Carbon - šo ... oglekļa atomiem. carbon Weight

Viens no pārsteidzošākajiem elementiem, kas ir spējīga veidot ļoti dažādus savienojumu ar organisko un neorganisko dabu, ir oglekļa. Tas ir tik neparastas īpašības, elementu, kas joprojām Mendeļejevs prognozētais lielu nākotni, nemaz nerunājot funkcijas atklāti vēl.

Vēlāk tas tika apstiprināts praksē. Tas kļuva zināms, ka viņš - galvenais no mūsu planētas, kas ir daļa no pilnīgi visu būtņu biogēna elements. Bez tam, kas spēj esošo formās, kas radikāli atšķiras visos aspektos, bet sastāv tikai no oglekļa atomiem.

Kopumā, jo šajā struktūrā ir daudz, tas ir ar tiem, un centīsies apskatīt rakstu.

Carbon: formula un pozīcija šūnu sistēmu

Periodiskās sistēmas Elementu oglekļa, kas atrodas IV (saskaņā ar jauno paraugs 14) grupa, kas ir galvenās apakšgrupām. Tās sērijas numuru 6, un 12.011 atomu svaru. Marķēšanas elements parakstīt C norāda savu nosaukumu latīņu valodā - carboneum. Ir vairāki dažādi veidi, kādos pastāv oglekļa. Formula ir tas tik atšķirīgs un atkarīgs no konkrētiem izmaiņām.

Tomēr, lai rakstītu reakciju vienādojumus veido īpašas, protams. Vispār, kad tas ir viela tīrā veidā, kas ņemti oglekļa molekulārā formula C bez indeksācijas.

Vēsture atklāšanas elementa

Ar sevi, šis elements ir pazīstams jau kopš vissenākajiem laikiem. Galu galā, kas ir viens no svarīgākajiem minerāliem dabā - tā ir ogles. Tāpēc, lai senie grieķi, romieši un citu tautu noslēpumiem viņš nebija.

Papildus šai sugai, arī izmanto dimanta un grafīta. Ar pēdējā ilgu laiku tas bija daudz sarežģītās situācijās, jo bieži vien bez analizējot sastāvu grafīta veikti savienojumi, piemēram:

• sudraba svina;
• dzelzs karbīda;
• molibdēna sulfīds.

Visi no tiem tika krāsoti melnā krāsā, un tā tika uzskatīta par grafīta. Vēlāk šis pārpratums tika noskaidrots, un šis oglekļa forma ir kļuvusi pati.

Kopš 1725. liela komerciāla vērtība iegūt dimantu, un 1970. gadā, apguvis tehnoloģiju tos ražo mākslīgi. Kopš 1779., pateicoties darbam Karla Sheele, pārbaudīja ķīmiskās īpašības, kas liecina par oglekļa. Tas bija sākums virkni svarīgu atklājumu jomā elementa, un kļuva par pamatu noskaidrošanai visām tās unikālās iezīmes.

Izotopi oglekļa dabā un izplatīšanā

Neskatoties uz to, ka minētajam elementam - būtiska uzturviela, tā kopējais saturs ir 0,15% no garozas masas. Tas notiek ar to, ka tā tiek pakļauta nepārtrauktai cirkulāciju, dabisko apriti dabā.

Kopumā vairāki savienojumi, var minēt minerālsāls raksturu, kurā kompozīcija ietver oglekli. Tie ir dabas ieži, tādi kā:

• dolomīti un limestones;
• anthracite;
• slānekļa eļļa;
• dabas gāze;
• ogles;
• eļļa;
• lignīts ;
• kūdra;
• bitums.

Bez tam, mums nevajadzētu aizmirst par dzīves lietām, kas ir vienkārši krātuve oglekļa savienojumu. Galu galā, tie tiek veidoti ar olbaltumvielām, taukiem, ogļhidrātiem, nukleīnskābēm un tādējādi vissvarīgākais strukturālo molekulā. Kopumā konversija liesās ķermeņa masas 70 kg, 15 krīt uz tīru elementu. Un tāpēc ikviens, nemaz nerunājot par dzīvniekiem, augiem un citas radības.

