Carbono - este ... átomos de carbono. Peso de carbono

Un dos aspectos máis sorprendentes, que é capaz de formar unha gran variedade de compostos de natureza orgánica e inorgánica, é carbono. E propiedades tan pouco comúns de un elemento que aínda Mendeleev previu un gran futuro, sen esquecer as características aínda facilitados.

Máis tarde, foi confirmado na práctica. Tornouse coñecido que - o elemento principal Biogênicas do noso planeta, que é parte absolutamente todos os seres. Ademais, capaces de existir en formas que difiren radicalmente en todos os aspectos, pero consisten só de átomos de carbono.

En xeral, especialmente nesta estrutura son moitos, e con eles e vai ver o artigo.

Carbono: a fórmula ea posición no sistema de células

O sistema periódico dos elementos carbono situado no IV (segundo a nova mostra 14) grupo, os principais subgrupos. O seu número de serie 6, eo peso atómico de 12,011. Replanteo elemento de sinal C indica o seu nome en latín - Carboneum. Existen varias formas diferentes, en que existe de carbono. A fórmula é tan diferente e depende das modificacións específicas.

Con todo, para escribir unha ecuacións de reacción representan específica, por suposto. En xeral, cando sexa unha substancia en forma pura, de carbono tomado fórmula molecular C sen indexación.

Historia do descubrimento do elemento

Por si só, este elemento é coñecido desde tempos antigos. Ao final, un dos minerais máis importantes na natureza - e carbón. Polo tanto, para os antigos gregos, romanos e outros pobos segredos que el non era.

En adición a esta especie, tamén utilizado o diamante e grafito. Co último por un longo tempo que tiña unha morea de situacións complicadas, como moitas veces sen analizar a composición dos compostos de grafito tomados como:

• chumbo prata;
• carburo de ferro;
• disulfeto de molibdeno.

Todos eles foron pintados de branco e así foron considerados como grafito. Posteriormente este malentendido foi ilustrado, e esa forma de carbono tornouse en si.

Desde 1725 un gran valor comercial de adquirir diamantes, e en 1970, domina a tecnoloxía para producir los artificialmente. Desde 1779, grazas ao traballo Karla Sheele, examinaron as propiedades químicas, que mostra carbono. Este foi o inicio dunha serie de importantes descubrimentos no campo do elemento, e chegou a ser a base para o esclarecemento de todas as súas características únicas.

Os isótopos de carbono na natureza e distribución

A pesar do feito de que o elemento en cuestión - un nutriente esencial, o seu contido total é de 0,15% en peso da codia. Isto é polo feito de que é sometido a circulación continua, circulación natural na natureza.

Dun modo xeral máis compostos pode ser mencionado unha natureza mineral, en que a composición inclúe de carbono. Estes son rochas naturais, tales como:

• Dolomitas e calizos;
• antracita;
• aceite de lousa;
• gas natural;
• carbón;
• aceite;
• lenhite ;
• turba;
• betún.

Ademais, non hai que esquecer as cousas vivas que son simplemente un repositorio de compostos de carbono. Despois de todo, son formadas por proteínas, graxas, hidratos de carbono, ácidos nucleicos, e, así, a molécula estrutural máis importante. En xeral, a conversión de masa corporal magra de 70 kg 15 cae sobre un elemento puro. E así todo o mundo, sen esquecer os animais, plantas e outras criaturas.

Se consideramos a composición do aire e da auga, é dicir, hydrosphere, e atmosfera como un todo, non está presente unha mestura de carbono-osíxeno, expresado pola fórmula xeral CO _2. Dióxido de carbono ou dióxido de - un dos principais gases, constituíntes de aire. Nesta forma a fracción de masa de carbono de 0,046%. Máis dióxido de carbono disolto nas augas dos océanos.

A masa atómica de carbono como elemento é 12,011. Sábese que este valor é calculado como a media aritmética entre os pesos atómicos de todas as variedades de isótopos que ocorren naturalmente, dada a súa prevalencia (como porcentaxe). Por iso, é na sustancia en cuestión. Existen tres isótopo principal, que está en forma de carbono. Son eles:

• ¹² C - súa fracción de masa en que a gran maioría de 98,93%;
• ¹³ C - 1,07%;
• ¹⁴ C - unha vida media radioactiva de 5700 anos, unha estabilidade a beta-emisor.

Na práctica da determinación mostras envellecidas geocronológicos comunmente utilizados radioactivos isótopo ¹⁴ C, o que é un indicador, por mor do seu longo período de decaemento.

modificación alotrópica do elemento

Carbono - é un elemento que ten a forma de sustancia simple existe en varias formas. É dicir, é capaz de formar o maior coñecido ata a data o número de modificacións alotrópicas.

