Carbon - this ... kolefnisatóm. kolefni Þyngd

Eitt af því sem mest á óvart þætti, sem er fær um að mynda mikið úrval af efnasamböndum með lífrænum og ólífrænum náttúrunni, er kolefni. Það er svo óvenjulegt eiginleika þáttur sem enn Mendeljeff spáð mikla framtíð, ekki sé minnst á aðgerðir birtar enn.

Síðar var það staðfest í reynd. Það varð þekkt sem hann - höfðingi lífrænum þáttur plánetunni okkar, sem er hluti af algerlega öllum verum. Þar að auki, mögulega verið til f formum sem eru mismunandi róttækan að öllu leyti, en aðeins með því að kolefnisatóm.

Almennt, sérstaklega í þessari uppbyggingu eru margir, það er hjá þeim og mun reyna að líta á greinina.

Carbon: formúluna og stöðu í frumukerfið

Reglubundnu kerfi á þeim þáttum kolefni staðsett í IV (í samræmi við breytta sýni 14) hópur, helstu undirhópa. raðnúmer hans 6, og atómmasi 12.011. Merking þáttur skráningarferlið C táknar nafn sitt Latin - carboneum. Það eru nokkrir mismunandi gerðir sem kolefni er til staðar. Formúlan er það svo mismunandi og fer eftir þeim sérstöku lagfæringum.

Hins vegar að skrifa hvarf jöfnur tákna ákveðin, að sjálfsögðu. Almennt, þegar það er efni sem á hreinu formi, sem tekin kolefni sameinda formúlu C án þess að flokkun.

Saga um uppgötvun frumefnis

Af sjálfu sér, þessi þáttur hefur verið þekkt frá elstu tímum. Eftir allt saman, einn af mikilvægustu steinefni í náttúrunni - það er kol. Því fyrir fornu Grikkir, Rómverjar og aðrar þjóðir leyndarmálum hann var ekki.

Í viðbót við þessa tegund, einnig notað demantur og grafít. Með síðasta í langan tíma sem það var mikið af flóknum aðstæðum, eins og oft án þess að greina samsetningu grafít tekið efnasambönd, svo sem:

• silfur leiða;
• Iron karbít;
• mólýbden súlfíð.

Öll þau voru máluð svört og svo voru talin grafít. Síðar þetta misskilningur var skýrt og þetta form af kolefni hefur orðið sig.

Síðan 1725 stór auglýsing gildi öðlast demöntum, og árið 1970, valdi á tækni til að framleiða þær tilbúnar. Síðan 1779, þökk sé vinnu Karla Sheele, skoðuð efnafræðilegum eiginleikum, sem sýnir kolefni. Þetta var upphafið að röð mikilvægra uppgötvana á sviði frumefni, og varð grundvöllur fyrir skýringar öllum sínum einstaka eiginleika.

Samsætur af kolefni í náttúrunni og dreifingu

Þrátt fyrir þá staðreynd að þáttur um ræðir - ómissandi næringarefni, alls innihald hennar er 0,15% í þyngd jarðskorpunnar. Þetta gerist af því að það er tekið til samfellda dreifingu, náttúrulega hringrás í náttúrunni.

Almennt má nefna fleiri efnasamböndum sem eru ólífræna náttúrunni, en á að samsetningin innihaldi kolefni. Þetta eru náttúrulega steina, svo sem:

• Dolomites og limestones;
• Anthracite;
• shale olíu;
• jarðgas;
• kol;
• olía;
• brúnkol ;
• mó;
• jarðbiki.

Þar að auki, ættum við ekki að gleyma um lifandi verur sem eru einfaldlega geymsla kolefnissameindum. Eftir allt saman, þeir eru mynduð af próteinum, fitu, kolvetni, kjarnsýra, og þannig mest ómissandi uppbyggingu sameind. Almennt má segja að umbreytingin á vöðvamassa 70 kg 15 fellur á hreinu frumefni. Og svo allir, ekki sé minnst á dýr, plöntur og aðrar verur.

