то к корню названия элемента (русского или латинского) добавляется суффикс –ат и в скобках указывается степень окисления элемента-комплексообразователя. (Примеры приведены в таблице выше). Если элемент, являющийся комплексообразователем, входит в состав комплексного Катина или нейтрального комплекса без внешней сферы, то в названии остается русское название элемента с указанием его степени окисления. Например: [Ni(CO)4] – тетракарбонилникель(0).

                Многие органические лиганды имеют сложный состав, поэтому при составлении формул комплексов с их участием для удобства используют их буквенные обозначения:

C2O42–                                    оксалато-                             ox

C5H5N                                    пиридин                               py

(NH2)2CO                              карбамид                             ur

NH2CH2CH2NH2                   этилендиамин                     en

C5H5–                                     циклопентадиенил-           cp

7. Изометрия комплексных соединений

Возможны различные типы изомеров комплексных соединений (изомерия - это такое явление, когда вещества, имеющие одинаковый состав, различаются строением и, следовательно, свойствами). В химии комплексных соединений это явление весьма распространено и является одной из причин многообразия комплексных соединений. Различают несколько видов изомерии:

1. Ионизационная изомерия - различное распределение анионов между внутренней и внешней координационной сферами: [Co(NH3)5Br]SO4 - (красно- фиолетовый) и [Co(NH3)5SO4]Br - (красный)

2. Координационная изомерия, - выражается в различной координации двух типов лигандов относительно двух разных комплексообразователей. Например, для солей с комплексными анионом и катионом: [Pt(NH3)4][PdCl4] и [Pd(NH3)4][PtCl4].

3. Геометрическая (цис-транс) - изомерия - для комплексов с разными лигандами

Кроме того, известны и другие виды изомерии. Изомерия имела большое значение для установления геометрии комплексов, т.к. количество изомеров для каждой геометрии точно известно.

8. Диссоциация комплексных соединений в растворах

В растворах комплексные соединения могут подвергаться первичной и вторичной диссоциации.

            Первичная диссоциация комплексного соединения  - это его распад на комплексный ион, образованный внутренней сферой и ионы внешней сферы. В водных растворах первичная диссоциация комплексных соединений обусловлена разрывом ионной связи между внутренней и внешней сферами, она практически необратима:

            K3[Fe(CN)6]  ® 3K+ + [Fe(CN)6]3–

            Na[Al(OH)4] ® Na+ + [Al(OH)4]–

             [Cu(NH3)4]SO4  ® [Cu(NH3)4]2+ +  SO42–

            [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 ® [Pt(NH3)4Cl2]2+ + 2Cl–

            Образующийся комплексный ион ведет себя как целая самостоятельная частица с характерными для нее свойствами. Поэтому в водных растворах комплексных соединений, как правило, нельзя обнаружить присутствие ионов или молекул, входящих в состав внутренней сферы. В растворе красной кровяной соли нельзя обнаружить присутствие ионов Fe3+ и CN–, а в 1М растворе хлорида дихлоротетраамминплатины(IV) [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 обнаруживается только присутствие 2 моль хлорид-ионов, а не 4 моль.

            Но насколько устойчива внутренняя сфера комплекса? Может ли происходить отщепление лигандов от комплексообразователя? Действительно, это возможный процесс, он называется вторичной диссоциацией комплексного соединения.

            Вторичная диссоциация комплексного соединения – это распад внутренней сферы комплекса на составляющие ее компоненты.

            Так как при этом разрушаются не ионные, а ковалентные связи комплексообразователя с лигандами, этот процесс затруднен и обратим. Он происходит ступенчато:

            [Ag(NH3)2]+ ? [Ag(NH3)]+ + NH3                  1-ая ступень 

            [Ag(NH3)]+  ? Ag+ + NH3                              2-ая ступень

            Вторичная диссоциация характеризуется константой равновесия, причем для каждой из стадий можно вычислить свою константу. Для количественной оценки устойчивости внутренней сферы комплексного соединения используют константу равновесия, описывающую полную ее диссоциацию. Эту константу называют константой нестойкости комплекса Кнест. В соответствии с законом действующих масс для приведенного нами выше примера диссоциации иона диамминсеребра выражение для константы нестойкости принимает вид:

            Чем ниже Kнест, тем прочнее и стабильнее внутренняя сфера комплексного соединения, тем в меньшей мере происходит вторичная диссоциация комплексного соединения в растворе.

9.  В первую группу в главную подгруппу входят: Литий, Натрий, Калий, Рубидий, Цезий, Франции,

С верху вниз металлические свойства возрастают, самый активный Франции. Эти металлы являться сильными восстановителями они отдают один электрон и проявляют степень окисления +1.

В природе в чистом виде не встречаются, т.к. очень активные и с водой образуют щелочь.

Соединения щелочных металлов:

NaCl – поваренная соль.

KCl – хлорид калия.

Физические свойства: серебристо белого цвета, мягкий как пластилин, режутся ножом.

Применение: В чистом виде применяются в ядерных реакторах, в химической промышленности, чаще всего применяются их соединения (NaCl поваренная соль для приготовления пищи, KCl удобрение).

Химические свойства:

Реагируют с кислородом

2Na+O 2 ->Na 2 O 2

------ с галогенами

Cl+2Na->2NaCl

------ с серой

2Na+ S->Na 2 S

------ с кислотами.