1. variación Crystal - existen na forma dunha estrutura sólida cunha rede regular de tipo atómico. Este grupo inclúe tales variedades como:

• diamantes;
• fulerenos;
• grafites;
• carabinas;
• Lonsdaleite;
• fibra de carbono eo tubo.

Todos estes estrutura de rede cristalina diferente, no que os nós - átomo de carbono. Así, as propiedades dun completamente orixinal, non semellantes, tanto física como química.

2. formas amorfas - formas de átomo de carbono na estrutura de certos compostos naturais. É dicir, non é variedades puras e con impurezas doutros elementos en pequenas cantidades. Este grupo inclúe:

• carbono activado;
• pedra e madeira;
• negro;
• Nanoespuma de carbono;
• antracita;
• vítreo;
• material técnico serie.

Eles combinar características da estrutura de rede cristalina de explicar e propiedades exhibidas.

3. Compostos de carbono en forma de aglomerados. unha estrutura, na que os átomos están pechados nunha conformación interior oco especial, está cheo con auga ou núcleos de outros elementos. exemplos:

• nanocone carbono;
• astralenes;
• Dicarbon.

Propiedades físicas de carbono amorfo

Debido á gran variedade de modificacións alotrópicas para asignar algunhas propiedades físicas xerais do carbono é difícil. Máis fácil falar dunha forma específica. Por exemplo, o carbono amorfo ten as seguintes características.

1. No corazón de todos os xeitos - variedades de grafito de gran fino.
2. alta capacidade de calor.
3. Boas propiedades de condutores.
4. densidade de carbono de preto de 2 g / ^cm3.
5. Cando quecidos riba de 1600 C ⁰ transición ocorre en moldes de grafito.

Tisne, carbón variedades e pedra son amplamente utilizados para fins industriais. Non son unha manifestación da modificación de carbono en forma pura, pero que contén unha cantidade moi grande.

carbono cristalino

Existen varias maneiras en que un carbono - substancia que forman cristais regulares de varios tipos, no cal os átomos están ligados secuencialmente. Como consecuencia da formación das seguintes modificacións.

1. Diamond. Estrutura - cúbico, o cal está ligado a catro tetraedros. Como resultado, conexións químicas covalentes cada átomo de saturación máxima e forte. Isto explica as propiedades físicas de carbono densidade 3300 kg / m ^3. Dureza elevada, baixo calor específica, ausencia de condutividade eléctrica - todo isto é consecuencia da estrutura da rede cristalina. Hai diamantes tecnicamente producidos. Formouse na zona de transición de grafito na seguinte modificación baixo o efecto de alta temperatura e unha certa presión. En xeral, a temperatura de fusión de diamante é tan elevada como a resistencia - preto de 3500 ⁰ C.
2. Grafito. Os átomos están dispostos como a estrutura das substancias anteriores, pero a saturación ocorre só tres conexións, eo cuarto faise máis e menos duradeiro, que une as "capas" aneis de rede hexagonal. O resultado é que o grafito - o soft, graxa ao material de chamada de negro. Ten boa condutividade eléctrica e ten unha temperatura de fusión elevado - 3525 ⁰ C. sublimel - sublimado do estado sólido ao estado gasoso, evitando a líquido (a temperatura de ⁰ C 3700). Densidade de Carbono - 2,26 g / ^cm3, o que é moito máis baixa que a do diamante. Isto explica as súas propiedades diferentes. Debido á estrutura en capas de rede cristalina é posible a utilización de grafito para a fabricación de pegas son lapis simple. Ao realizar flocos exfollada papel e deixar un trazo no papel en branco.
3. Fulerenos. Foi aberto só na década de 80 do século pasado. Representan unha modificación, na cal os átomos de carbono están conectados nunha estrutura convexa pechada especial que ten un centro oco. E a forma do cristal - un poliedro, a organización correcta. O número de átomos e mesmo. A forma máis coñecida do fulereno C _60. Mostras deste material se atoparon nos estudos:

• meteoritos;
• sedimentos;
• folguritov;
• shungites;
• espazo onde o gas contido na forma.

Todas as variedades de carbono cristalino son de importancia práctica, xa que posúen un número de propiedades útiles na arte.

reactividade

carbono molecular ten unha baixa reactividade debido á súa configuración estable. Facendo posible a reaccionar só informando átomo de enerxía extra e forzando os electróns nivel externo a vapor. Nesta altura pasa a ser igual á Valencia de 4. Por tanto, ten nos compostos do estado de oxidación +2, +4, - 4.

Case todas as reaccións con substancias simples, como metais e non metais, ocorrer baixo a influencia de temperaturas elevadas. Visto elemento pode ser tanto axente oxidante e un axente redutor. Con todo, o último tivo as características expresadas de forma particularmente forte, con base neste solicitude nas súas industrias metalúrxicas e outros.

En xeral, a capacidade de entrar en interacción química depende de tres factores:

• dispersión de carbono;
• modificación alotrópica;
• temperatura de reacción.