Ef við lítum á samsetningu loft og vatn, það er, hydrosphere, og andrúmsloftinu sem heild, það er til staðar blanda af kolefni-súrefiii: táknaður með formúlunni CO _2. Dioxide eða koltvísýringur - einn af helstu lofttegunda, loft efnisþættir. Í þessari mynd massa brot af kolefni af 0.046%. More leyst upp koltvísýring í vötn hafið.

The lotukerfinu massi kolefnis sem þáttur er 12,011. Það er vitað að þetta er reiknað sem meðaltal milli lotukerfinu þyngd allra náttúrulegra samsæta afbrigðum, gefin algengi þeirra (sem hundraðshluti). Svo það er í efninu sem um ræðir. Það eru þrjár helstu samsæta, sem er í formi kolefnis. Þau eru:

• ¹² C - massa brot þess í miklum meirihluta 98.93%;
• ¹³ C - 1,07%;
• ¹⁴ C - geislavirknin helmingunartíma 5700 ár, stöðugt beta-emitter.

Í framkvæmd ákvarða geochronological aldrinum eintök sem almennt eru notaðar geislavirk samsæta ¹⁴ C, sem er vísbending, því lengri tíma sínum rotnun.

Allotropic breyting á frumefni

Carbon - er þáttur sem er á formi einfalt efnisins er til staðar í ýmsum formum. Það er, það er hægt að mynda stærsta vitað til þessa fjölda allotropic breytingar.

1. Crystal tilbrigði - eru til á formi fasts efnis uppbyggingu með reglulegum grindurnar af lotukerfinu gerð. Þessi hópur inniheldur slík afbrigði sem:

• demöntum;
• fullerenes;
• grafítskaut eða ekki;
• carbines;
• lonsdaleite;
• kolefnistrefjarnar og rörið.

Allar þessar mismunandi kristallaða grindarskipan, þar sem hnúður - kolefnisatóm. Þess vegna, alveg einstakt, ekki svipaða eiginleika, bæði líkamlega og efna.

2. myndlaus form - gerðir kolefnis atóm í uppbyggingu tiltekinna náttúrulegum efnasamböndum. Það er, það er ekki hreint afbrigði, og óhreinindi annarra þátta í litlu magni. Þessi hópur inniheldur:

• virkt kolefni;
• steini og tré;
• svart;
• Carbon Nanofoam;
• Anthracite;
• glerkennt;
• Tæknilega bekk efni.

Þeir sameina einnig lögun á kristal grindurnar uppbyggingu útskýra og sýndu eiginleika.

3. kolefnissameindum í formi klasa. Slík uppbyggingu, þar sem atóm eru lokuð í sérstökum holur inni byggingu, er fyllt með vatni eða kjörnum af öðrum þáttum. dæmi:

• kolefni nanocone;
• astralenes;
• Dicarbon.

Physical eiginleika myndlausu kolefnis

Vegna fjölmörgum allotropic breytingar að úthluta nokkrar almennar efnislegir eiginleikar kolefnis er erfitt. Auðveldara að tala um ákveðna mynd. Til dæmis, myndlausu kolefnis hefur eftirfarandi eiginleika.

1. Í hjarta hvers kyns - Fínmalaður afbrigði af grafít.
2. Hár hiti getu.
3. Góður leiðari eiginleika.
4. Carbon þéttni sem er um 2 g / ^cm3.
5. Þegar hituð við hærri hita en 1600 ^C0 umskipti eiga sér stað í grafít mót.

Sót, kol og steinn afbrigði eru mikið notaðar til iðnaðar. Þau eru ekki birtingarmynd breyta kolefni í hreinu formi, en það inniheldur mjög mikið magn.

kristallað kolefni

Það eru til nokkrar leiðir sem a kolefni - efni sem myndar reglulega kristalla af ýmsu tagi, þar sem atómin tengd í röð. Sem afleiðing af myndun eftirfarandi breytingum.

