Uglerod uglerod atomidir. Uglerod massasi

organik va noorganik tabiatning birikmalar katta bir turli hosil qodir eng ajablanarli elementlar, biri, uglerod bo'ladi. Bu hali Mendeleev buyuk kelajakni emas, balki uchun zikr hali oshkor xususiyatlarini bashorat bir element, shuning uchun g'alati xususiyatlari ekan.

Keyinchalik u amalda o'z tasdig'ini topdi. Ma'lum bo'lishicha, u - mutlaqo barcha mavjudot qismidir sayyoramiz, bosh biogen element. Bundan tashqari, har jihatdan tubdan farq, lekin uglerod atomlari faqat iborat shakllari mavjud qodir.

Umuman olganda, ayniqsa, bu tarkibida u ular bilan va moddaning qarash harakat qiladi, ko'p.

Uglerod: formula va hujayra tizimida joy

guruh, asosiy kichik guruhlar (yangi namunasi 14 ko'ra) IV joylashgan elementlar uglerod davriy tizimi. Uning seriya raqami 6, va 12.011 atom og'irligi. carboneum - element belgisi C brendingi lotin o'z nomini bildiradi. uglerod mavjud bo'lgan bir necha xil shakllari bor. formula shunday farq qiladi va muayyan modifikatsiyadagi bog'liq.

Biroq, bir reaktsiya tenglamalar albatta, o'ziga xos vakili yozish uchun. Umuman olganda, u sof shaklda bir modda, katalog holda qabul uglerod molekulyar formula C bo'lganda.

element kashf tarixi

o'z-o'zidan, bu element eng qadim zamonlardan buyon ma'lum bo'lgan. Axir, tabiatda eng muhim minerallar biri - bu ko'mir bo'ladi. Shuning uchun, qadimgi yunonlar, rimliklar va boshqa xalqlar siri uchun u emas edi.

bu turning tashqari, shuningdek, olmos, grafit va ishlatilgan. uzoq vaqt davomida o'tgan bilan tez-tez kabi grafit qabul birikmalar tarkibini tahlil qilmasdan, murakkab vaziyatlarda ko'p edi:

• kumush qo'rg'oshin;
• temir karbid;
• molibden sulfid.

Ularning barchasi qora rangga bo'yalgan edi va shuning uchun grafitlarga ko'rib chiqildi. Keyinchalik, bu anglashilmovchilik tushunarli edi, va uglerod bu shakli o'zini aylandi.

1725 yildan buyon olmos sotib katta tijorat qiymati va 1970 yilda, sun'iy ularni ishlab chiqarish uchun texnologiya o'zlashtirildi. 1779 yildan boshlab, ish Karla Sheele uchun rahmat, uglerod ko'rsatadi, kimyoviy xususiyatlarini o'rganib. Bu element sohasida muhim kashfiyotlar bir qator boshlanishi bo'ldi, va uning barcha noyob xususiyatlari aniqlashtirishga uchun asos bo'ldi.

tabiat va taqsimlashda uglerod izotoplari

qaramay savol element deb - bir muhim ozuqa, uning umumiy mazmuni qobig'ining vazni 0,15% bo'ladi. Bu uzluksiz aylanishini, tabiatda tabiiy muomalaga duchor bo'ladi, aslida tomonidan sodir bo'ladi.

Umuman ko'proq moddalar, tarkibi uglerod o'z ichiga olgan bir mineral tabiati, so'z mumkin. Bu kabi tabiiy qoyalar bor:

• dolomit va ohaktoshlar;
• antrasit;
• slanets, neft;
• Tabiiy gaz;
• ko'mir;
• yog ';
• qo'ng'ir ;
• torf;
• asfalt.

Bundan tashqari, biz faqat uglerod birikmalar bir omborxona bo'lgan jonzotlar haqida unutmaslik kerak. Axir, ular oqsillar, yog'lar, uglevodlar, nuklein kislotalar, va shunday qilib, eng muhim tarkibiy molekulasi tomonidan tashkil etiladi. Umuman, sof element ustida 70 kg, 15 Falls yodida tana massasi aylantirish. Va shuning uchun har bir kishi, hayvonlar, o'simliklar va boshqa jonzotlar emas, balki so'z.