2Na+2HCl->2NaCl+H 2

------ с водой

2Na+2H 2 O->2NaOH+H 2

10.  все металлы из 2А группы называют

щелочноземельными. На внешнем уровне атомы имеют 2 электрона (Be -

2s2, Mg - 3s2, Ca - 4s2 и т.д.).

При возбуждении s-электроны переходят на р-

подуровень и тогда возможно образование двух связей

(валентность равна двум). В соединениях металлы

проявляют степень окисления +2.

Магний

1. Щелочноземельные металлы сильные восстановители, хотя и

уступают щелочным металлам. Восстановительные свойства растут

сверху вниз, что совпадает с увеличением атомных радиусов (Be - 0,113

нм, Ba - 0,221 нм) и ослаблением связи электронов с ядром. Так, Ве и Mg

разлагают воду очень медленно, а Са, Sr, Ва бурно.

2. На воздухе Be и Mg покрываются защитной пленкой и сгорают при

только при поджигании, тогда как Ca, Sr, Ba самовоспламеняются при

контакте с воздухом.

3. Оксиды Be и Mg нерастворимы в воде и гидроксиды Be и Mg

получают косвенным путем, тогда как оксиды Ca, Sr, Ba cоединяясь с

водой, образуют гидроксиды. Оксид бериллия имеет амфотерные

свойства, остальные оксиды - основные свойства.

4. Be(OH)2 и Mg(OH)2 почти нерастворимы в воде (0,02 и 2 мг на 100 г).

Растворимость Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 составляет 0,1, 0,7 и 3,4 г. При

этом Be(OH)2 - амфотерный гидроксид, Mg(0H)2, - слабое основание,

Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(0H)2 - сильные основания.

5. Галогениды хорошо растворимы в воде, но растворимость

сульфатов падает сверху вниз. Так, в 100 г воды растворяется 35,6 г

MgSO4, но только 0,2 г CaSO4, 0,01 г SrSO4 и 0,0002 г BaSO4.

6. Растворимость карбонатов снижается сверху вниз. MgCO3 - 0,06 г на

100 г воды, ВаСО3 всего - 0,002г. Термическая устойчивость карбонатов

растет сверху вниз: Если BeCO3 разлагается при 100о, MgCO3 - при 350о, то

СаСО3 - при 900о, SrCO3 - 1290о BaCO3 - при 1350о.

В соединениях оба металла проявляют степень окисления +2. При

этом кальций более активен, чем магний, хотя и уступает стронцию и

барию.

1. Взаимодействие с кислородом идет с воспламенением и

выделением тепла и света.

11. В 3 группу главную подгруппу входят: Бор, Алюминий, Галлий, Индий, Таммий, все они металлы, кроме Бора. В 3 группе они, потому что на последнем энергетическом уровне, они имеют по 2 электрона, так же они отдают и проявляют степень окисления +3, а валентность 3. В группе сверху вниз металлические свойства возрастают.

Алюминий самый распространенный элемент в земной коре, но он встречается только в соединениях.

Соединения: Корунд(Al 2 O 3 ), Каолинит(Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O), Боксит(Al 2 O 3 *nH 2 O), Нефелин(Na 2 O*Al 2 O 3 *2SiO 2 ), Полевой сенат(H 2 O*Al 2 O 5 *6SiO 2 ).

Получение: Немецкий химик Ф.Велер в 1827 получил алюминий при нагреваний хлорида алюминия со щелочными металлами.

AlCl 3 +3K->3KCl+Al

Физические свойства: Серебристый металл, легкий, плавиться при 660 0 С.

Применение: Для производства сплавов, для защиты от коррозий.

Химические свойства:

1)Реагирует с водой.

2Al+6H 2 O->2Al(OH) 3 ↓ +3H 2 ↑

2)При повышений температуры Al реагирует со многими неметаллами.

3Al+3O->Al 2 O 3

2Al+3Cl 2 ->2AlCl 3

2Al+6HCl->2AlCl 3 +3H↑

2Al+3NaOH+2H 2 O->2NaAlO 2 +3H 2 ↑

12.  В четвёртую группу главную подгруппу входят: углеводород, кремний, германий, олово, свинец. В 4 группе они потому, что на последнем энергетическом уровне содержится 4 электрона, они могут принимать и отдавать 4 электрона, и проявлять степень окисления от +4 до -4 и являться окислителями и восстановителями.

Строение атомов углеводорода и кремния:

C+6 1S 2 2S 2 2P 2

Si+14 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2

В группе с верху вниз металлические свойства увеличиваются. Углерод неметалл в природе два аллотропных вида изменения (графит и алмаз).

Кремний кристаллическое вещество, самый распространенный в природе, после песка.

Химические свойства:

1)Реагирует с кислородом.

Si+O 2 ->SiO 2

2)Реагирует с водородом.

C+2H 2 ->CH 4

Si+2H 2 ->SiH 4

3)Углерод восстанавливает ме из их оксидов.

C+2CuO->CO 2 +2Cu↓

4)Углерод реагирует с металлами.

2C+Ca->CaC 2

Применение: Углерод применяют для производства алмазов, карандашей, типографской краски, медицине, для получения карбида кальция, входит в состав гуталина.

Кремний в большом количестве расходуется для получения кремневых стаей. Кристаллы кремния применяются для выпрямления переменного тока в ЭВМ.