Karbon - ieu ... karbon atom. Beurat karbon

Salah sahiji elemen paling héran, nu bisa ngabentuk rupa hébat sanyawa alam organik jeung anorganik, nyaéta karbon. Ieu sipat kitu mahiwal tina unsur nu masih Mendeleev diprediksi datang hébat, teu nyebut fitur diungkabkeun acan.

Engké deui ieu dikonfirmasi dina kaperluan praktis. Ieu jadi dipikawanoh yen anjeunna - unsur biogenic lulugu planét urang, nu mangrupa bagian ti pancén sakabeh mahluk. Sajaba ti éta, sanggup aya dina bentuk nu beda radikal dina sakabéh ngahormat, tapi ngan diwangun ku atom karbon.

Sacara umum, utamana di struktur ieu seueur, ieu sareng maranehna sarta moal coba mun nempo artikel anu.

Karbon: rumus sarta posisi dina sistem cell

Sistem périodik tina karbon elemen lokasina di IV (nurutkeun kana anyar sample 14) grup, anu subgroups utama. serial angka na 6, jeung beurat atom tina 12,011. Nyirian tanda unsur C nunjukkeun ngaranna dina basa Latin - carboneum. Aya sababaraha bentuk béda nu karbonna aya. rumusna nya éta sangkan béda jeung gumantung dina modifikasi husus.

Sanajan kitu, nulis persamaan réaksi ngagambarkeun husus, tangtu. Sacara umum, lamun eta ngarupakeun zat dina formulir murni, dicokot karbon rumus molekul C tanpa indexing.

Sajarah kapanggihna unsur

Ku sorangan, unsur ieu geus dipikawanoh saprak jaman paling kuna. Barina ogé, salah sahiji mineral penting di alam - éta batubara. Kituna, pikeun Rahasia Yunani, Romawi jeung bangsa sejen kuna anjeunna henteu.

Salian spésiés ieu, ogé dipaké inten jeung grafit. Jeung panungtungan keur lila nya kungsi loba kaayaan pajeulit, sakumaha mindeng tanpa analisa komposisi sanyawa grafit dicokot kayaning:

• kalungguhan pérak;
• beusi carbide;
• molybdenum sulfida.

Sakabéh aranjeunna anu dicét hideung kitu anu dianggap grafit. Engké salah paham ieu ngijinkeun, sarta formulir ieu karbon geus jadi sorangan.

Kusabab 1725 hiji nilai komersial badag tina acquiring intan, sarta dina taun 1970, mastered téhnologi pikeun ngahasilkeun aranjeunna sacara artifisial. Kusabab 1779, hatur nuhun kana karya Karla Sheele, nalungtik sipat kimia nu nembongkeun karbon. Ieu awal runtuyan pamanggihan penting dina widang unsur, sarta jadi dasar pikeun klarifikasi sadaya fitur unik na.

Isotop karbon di alam na distribusi

Sanajan kanyataan yén unsur sual - hiji gizi ésénsial, eusi total nyaeta 0,15% dina beurat kerak. Ieu lumangsung ku kanyataan yén éta subjected kana sirkulasi kontinyu, sirkulasi alam di Alam.

Sacara umum sanyawa nu leuwih bisa jadi disebutkeun alam mineral, nu wangunanna ngawengku karbon. Di handap ieu mangrupakeun batu alam, kayaning:

• dolomites na limestones;
• Antrasit;
• minyak shale;
• gas alam;
• batubara;
• minyak;
• lignite ;
• gambut;
• bitumen.

Sajaba ti éta, urang kudu mopohokeun ngeunaan mahluk hirup anu cukup ku hiji Repository sanyawa karbon. Barina ogé, maranéhna anu dibentuk ku protéin, lemak, karbohidrat, asam nukléat, sahingga molekul struktural paling pentingna. Sacara umum, konversi massa awak lean 70 kg 15 ragrag kana unsur murni. Tur jadi dulur, teu nyabit sasatoan, tutuwuhan jeung mahluk lianna.