Biz ko'rib Agar havo tarkibini bir butun bo'lib, ya'ni suv va, gidrosfera va atmosfera, formula CO ₂ bildirdi uglerod-kislorod hozirgi aralashmasi, _bor. Dioksid yoki karbonat angidrid - asosiy gazlar biri, havo moddalar. 0,046% uglerod bu shaklida massa ulushi. Qo'shimcha Okeanlarning suvlarda erigan karbonat angidrid.

elementi sifatida uglerodning atom massasi 12,011 bo'lgan. Bu qiymat, barcha tabiiy ravishda paydo izotopi navlarini atom og'irliklari orasidagi o'rtacha arifmetigi sifatida hisoblab (foiz sifatida) ularning tarqalganligi berilgan ma'lum. Bas, u savol moddalar bo'ladi. uglerod shaklida bo'lib uch asosiy izotopi bor. Ular:

• ¹² C - 98.93% aksariyat uning massa ulushi;
• ¹³ C - 1,07%;
• ¹⁴ C - 5700 yil radioaktiv yarim hayot, barqaror beta-emitter.

tez-tez, chunki parchalanish, uning uzoq muddat, bir ko'rsatkich bo'lib radioaktiv izotopi ¹⁴ C, ishlatiladigan Jeokronoloji keksa nusxalar aniqlash amalda.

element allotropic o'zgartirish

Uglerod - oddiy moddalar shaklida bo'lgan element bir necha shakllarda mavjud bo'ladi. Ya'ni allotropic o'zgartirishlar soni Sana ma'lum eng shakllantirish ega bo'ladi.

1. Kristal o'zgarish - atom turi navbatdagi panjaralari bilan mustahkam tuzilishi shaklida mavjud. Ushbu guruh kabi navlari o'z ichiga oladi:

• olmos;
• fullerenler;
• graphites;
• qisqa namlulu o'qotar;
• lonsdaleite;
• uglerod tolalar va quvur.

Bu barcha turli kristal panjara tuzilishi, unda tugun - uglerod atomi. Shuning uchun, bir to'liq noyob emas, balki shunga o'xshash xususiyatlari, jismoniy va kimyoviy.

2. Amorf shakllari - muayyan tabiiy birikmalar tarkibida uglerod atomi shakllari. Ya'ni sof navlari emas, va oz miqdorda boshqa elementlarning aralashmalarning bilan hisoblanadi. Bu guruh o'z ichiga oladi:

• faol uglerod;
• tosh va yog'och;
• qora;
• Uglerod Nanofoam;
• antrasit;
• camsı;
• Texnik sinf material.

Ular, shuningdek, tushuntirib va namoyish xususiyatlari kristall panjara tarkibidagi xususiyatlarini birlashtirish.

Klaster shaklida 3. Karbon moddalar. atomlar maxsus, ichi bo'sh ichida shaklidagi yopiq bo'lgan bunday tuzilishi, suv yoki boshqa elementlarning yadrolari bilan to'ldiriladi. misollar:

• uglerod nanocone;
• astralenes;
• Dicarbon.

amorf uglerod jismoniy xususiyatlari

Tufayli allotropic o'zgartirishlar turli uchun uglerod ba'zi umumiy jismoniy xususiyatlari qiyin ajratish. Oson muayyan shaklda haqida gapirish. Misol uchun, amorf uglerod quyidagi xususiyatlarga ega.

1. barcha shakllarini qalbida - grafit navlarini mayda donali.
2. Oliy issiqlik sig'imi.
3. Yaxshi rahbar xususiyatlari.
4. taxminan 2 g / sm ³ uglerod ^zichligi.
5. 1600 C yuqorida isitiladi qachon ⁰ o'tish grafit plastinalarni uchraydi.

Qurum, ko'mir va tosh navlari keng sanoat maqsadlari uchun ishlatiladi. Ular sof shaklda uglerod o'zgartirish bir ifodasi emas, lekin u juda katta miqdorda o'z ichiga oladi.

kristal uglerod

modda atomlar izchil bog'liq bo'lgan turli xil, muntazam kristallar hosil - bir uglerod bo'lgan bir necha yo'llari bor. Quyidagi modifikatsiyadagi shakllanishi natijasida.