Ja ņem vērā sastāvu gaisu un ūdeni, tas ir, hidrosfēras, un atmosfēru kopumā, tur ir klāt maisījums no oglekļa-skābekļa, ar formulu CO _{2 izteikta.} Dioksīds vai oglekļa dioksīds - viens no galvenajiem gāzēm, gaisa komponentiem. Tādā veidā masas frakcija, oglekli 0,046%. More izšķīdina oglekļa dioksīdu ūdeņos okeānos.

Atomu masa oglekļa kā elements, kas ir 12,011. Ir zināms, ka šī vērtība tiek aprēķināta kā aritmētisko vidējo starp atomu svaru visu dabīgi izotopu šķirnes, ņemot vērā to izplatību (procentos). Tātad, tas ir attiecīgās vielas. Ir trīs galvenie izotops, kas ir formā oglekļa. Tie ir:

• ¹² C - tās masas frakcija, kas lielākajā daļā 98.93%;
• ¹³ C - 1,07%;
• ¹⁴ C - radioaktīvais pussabrukšanas no 5700 gadiem, stabila beta-starojumu.

Jo praksē, nosakot geochronological vecumā paraugiem parasti izmanto radioaktīvo izotopu ¹⁴ C, kas ir rādītājs, jo tā ilgu sabrukšanas.

Allotropic modifikācija elementa

Carbon - ir elements, kas ir kā vienkāršas vielas pastāv dažādās formās. Tas ir, tā ir spējīga veidot lielākā zināms šim skaitu allotropic modifikācijas.

1. Crystal variācijas - pastāv veidā cietas konstrukcijas ar regulāru režģis atomu veidu. Šajā grupā ietilpst tādas šķirnes kā:

• dimanti;
• fullerēnu;
• grafīts;
• karabīnes;
• lonsdaleite;
• oglekļa šķiedras un caurule.

Visi šie atšķirīgs kristāliskā režģa struktūra, kurā mezglu - oglekļa atomu. Līdz ar to, pilnīgi unikālu, ne līdzīgas īpašības, gan fiziskās un ķīmiskās.

2. amorfas formas - formas oglekļa atomu struktūru dažu dabas savienojumi. Tas nozīmē, ka tas nav tīri šķirnes, un ar piemaisījumiem citu elementu nelielos daudzumos. Šajā grupā ietilpst:

• aktīvo ogli;
• akmens un koka;
• black;
• Carbon Nanofoam;
• anthracite;
• stiklveida;
• Tehniskais kategorijas materiāls.

Viņi arī apvieno iezīmes kristāla režģa struktūru, paskaidrojot un izstādīti īpašībām.

3. oglekļa savienojumu veidā kopu. Šāda struktūra, kurā atomi ir slēgti īpašā doba iekšpusē uzbūves, ir piepildīta ar ūdeni vai kodolos citiem elementiem. piemēri:

• oglekļa nanocone;
• astralenes;
• Dicarbon.

Fizikālās īpašības amorfā oglekļa

Sakarā ar dažādām allotropic izmaiņas piešķirt daži vispārīgi fizikālās īpašības oglekļa ir grūti. Vieglāk runāt par konkrētu formu. Piemēram, amorfā oglekļa ir šādas īpašības.

1. Pie sirds visu veidu - smalkgraudains šķirnes grafīta.
2. Augstas siltuma jauda.
3. Labas diriģents īpašības.
4. Carbon blīvums no apmēram 2 g / ^cm3.
5. Kad tiek sakarsēti virs 1600 C ⁰ pāreja notiek grafīta pelējuma.

Sodrēji, kokogles un akmens šķirnes tiek plaši izmantota rūpnieciskiem mērķiem. Tie nav izpausme modificēšanas oglekli tīrā veidā, bet tas ir ļoti daudz.

kristālisks ogleklis

Ir vairāki veidi, kādos oglekļa - viela, kas veido regulāru kristāli dažādu veidu, kurā atomi ir saistīti secīgi. Tā rezultātā veidošanās šādām izmaiņām.