Lamun urang nganggap nu komposisi hawa jeung cai, nyaeta, hidrosfir, jeung atmosfir sakabéhna, aya hadir campuran karbon-oksigén, dikedalkeun ku rumus CO _2. Dioksida atawa karbon dioksida - salah sahiji gas konci, komponén hawa. Dina formulir ieu fraksi massa karbon 0,046%. Leuwih leyur karbon dioksida dina cai tina sagara.

Massa atom karbon salaku unsur nyaeta 12,011. Perlu dipikanyaho yén nilai ieu diitung salaku arithmetic mean antara beurat atom sadaya variétas isotop nu kajadian sacara alami, tinangtu Prévalénsi maranéhanana (salaku perséntase). Jadi wae anu di zat sual. Aya tilu isotop utama, nu dina bentuk karbon. Aranjeunna:

• ¹² C - fraksi massa na di Lolobana 98,93%;
• ¹³ C - 1,07%;
• ¹⁴ C - a radioaktif satengah hirup tina 5700 taun, stabil béta-emitter.

Dina praktek nangtukeun spésimén yuswa geochronological ilahar dipaké radioaktif Isotop ¹⁴ C, anu mangrupa indikator, kusabab jaman lila miboga buruk.

modifikasi alotrop unsur

Karbon - mangrupa unsur nu aya dina wangun zat basajan aya dina sababaraha bentuk. Hartina, éta bisa ngabentuk panggedena dipikanyaho tanggal jumlah modifikasi alotrop.

1. variasi Kristal - aya dina bentuk struktur padet ku kisi biasa tina jenis atom. Grup ieu ngawengku variétas kayaning:

• intan;
• fulerin;
• graphites;
• carbines;
• lonsdaleite;
• serat karbon na tabung.

Kabéh struktur kristainna tangtu kisi béda ieu, nu titik - atom karbon. Lantaran kitu, a lengkep unik, henteu sarupa sipat, duanana fisik jeung kimia.

2. wangun amorf - bentuk atom karbon dina struktur sanyawaan alami nu tangtu. Hartina, teu variétas murni, sarta kalawan pangotor sahiji elemen séjén dina jumlah leutik. Grup ieu ngawengku:

• diaktipkeun karbon;
• batu jeung kai;
• hideung;
• Karbon Nanofoam;
• Antrasit;
• glassy;
• bahan kelas teknis.

Éta ogé ngagabungkeun fitur ngeunaan struktur kisi kristal tina dijelaskeun jeung pasipatan exhibited.

3. Sanyawaan karbon dina bentuk klaster. Misalna struktur, nu atom ditutup dina husus usik di jero konformasi, anu ngeusi cai atawa inti tina elemen séjén. conto:

• nanocone karbon;
• astralenes;
• Dicarbon.

Pasipatan fisik karbon amorf

Alatan éta rupa-rupa parobahan alotrop mun allocate sababaraha pasipatan fisik umum karbon nu hese. Gampang ngobrol ngeunaan bentuk husus. Contona, karbon amorf boga ciri di handap ieu.

1. Di haté sadaya bentuk - rupa-grained variétas grafit.
2. Kapasitas panas tinggi.
3. Sipat konduktor alus.
4. kapadetan karbon ngeunaan 2 g / cm ^3.
5. Lamun ku jalan dipanaskeun luhureun 1600 C ⁰ transisi lumangsung dina molds grafit.

Soot, areng jeung batu variétas anu loba dipaké pikeun tujuan industrial. Aranjeunna teu a manifestasi modifying karbon dina bentuk murni, tapi ngandung jumlah anu kacida gedéna.

karbon kristalin

Aya sababaraha cara nu hiji karbon - zat ngabentuk kristal nu biasa tina rupa-rupa, nu atom disambungkeun sequentially. Salaku hasil tina formasi nu modifikasi handap.