1. Diamond. Tuzilishi - kub, to'rt tetrahedrons ulangan. Natijada, kovalent bog kimyoviy bog'lanishlari maksimal to'ldirish va kuchli har atom. Bu uglerod zichligi 3300 kg / m ³ jismoniy xususiyatlarini ^{tushuntiradi.} Yuqori qattiqlik, past xos issiqlik, elektr o'tkazuvchanlik yo'qligi - bu barcha kristall panjara tuzilishi natijasidir. texnik ishlab chiqarilgan olmos bor. yuqori harorat ta'sirida va ma'lum bir bosim ostida quyidagi o'zgartirish grafit o'tish hosil. haqida 3500 ⁰ C - Umuman, olmos erish harorati kuch sifatida yuqori
2. Grafit. atomlar oldingi moddalarning tuzilishi kabi ajratish, lekin qondirish faqat uch yo'nalishlarga sodir bo'ladi, va to'rtinchi u "qatlamlari" olti burchakli panjara uzuk bog'lab, uzoq va kam ishonchli bo'ladi. Natijada, deb grafit - yumshoq, qora sensorli material uchun yog'li. Bu yaxshi elektr o'tkazuvchanligi ega va yuqori erish harorati - 3525 ⁰ S inceltilebilir - gazsimon holatga qattiq dan Sublimleştirme, (3700 ⁰ S haroratda) suyuqlik chetlab. Uglerod Zichlik - 2.26 g / ^sm3, olmos, deb ancha past bo'ladi. Bu ularning turli xususiyatlari to'g'ri keladi. Chunki kristall panjaralari qatlamlik tuzilishi Qo'llari oddiy qalam bo'lgan ishlab chiqarish uchun grafit foydalanish mumkin. o'tkazish paytida flakes qog'oz pul pul va qora qog'oz ustiga bir iz qoldiradi.
3. Fullerenler. Bu faqat o'tgan asrning 80-yillarida ochiq edi. Ular uglerod bir bo'g'iq markazi ega bo'lgan maxsus yopiq qavariq tarkibida bir-biriga bo'lgan bir modifikatsiya, vakili. Va billur shakli - bir polyhedron, to'g'ri tashkil. atomlarining soni ham bo'ladi. fulleren C ₆₀ eng yaxshi ma'lum _shakli. Bu material namunalari tadqiqotlar topilgan:

• göktaşları;
• cho'kindilar;
• folguritov;
• Mumya;
• gaz shaklida mavjud bo'sh joy.

Ular san'at foydali xususiyatlari bir qator ega, chunki tiniq uglerod barcha navlari, amaliy ahamiyatga ega.

reaktivlik

Molekulyar uglerod uning barqaror konfiguratsion tufayli past reaktivite bor. imkon qilish faqat atom qo'shimcha energiya xabardor va bug 'bilan tashqi darajali elektron majbur munosabat uchun. bu safar Shuning 4. valentlik teng bo'ladi, u Oksidlanish davlat + 2 birikmalar, + 4, ega - 4.

Deyarli barcha kabi metallar va ochish Ro'yxatni yopish metall kabi oddiy moddalar bilan reaktsiyalar, yuqori harorat ta'sirida sodir bo'ladi. Ko'rib chiqilgan element oksidlovchi agent va kamaytirish agenti ham bo'lishi mumkin. Biroq, ikkinchisi xususiyatlari uning metallurgiya va boshqa sohalarda bu dasturga asoslangan, ayniqsa kuchli bildirdi edi.

Umuman, kimyoviy o'zaro kira qobiliyati uch faktorlarga bog'liq:

• uglerod dispersiyasi;
• allotropic o'zgartirish;
• reaktsiya harorati.

Shunday qilib, ba'zi hollarda, quyidagi moddalar bilan o'zaro hamkorlik qiladi:

• metallmaslardir (vodorod, kislorod);
• metallar (alyuminiy, temir, kaltsiy, va hokazo);
• metall oksidlari va ularning tuzlari.

galogenlar bilan reaksiyaga emas kislotalar va ishqorlarda bilan juda kam. uglerod eng muhim xususiyatlari - qobiliyati bir-biri bilan uzoq zanjirlar hosil qilish. Ular bir halqa shakli dallanmanın ichiga yopiq bo'lishi mumkin. millionlab organik birikmalar shakllantirish, bugun buyon soni. uglerod, vodorod - bu ikki moddalar, element asosi. Shuningdek tuzilishi, shuningdek, kislorod, azot, oltingugurt, galogenlar, fosfor va boshqa metallarni boshqa atomlarga o'z ichiga olishi mumkin.

Asosiy moddalar va ularning ta'rif

uglerod o'z ichiga olgan tarkibi turli moddalar, bor. Formula Ulardan eng mashhur - CO ₂ - uglerod dioksid. Biroq, Kiritilgan oksidi, CO bor - oksid yoki uglerod oksid va nedooksid C ₃ O _2.

faol elementi o'z ichiga oladi tuzlar orasida, eng keng tarqalgan kaltsiy va magniy karbonatlar mavjud. shaklida tabiatda topilgan Shunday qilib kaltsiy karbonat, sarlavhasida anlamlıların bir qator bor:

• bo'r;
• marmar;
• ohaktosh;
• oxaktosh.

ishqoriy yer metallar karbonatlar ahamiyati ular sarkıt va dikitler va er osti shakllanishi jarayonlarida faol ishtirokchilari, deb aslida namoyon.