1. Diamond. Struktūra - kuba, kas ir savienots ar četriem tetrahedrons. Tā rezultātā, kovalentās ķīmiskās saites, kuras katrs atoms maksimālo piesātinājuma un spēcīga. Tas izskaidro fizikālās īpašības oglekļa blīvums 3300 kg / m ^3. High cietība, zems īpatnējais siltums, neesamība elektrovadītspēju - tas viss ir rezultāts kristāla režģa struktūru. Ir tehniski ražoti dimanti. Veidojas pie pārejas grafīts šādu grozījumu reibumā augstu temperatūru un noteiktu spiedienu. Kopumā, dimanta kušanas temperatūra ir tikpat liels kā stiprību - apmēram 3500 ⁰ C.
2. Grafīta. Atomi ir sakārtoti tāpat struktūru iepriekšējo vielu, bet piesātinājums notiek tikai trīs saites, un ceturtais kļūst garāks un mazāk izturīgs, tas savieno "slāņi" sešstūra režģu gredzeni. Rezultāts ir tāds, ka grafīta - mīksta, glumas touch materiāla melnā krāsā. Tā ir laba elektrovadītspēju un ir augsta kušanas temperatūra - 3525 ⁰ C. sublimable - sublimēts no cietas vielas gāzveida stāvoklī, apejot šķidrumu (pie temperatūras 3700 ⁰ C). Oglekļa Blīvums - 2,26 g / ^cm3, kas ir daudz zemāka nekā dimants. Tas veido to dažādām īpašībām. Daudzslāņu struktūras kristāla režģa, ir iespējams izmantot grafīta ražošanas rokturi ir vienkārši zīmuļi. Veicot pārslas salapot papīru un atstāt pēdas uz papīra melnā krāsā.
3. Fullerēnu. Tas bija atvērta tikai 80.gados pagājušajā gadsimtā. Tās veido modifikācija, kurā oglekîa atomi ir savstarpēji savienotas īpašā slēgtā izliektu struktūru, kam ir dobjš. Un forma kristāla - daudzskaldnis, pareizo organizāciju. No atomu skaits ir pat. Pazīstamākais forma Fullerēna C _60. Paraugi šo materiālu, tika konstatēts pētījumos:

• meteorīti;
• nogulsnēs;
• folguritov;
• shungites;
• vieta, kur gāzē formā.

Visi kristāliskā oglekļa šķirnes ir praktiska nozīme, jo tās piemīt vairākas noderīgas īpašumiem mākslā.

reaktivitāte

Molecular ogleklis ir zema reaktivitāte Sakarā ar to, stabilu konfigurāciju. Padarot to iespējams reaģēt tikai informējot atoms papildus enerģiju un piespiežot ārējās līmeņa elektronus tvaika. Tajā šoreiz kļūst vienāds ar valence no 4. Tādēļ, tas ir savienojumos oksidēšanas stāvokļa + 2 + 4, - 4.

Gandrīz visi no reakcijas ar vienkāršām vielām, piemēram, metāliem un nonmetals, notiek reibumā augstas temperatūras. Skatīts elements var būt gan oksidētājs un reducētājs. Tomēr tā bija īpašības izteiktas īpaši spēcīgi, pamatojoties uz šo pieteikumu tās metalurģijas un citās nozarēs.

Kopumā, spēja stāties ķīmiskā mijiedarbība ir atkarīga no trīs faktoriem:

• oglekļa dispersija;
• allotropic modifikācija;
• reakcijas temperatūra.

Tādējādi, atsevišķos gadījumos tas mijiedarbojas ar šādām vielām:

• nonmetals (ūdeņraža, skābekļa);
• metālu (alumīnijs, dzelzs, kalcijs, uc);
• metālu oksīdi un to sāļi.

Ar skābju un sārmu nereaģē ar halogēniem, ir ļoti reti. Svarīgākās īpašības oglekļa - spēja veidot garas ķēdes ar otru. Tie var tikt slēgts uz cilpas formas zarojumpunkts. Tā veidošanās organisko savienojumu, kas šodien numurs miljoniem. Pamatojoties uz šiem diviem savienojumiem elementu - oglekli, ūdeņradi. Arī struktūra var ietvert arī citus atomus skābekļa, slāpekļa atoma, sēra atoma, halogēna atomiem, fosfora un citiem metāliem.

Pamata savienojumi un to raksturojums

Ir daudz dažādu savienojumi veidojas kompozīcija, kas ietver oglekli. Formula slavenākais no tiem - CO ₂ - oglekļa dioksīds. Tomēr papildus oksīda, ir CO - monoksīds vai oglekļa oksīds un nedooksid C ₃ O _2.

Starp sāļiem, kas ietver aktīvo elementu, visbiežāk ir kalcija un magnija karbonāti. Tādējādi kalcija karbonāts ir vairāki sinonīmi nosaukumā, kā ir sastopamas dabā veidā:

• krīts;
• marmors;
• kaļķakmens;
• dolomīts.