Así, nalgúns casos, el interactúa coas seguintes substancias:

• (Non metais de hidróxeno, de osíxeno);
• metais (aluminio, ferro, calcio, etc);
• óxidos metálicos e os seus sales.

Con ácidos e álcalis non reaccionan con halóxenos é moi raro. As propiedades máis importantes de carbono - a capacidade para formar longas cadeas co outro. Poden ser pechados nunha galla forma de bucle. Dende a formación de compostos orgánicos, cuxo número hoxe na casa dos millóns. A base destes dous compostos elemento - de carbono, hidróxeno. Ademais, a estrutura pode incluír outros átomos de osíxeno, nitróxeno, xofre, halóxenos, fósforo, e outros metais.

compostos básicos ea súa caracterización

Hai moitos compostos diferentes nunha composición que inclúe de carbono. Fórmula máis famoso destes - _CO2 - dióxido de carbono. Con todo, en óxido de adición, non é co - monóxido de carbono ou o monóxido e nedooksid C ₃ O _2.

Entre os sales, que inclúen o elemento activo, as máis comúns son os carbonatos de calcio e magnesio. Así, o carbonato de calcio ten un número de sinónimos en título, como se atopa na natureza en forma:

• giz;
• mármore;
• caliza;
• dolomita.

A importancia de carbonatos de metais alcalino-terrosos que se manifesta no feito de que son participantes activos nos procesos de formación de estalactitas e estalagmitas, e augas subterráneas.

ácido carbónico - outro composto que forma un carbono. A súa fórmula - H ₂ CO _3. Con todo, na forma convencional, é moi inestable e inmediatamente na solución descomponse en dióxido de carbono e auga. Por conseguinte, só os seus sales coñecidos, pero que non é, en si, como unha solución.

haloxenuros de carbono - obtéñense principalmente por medios indirectos, como sínteses directos son só a temperaturas moi altas e baixo rendemento. Un dos máis común - CCL ₄ - tetracloruro de carbono. Un composto tóxico que pode causar envelenamento por inhalación. Obtido por medio de reaccións fotoquímicas radicais de substitución de átomos de hidróxeno en metano.

carburo metálicos - compostos de carbono, no que se ten un estado de oxidación 4. Tamén é posible existencia de asociacións con boro e silicio. A principal propiedade dalgunhas carburo de metal (aluminio, tungsteno, titanio, Niobio, Tántalo, de háfnio) - unha resistencia elevada e unha excelente condutividade eléctrica. O carburo de boro B ₄ C - un do sólido despois de diamante (9,5 Mohs). Estes compostos son usados na arte, así como a industria química como fontes de hidrocarburos (carburo de calcio coa auga conduce á formación de acetileno e hidróxido de calcio).

Moitas aliaxe de metal fabricado mediante carbono, aumentando así significativamente a súa calidade e especificacións (aceiro - unha liga de ferro e carbono).

Persoa atención numerosos composto de carbono orgánico, en que - un elemento fundamental que pode ser conectado cos mesmos átomos nas longas cadeas de estruturas diferentes. Estes inclúen:

• alcanos;
• alcenos;
• area;
• proteínas;
• hidratos de carbono;
• ácidos nucleicos;
• alcois;
• carboxílicos e moitas outras clases de sustancias.

O uso de carbono

Significado dos compostos de carbono e as súas modificacións alotrópicas de vidas humanas é moi alta. Pode chamar algunhas das industrias máis globais, deixar claro que iso é verdade.

1. Este elemento fai todo tipo de combustibles fósiles a partir do cal unha persoa recibe enerxía.
2. industria metalúrxica usa carbono como un axente de redución forte para producir metais a partir dos seus compostos. Non son amplamente utilizados como carbonatos.
3. Construción e na industria química consumir unha grande cantidade de compostos de carbono na síntese de novas substancias e para obter os produtos requiridos.

Incluír eses sectores da economía, tales como:

• industria nuclear;
• fabricación de xoias;
• Equipo (lubricación, placas de alta temperatura, lapis, etc);
• determinación de idade xeolóxica de rochas - trazadores radiactivos ¹⁴ C;
• de carbono - adsorvente marabilloso que pode ser usado para a fabricación de filtros.

Ciclo na natureza

A masa de carbono presente na natureza, é incluído nun ciclo constante, a cal se realiza ciclicamente en cada segundo todo o mundo. Así, a fonte de carbono atmosférico - _CO2 é absorbido polas plantas e os outros seres vivos é liberado durante a respiración. Xa na atmosfera, e de novo absorbido, e así o ciclo continúa. Así extinción residuos orgánicos resulta na liberación de carbono ea súa acumulación no solo, onde, logo foi novamente absorbida por organismos vivos e descargarse á atmosfera como un gas.