1. Diamond. Uppbygging - rúmmetra, sem eru tengd við fjóra fjórflötungum. Þar af leiðandi, samgilt Efnatengi sérhvert atóm hámarks mettun og sterk. Þetta skýrir eðliseiginleika kolefni þéttleiki 3300 kg / ^m3. High hörku, lítil eðlisvarmi, skortur á rafleiðni - allt þetta er afleiðing þess að kristal grindarskipan. There eru tæknilega framleidd demöntum. Myndast á umskipti grafíts í eftirfarandi breytinguna undir áhrifum af hár hiti og ákveðnum þrýstingi. Almennt, demantur bráðna hitastig er eins hátt á við styrk - um 3500 ⁰ ° C
2. Grafít. Atóm er komið eins og uppbyggingu fyrri efnum, en mettun á sér stað aðeins þremur tenglum, og fjórða verður lengur og minna varanlegur, það tengir "lög" sexhyrnds súlnagrindur hringi. Niðurstaðan er sú að grafít - mjúkur, fitug að snerta efni í svörtu. Það hefur góða rafleiðni og hefur mikla bræðsluhitastig - 3525 ⁰ C. föstu ástandi í loft - sublimated úr föstu efni í loftkennt form, hliðarbraut vökvann (við hitastig sem nemur 3700 ^{0 °} C). Carbon Density - 2,26 g / ^cm3, sem er mun lægra en þessi af demantur. Þetta skýrir mismunandi eiginleika þeirra. Vegna lagskipta uppbyggingu kristalgrindinni er mögulegt að nota grafít til að framleiða handföng eru einfaldar blýantar. Þegar stunda flögur geli pappír og skilja eftir ummerki á pappír í svörtu.
3. Fullerenes. Það var aðeins opin í 80s síðustu öld. Þeir tákna breytingu, þar sem kolefni eru tengd saman í sérstökum lokuðum kúptum uppbyggingu sem hefur holur sent. Og lögun af kristal - a polyhedron, rétta skipulag. Fjölda atóma er jafnvel. Þekktasta formi á fullerene C _60. Sýni af þessu efni fundust í rannsóknunum:

• loftsteinum;
• seti;
• folguritov;
• shungites;
• rými þar sem gas er að finna í formi.

Allar tegundir af kristölluðu kolefni eru hagnýt máli, þar sem þeir eiga a tala af gagnlegur eiginleika í faginu.

hvarfgirni

Molecular kolefni hefur lítið ofnæmis vegna stöðugt uppsetningu þess. Sem gerir það mögulegt að bregðast aðeins upplýsa atom auka orku og þvingunar ytri stig rafeindir til gufu. Á þessum tíma verður sem svarar til þess valency af 4. Þess vegna hefur það í efnasamböndunum með oxunartala + 2, + 4, - 4.

Næstum allar hvörfunum með einföldum efnum á borð við málma og málmleysingja, eiga sér stað undir áhrifum hátt hitastig. Skoðað þáttur getur verið bæði oxunarmiðillinn og draga úr umboðsmanni. Hins vegar seinni átti eignir lýst sérlega vel, byggt á þessari umsókn í málmvinnslu og öðrum atvinnugreinum sínum.

Almennt, getu til að slá inn efna samskiptum veltur á þremur þáttum:

• kolefni dreifilausn;
• allotropic breyting;
• hvarfhitastigið er.

Svona, í sumum tilvikum, samskipti og það með eftirfarandi efnum:

• málmleysingjar (vetni, súrefni);
• málmum (ál, járn, kalsíum, o.s.frv);
• málmoxíð og sölt þeirra.

Með sýrur og basa er ekki hvarfast við halógenum er mjög sjaldgæft. Mikilvægustu eiginleikar kolefnis - getu til að mynda langar keðjur við hvert annað. Þeir geta vera lokuð inn í lykkju móta tré. Þar sem myndun lífrænna efnasambanda, sem í dag tölu í milljónum. The grundvelli þessara tveggja efnasamböndum Element - kolefni, vetni. Einnig uppbygging getur einnig falið í sér aðra atóm súrefni, köfnunarefni, brennistein, halógen, fosfór, og öðrum málmum.

Basískum efnasamböndum og lýsing á eiginleikum þeirra

Það eru til margar mismunandi efnasambðnd til samsetningar sem sem felur í sér kolefni. Formula Frægastar af því - CO ₂ - koltvísýringur. Hins vegar, auk oxíð, það er CO - kolmónoxíð eða kolmónoxíð og nedooksid C ₃ O _2.