Nozīme sārmzemju metālu karbonātu izpaužas faktā, ka tās ir aktīvi dalībnieki procesos veidošanās stalaktītiem un stalagmītiem, un gruntsūdeņos.

Ogļskābe - vēl viens savienojums, kas veido oglekli. Tās formula - H ₂ CO _3. Tomēr parastā veidā, tas ir ļoti nestabils un uzreiz šķīdumā sadalās oglekļa dioksīdu un ūdeni. Tāpēc vienīgais zināmais sāļiem, bet tas nav pats par sevi, kā risinājumu.

oglekļa halogenīdi - iegūst galvenokārt ar netiešiem līdzekļiem, jo tiešās sintēzes ir tikai pie ļoti augstu temperatūru un zemu ražu. Viens no visbiežāk - CCL ₄ - tetrahlorogleklis. Toksiska Savienojums, kas var izraisīt saindēšanos ar ieelpošanas. Iegūst ar radikālu fotoķīmisko reakciju aizstāšanu ūdeņraža atomiem , kas metānu.

Metāla karbīdi - oglekļa saliktos, kurā tā ir oksidēšanas 4. iespējama arī esamība asociāciju ar bora un silīcija. Galvenais īpašums dažu metālu karbīdu (alumīnijs, volframa, titāna, niobija, tantala, hafnija) - augsta izturība un lieliska elektrovadītspēja. Bora karbīda B ₄ C - viens no cietā pēc dimanta (9.5 Mosa). Šie savienojumi tiek izmantoti in the art, kā arī ķīmiskajā rūpniecībā kā avotu ogļūdeņražu (kalcija karbīds ar ūdeni noved pie veidošanos acetilēna un kalcija hidroksīda).

Daudzi metālu sakausējumi ražoti, izmantojot oglekli būtiski, tādējādi palielinot to kvalitāti un specifikācijas (tērauds - sakausējuma dzelzs un oglekļa).

Individuālā uzmanība daudz organiskā oglekļa savienojums, kurā tā - būtisks elements, kas var būt saistīts ar tiem pašiem atomiem garajām ķēdēs dažādu struktūru. Tie ir šādi:

• alkāniem;
• alkēnus;
• arēna;
• proteīniem;
• ogļūdeņražiem;
• nukleīnskābes;
• spirti;
• karbonskābes un daudzas citas klases vielu.

Oglekļa lietošana

Nozīme oglekļa savienojumu un tās allotropic izmaiņām cilvēka dzīvē ir ļoti augsta. Jūs varat zvanīt daži no globālām nozarēm, lai būtu skaidrs, ka tā ir taisnība.

1. Šis elements veido visas fosilā kurināmā, no kuras persona saņem enerģiju veidus.
2. Metalurģija izmanto oglekli kā spēcīgu reducējošu aģentu, iegūstot metālus no to savienojumiem. Ir plaši izmantoti kā karbonātu.
3. Celtniecības un ķīmiskā rūpniecība patērē lielu daudzumu oglekļa savienojumu sintēzei jaunu vielu, un, lai iegūtu nepieciešamos produktus.

Arī ietver tādas ekonomikas nozares, piemēram:

• kodolenerģētikas nozare;
• rotaslietas pieņemšanā;
• iekārta (eļļošana, augstas temperatūras tīģeļus, pencils, uc);
• noteikšanu ģeoloģisko vecumā akmeņiem - radioaktīvo marķiergāzu ¹⁴ C;
• oglekļa - brīnišķīgi adsorbents, kas var tikt izmantoti, lai filtru ražošanā.

Cikls dabā

Oglekļa Šobrīd dabā masu, ir iekļauts pastāvīgi ciklā, kas tiek veikts cikliski katru otro visā pasaulē. Tādējādi, atmosfēras oglekļa avots - CO ₂ absorbē augi un visas citas dzīvās būtnes ir atbrīvota elpojot. Pēc tam, kad atmosfērā, tas atkal uzsūcas, un tā cikls turpinās. Tādējādi ekstinkcijas organiskos atkritumus rezultāti izlaišanas oglekļa un tā uzkrāšanās zemē, kur tas pēc tam tika atkal absorbētā dzīvo organismu un novadīts atmosfērā kā gāzi.