1. Inten. Struktur - kubik, nu disambungkeun ka opat tetrahedrons. Hasilna, beungkeut kovalén kimiawi unggal atom tina jenuh maksimum sarta kuat. Ieu ngécéskeun sipat fisik dénsitas karbon 3300 kg / m ^3. teu karasa luhur, panas spésifik low, henteuna konduktivitas listrik - kabeh ieu hasil tina struktur kisi kristal. Aya intan téhnisna dihasilkeun. Kabentuk dina transisi grafit di modifikasi handap dina pangaruh suhu luhur sarta tekanan tangtu. Sacara umum, hawa inten lebur anu saluhur kakuatan - kira 3500 ⁰ C.
2. Grafit. Susunan atom-atomna kawas struktur zat saméméhna, tapi jenuh lumangsung ngan tilu Tumbu, jeung nu kaopat janten panjang tur kirang awét, éta ngahubungkeun "lapisan" cingcin kisi héksagonal. hasilna nyaeta grafit nu - lemes, ngandung lisah kana bahan touch hideung. Cai mibanda konduktivitas listrik alus sarta ngabogaan suhu luhur lebur - 3525 ⁰ C. sublimable - sublimated ti solid keur kaayaan gas, bypassing cairan (dina suhu 3700 ⁰ C). Karbon Kapadetan - 2,26 g / ^cm3, nu leuwih handap ti nu ti inten. Ieu akun pikeun sipat maranéhanana béda. Kusabab struktur layered tina kisi kristal nyaéta dimungkinkeun pikeun ngagunakeun grafit pikeun manufaktur handles anu pencils basajan. Lamun ngalakonan flakes exfoliate kertas jeung ninggalkeun renik dina kertas di hideung.
3. Fulerin. Ieu kabuka ngan dina 80s abad panungtungan. Aranjeunna ngagambarkeun modifikasi, nu karbonna anu interconnected dina struktur gilig katutup husus gaduh pusat kerung. Jeung bentuk hablur - polyhedron a, organisasi bener. Jumlah atom téh malah. formulir nu pangalusna-dipikawanoh ti fullerene C _60. Sampel bahan ieu nu kapanggih dina studi:

• meteorites;
• sédimén;
• folguritov;
• shungites;
• spasi mana gas dikandung dina formulir.

Sadaya variétas karbon kristalin nu tina pentingna praktis, saprak maranéhna mibanda sababaraha pasipatan mangpaat dina kasenian.

réaktivitas

karbon molekular ngabogaan réaktivitas low alatan konfigurasi stabil na. Sahingga mungkin diréaksikeun ukur informing atom énergi tambahan sarta forcing éléktron tingkat luar ka uap. Ulubiung janten sarua jeung valency of 4. Ku sabab eta boga di sanyawaan tina kaayaan oksidasi + 2, + 4, - 4.

Ampir sakabéh réaksi kalayan zat basajan sapertos logam jeung nonmetals, lumangsung dina pangaruh hawa tinggi. Unsur ditempo tiasa duanana agén pangoksidasi sarta agén pangréduksi. Sanajan kitu, kiwari dimungkinkeun miboga sipat dikedalkeun utamana niatna, dumasar aplikasi ieu dina industri Metalurgi sarta séjén na.

Sacara umum, kamampuh asupkeun kana interaksi kimiawi gumantung kana tilu faktor:

• dispersi karbon;
• modifikasi alotrop;
• hawa réaksi.

Ku kituna, dina sababaraha kasus, éta dilibetkeun ku zat handap:

• nonmetals (hidrogén, oksigén);
• logam (alumunium, beusi, kalsium, jeung sajabana);
• oksida logam jeung uyah maranéhanana.

Jeung asam sarta alkalis teu meta jeung halogens pisan jarang. Sipat pangpentingna karbon - kamampuan pikeun ngawangun ranté panjang saling. Éta bisa ditutup kana branching bentukna loop. Kusabab formasi sanyawaan organik, nu jumlahna kiwari dina jutaan. Dasar ieu dua sanyawa unsur - karbon, hidrogén. Ogé struktur ogé bisa ngawengku atom séjén oksigén, nitrogén, walirang, halogens, fosfor, jeung logam lianna.

Sanyawa dasar na characterization maranéhna

Aya loba sanyawa béda dina komposisi nu ngawengku karbon. Rumus paling kawentar ieu - CO ₂ - karbon dioksida. Sanajan kitu, di tambahan oksida, aya CO - monoksida atawa karbon monoksida jeung nedooksid C ₃ O _2.