Af söltunum, sem fela í sér virkur þáttur, algengustu eru kalsfum og magnesíumkarbónötum. Þannig hefur kalsíum karbónat a tala af samheiti í titli, eins og er að finna í náttúrunni í formi:

• krít;
• marmara;
• kalksteinn;
• dólómít.

Mikilvægi alkaline karbónötum jarð málmur fram í þeirri staðreynd að þeir eru virkir þátttakendur í þeim ferlum sem myndun stalactites og stalagmites, og grunnvatn.

Karbamsýru - annars efnasambands sem er hlutur sem myndar kolefni. formúla hennar - H ₂ CO _3. Hins vegar, í venjulegu formi, það er mjög óstöðugt og strax í lausninni brotnar niður í koldíoxíð og vatn. Því er aðeins þekkt sölt þar af, en það er ekki sjálft, sem lausn.

kolefni halíð - eru fengin aðallega með óbeinum leiðum, beinna nýmyndun er vandlega eingöngu við mjög hátt hitastig og lágar heimtur. Eitt af algengustu - CCL ₄ - koltetraklóríði. A eitrað Efnasamband sem getur valdið eitrun við innöndun. Fengin á sameindabrotum ljóss viðbrögð að skipta um vetnisatómunum í metan.

Málmkarbíðar - kolefni efnasambandi, þar sem þar sem það hefur oxunarstig 4. Einnig hugsanlegrar tilvistar samtaka með bór og kísils. Helstu eign sumra málmkarbíð (ál, wolfram, títan, Níóbín, tantal, hafnín) - a hár styrkur og framúrskarandi rafleiðni. Boron karbít B ₄ C - einn af fasta efninu á eftir demanti (9,5 Mohs). Þessum efnasamböndum eru notuð í faginu, svo og efnaiðnað sem heimildir af kolvatnsefnum (kalsíum carbide með vatni leiðir til myndunar asetýlen og kalsíumhýdroxíði).

Margir málmblöndum framleiddar með kolefni verulega auka þannig gæði þeirra og með þeim lýsingum (stál - málmblanda af járni og kolefni).

Einstök athygli fjölmargir lífrænt kolefni efnasamband, þar sem það - grundvallaratriði sem hægt er að tengja við sömu atóm í langar keðjur af mismunandi mannvirkja. Meðal þeirra eru:

• alkana;
• Alkenar;
• Arena;
• prótín;
• kolvetni;
• nucleic acids;
• alcohols;
• karboxýlsýru og mörgum öðrum flokkum efna.

Notkun kolefnis

Merking á efnasamböndum kolefni og allotropic breytingum á henni mannlegs lífs er mjög hár. Þú getur hringt sumir af the alheims atvinnugreinum, gera það ljóst að þetta er satt.

1. Þessi þáttur myndar allskonar jarðefnaeldsneyti sem maður fær orku.
2. Metallurgical iðnaður notar kolefni eins og sterkum afoxandi miðli til að framleiða málma úr efnasamböndum sínum. Það eru víða notuð sem karbónöt.
3. Bygging og efnaiðnaði neyta mikið magn af kolefnissameindum í myndun nýrra efna og til að fá nauðsynlegar vörur.

Einnig eru slíkar sviðum efnahagslífsins, svo sem:

• kjarnorku iðnaði;
• skartgripi gera;
• búnaður (smurning, háhita deiglur, blýantar, osfrv);
• ákvörðun á jarðfræðilegum aldri steinum - geislavirkt sporefni ¹⁴ C;
• kolefni - dásamlegt adsorbent sem hægt er að nota fyrir síu framleiðslu.

Hringrás í náttúrunni

Massi kolefnis staðar í náttúrunni, er innifalinn í stöðugri hringrás, sem er flutt lotubundið hverri sekúndu um allan heim. Þannig andrúmslofti kolefni uppspretta - CO ₂ frásogast af plöntum og allar aðrar lifandi verur er gefið út á öndun. Einu sinni í andrúmsloftinu, það er aftur frásogast, og svo áfram hringrás. Þannig útrýmingu lífræn efnaleifarannsóknum leiðir til þess að gefa út af kolefni og uppsöfnun þess í jörðu, þar sem það síðan var aftur að frásogast frá lífverum og er hleypt út í andrúmsloftið sem gas.