Karbonat kislota - uglerod hosil boshqa aralashma. Uning formulasi - H ₂ CO _3. Biroq, an'anaviy shaklda, u juda beqaror va darhol eritmasiga karbonat angidrid va suvga ajratadi. Shuning uchun, faqat uning tuzlari ma'lum, lekin bu bir yechim sifatida, o'zi emas.

uglerod Xolid - to'g'ridan-to'g'ri sintez faqat juda yuqori harorat va past hosildorligi da bo'lib, asosan bilvosita yo'llar bilan qo'lga kiritiladi. eng keng tarqalgan biri - CCL ₄ - tetraklorkarbon. Nafas olish zaharlanishga olib kelishi mumkin toksik aralashma. almashtirish tubdan fotokimyoviy reaktsiyalar bilan qo'lga kiritilgan vodorod atomlari metan ham.

Metall karbidler - Bu, shuningdek, bir Oksidlanish davlatni 4. Bor va kremniy bilan birlashmalari mumkin mavjudligi ega bo'lgan uglerod aralashma. Ba'zi metall karbid (alyuminiy, volfram, titan, niobiy, tantal, gafniy) asosiy xususiyat - yuqori kuch va ajoyib elektr o'tkazuvchanlik. Bor karbid B ₄ C - olmos keyin qattiq biri (9,5 Mohs). Ushbu aralashmalar (suv bilan kaltsiy karbid atsetilen va shakllanishiga olib keladi uglevodorodlar manbalari sifatida san'at, shuningdek kimyo sanoatida ishlatiladi kaltsiy gidroksid).

Ko'pchilik metall qotishmalari (- temir va uglerod bir qotishma po'lat) sezilarli darajada, shunday qilib, uglerod yordamida ularning sifati va texnik xususiyatlarini oshirish ishlab.

Individual e'tibor ko'p organik uglerod aralashma, unda - turli tuzilmalar uzoq zanjirlar Shu atomi bilan ulanishi mumkin bo'lgan asosiy element. Bu o'z ichiga oladi:

• alkan;
• alkenler;
• Arena;
• oqsillar;
• uglevodlar;
• nuklein kislotalar;
• spirtli ichimliklarni;
• karboksilik kislota va moddalar ko'plab boshqa darslar.

uglerod foydalanish

uglerod birikmalar va inson hayotining uning allotropic o'zgartirishlar ma'nosi juda yuqori. Siz, eng global tarmoqlar ba'zi qo'ng'iroq aniq, bu haqiqiy ekanligini qilish mumkin.

1. Bu element bir shaxs energiya qabul bo'lgan fotoalbom yonilg'i barcha turdagi hosil qiladi.
2. Metallurgiya sanoati o'z birikmalar metallarni ishlab chiqarish uchun kuchli kamaytirish agenti sifatida uglerod foydalanadi. keng karbonatlar sifatida mavjud ishlatiladi.
3. Qurilish va kimyo sanoati yangi moddalar sintez va zarur mahsulotlar olish uchun uglerod birikmalar katta miqdorda iste'mol.

Shuningdek kabi iqtisodiyotning bunday tarmoqlarini, shu jumladan:

• atom sanoati;
• Marvarid;
• uskunalari (moylash, yuqori harorat potalar, qalam va boshqalar);
• jinslarning geologiya yoshi aniqlash - radioaktiv tomoshabin ¹⁴ C;
• uglerod - filtri ishlab chiqarish uchun foydalanish mumkin ajoyib adsorbent.

tabiatda Cycle

Tabiatda uglerod Bugungi ommaviy, dunyo bo'ylab, galma-har ikkinchi amalga oshiriladi doimiy aylanishi, shu jumladan qilinadi. Shunday qilib, atmosfera uglerod manbai - CO ₂ o'simliklar so'riladi va boshqa barcha tirik mavjudotlar nafas davomida ozod etiladi. Atmosferadagi so'ng, u yana so'riladi, va shuning uchun aylanishiga davom etmoqda. uglerod ozod va keyin yana tirik organizmlarning tomonidan so'riladi va gaz kabi atmosferaga zaryadsizlanishi edi erga, o'z birikmasini Shunday qilib o'chirish organik qolgan burdalarni terib natijalar.