Diantara uyah, nu ngawengku unsur aktip, paling umum anu kalsium jeung magnésium karbonat. Kituna kalsium karbonat ngabogaan sajumlah sinonim dina judul, sakumaha anu kapanggih di alam dina wangun:

• kapur;
• marmer;
• kapur;
• dolomit.

Pentingna karbonat logam bumi basa manifested dina kanyataan yén aranjeunna partisipan aktif dina éta prosés tina formasi stalaktit jeung stalagmit, sarta taneuh.

asam karbonat - sanyawa séjén nu ngabentuk karbon hiji. Na Rumus - H ₂ CO _3. Sanajan kitu, dina formulir konvensional, éta pisan teu stabilna sahingga salajengna geura di leyuran decomposes kana karbon dioksida jeung cai. Kituna, ngan dipikawanoh Uyah tujuanana, tapi teu sorangan, jadi solusi.

halida karbon - ditangtukeun utamana ku cara teu langsung, saperti skala langsung nu ukur dina suhu luhur pisan jeung ngahasilkeun low. Salah sahiji anu pang umum - CCL ₄ - karbon tetrachloride. Hiji sanyawa toksik nu bisa ngakibatkeun karacunan ku inhalation. Diala ku réaksi photochemical radikal substitusi tina atom hidrogén dina métana.

karbida logam - sanyawa karbon, nu mibanda hiji kaayaan oksidasi 4. ogé mungkin ayana pakumpulan jeung boron jeung silikon. Harta utama sababaraha karbida logam (alumunium, tungsten, titanium, niobium, tantalum, hafnium) - kakuatan tinggi na konduktivitas listrik alus teuing. Boron carbide B ₄ C - salah sahiji solid sanggeus inten (9,5 Mohs). Sanyawa ieu téh dipaké di seni, ogé industri kimia salaku sumber hidrokarbon (kalsium carbide kalawan cai ngabalukarkeun formasi acetylene sarta kalsium hidroksida).

Loba alloy logam dijieun maké karbon nyata kukituna ngaronjatkeun kualitas sarta spésifikasi maranéhanana (baja - hiji alloy beusi jeung karbon).

perhatian sababaraha sanyawa karbon organik individu, nu eta - unsur dasar nu bisa disambungkeun jeung atom anu sarua dina ranté panjang strukturna béda. Ieu di antarana:

• alkana;
• alkéna;
• arena;
• protéin;
• karbohidrat;
• asam nukléat;
• alkohol;
• asam karboksilat tur loba kelas séjén zat.

Pamakéan karbon

Hartina sanyawa karbon jeung modifikasi alotrop na kahirupan manusa pisan tinggi. Anjeun tiasa nelepon sababaraha industri paling global, nyieun jelas yén ieu téh leres.

1. Ieu unsur ngabentuk sagala jinis suluh fosil ti mana baé anu narima énergi.
2. Industri Metalurgi migunakeun karbon salaku agén pangréduksi kuat pikeun ngahasilkeun logam tina sanyawaan maranéhanana. Aya nu loba dipaké salaku karbonat.
3. Konstruksi sarta industri kimia meakeun jumlah hébat sanyawa karbon dina sintésis zat anyar jeung pikeun ménta produk nu diperlukeun.

Ogé kaasup sektor saperti ékonomi, sapertos:

• Industri nuklir;
• pembuatan perhiasan;
• alat-alat (lubrication, crucibles-suhu luhur, pencils, jsb);
• tekad umur géologis batuan - radioaktif tracer ¹⁴ C;
• karbon - adsorbent éndah nu bisa dipaké pikeun manufaktur filter.

Siklus di alam

Massa hadir karbon di alam, anu kaasup dina siklus konstan, anu anu dipigawé cyclically unggal detik di sakumna dunya. Ku kituna, sumber karbon atmosfir - CO ₂ kaserep ku tutuwuhan jeung sakabeh makhluk hirup séjén dileupaskeun nalika réspirasi. Sakali dina atmosfir, mangka deui diserep, sarta jadi siklus terus. Kituna punah résidu organik hasil dina pelepasan karbon na akumulasi na dina taneuh, dimana eta lajeng ieu deui diserep ku organisme hirup jeung discharged kana atmosfir jadi gas.