Összegzés - szénatom (ok)
Történelmi háttér. 1778-ban K. Scheele, fűtés a grafit-nitrát, azt találtuk, hogy ugyanabban az időben, mint a szén melegítjük a nitrát, széndioxidot termel. A kémiai összetétele a gyémánt volt beállítva a kísérletek eredményeként Lavoisier (1772), hogy tanulmányozza az égési levegő és a gyémánt kutatási Tennant S. (1797), bebizonyította, hogy az azonos mennyiségű gyémánt és a szén hozam az oxidációs egyenlő mennyiségű szén-dioxid. Carbon kémiai elem felismerték 1789 Lavoisier. Latin neve «Carboneum» szén kapott «carbo» - szén. Egy 1961-es IUPAC (IUPAC) és a fizika hozott egységnyi súlya a szénizotóp atomtömegűnél 12C, eltörlése létezett előtt, az oxigén atomtömeg skálán. Az atomi szén tömege ebben a rendszerben egyenlő 12,011, úgy, ahogy van átlagosan három természetes szénizotóp, tekintettel azok előfordulási a természetben.
Carbon óta ismert ókorban. Régóta ismert, hogy a grafit lehet jelölni más anyag, és a nevét „grafit” görög eredetű szó, jelentése „írni” javasolt A.Vernerom 1789 története azonban grafit zavaros, gyakran vett anyagok, amelyeknek hasonló a külső fizikai tulajdonságai mint például molibdenit (a molibdén-szulfid), egy időben tartották grafit. Az egyéb nevek ismertek grafit „fekete ólom”, „vas-karbid”, „ezüst vezető.” 1779-ben K.Sheele találtuk, hogy a grafit oxidálható levegő formájában a szén-dioxid.
Diamonds használtak először Indiában és Brazíliában drágaköveket szerzett kereskedelmi értéke 1725-ben; betétek Dél-Afrikában nyíltak 1867-ben a XX században a nagy gyémánt termelők Dél-Afrika, Zaire, Botswana, Namíbia, Angola, Sierra Leone, Tanzánia és Oroszország. Mesterséges gyémánt, amely azért jött létre 1970-ben a technológia, gyártott ipari célokra.
Fizikai és kémiai tulajdonságok. Négy ismert kristályos változatban szén: grafit, gyémánt, és carbyne lonsdalite. Grafit - szürke-fekete, nem átlátszó, olajos tapintású, hámló, nagyon puha tömeg fémes csillogás, van vezetőképessége. Az atomok vannak elrendezve párhuzamos rétegeket, amely egy hatszögletű rács. Belső réteg atomok kapcsolódik erősebben, mint egyik rétegből a másikba, így grafit válnak le a lemezről. Burns A 700єS a risutstvii oxigént. A természetben található; mesterségesen előállított. A magas hőmérséklet, a nyomás és a katalizátor risutstvii (Mn magnéziumot, Cr krómot, platina fémek) grafit alakítjuk gyémánt. Diamond - egy olyan ásvány, sárgás, fehér, szürke, zöld, kék és fekete kevesebb. Ez nem áramot vezessenek, a rossz hővezető. A kristály, a szénatomok képeznek folytonos háromdimenziós vázat csuklós tetraéderek, amely nagy szilárdságú kötéseket. Diamond - ez a legszilárdabb összes ismert. Op fenti 3500єS. Kémiailag ellenálló. Burns a 870єS jelenlétében oxigént. Amikor 1800єS az oxigén távollétében alakítjuk grafit. Átlátszó kristályok; A kezelés után - gyémánt. Bányásznak hordalékos és az elsődleges betétek. Szintetikus gyémánt grafitból készül nagy nyomáson és magas hőmérsékleten. Ez több, áttetsző vagy átlátszatlan; Ez egy kristályos szerkezete és tulajdonságai a természetes almaza.Zhidky szén állítható elő nyomásnál nagyobb nyomáson 10,5 MN / m (105 kg / cm) és a feletti hőmérsékleteken 3700єS. Coke, korom, szén (kemény szén) ugyanolyan szerkezetű, mint a szilárd szén grafit.Dlya szintén jellemző állapotban rendezetlen szerkezetet - az úgynevezett „amorf” szén. amely nem önmódosítás; alapján annak szerkezete finomszemcsés grafit szerkezetét. Fűtés bizonyos fajtáinak szén „amorf” fenti 1500-1600єS anélkül levegő hatására történő átalakulását grafit. Fizikai tulajdonságai a „amorf” szén nagymértékben függ a diszperziós részecskék és a szennyeződések jelenléte. A sűrűség, hőkapacitás, hővezető és elektromos vezetőképessége „amorf” szénatom mindig magasabb, mint a grafit. Carbyne kapunk mesterségesen. Ez egy fekete színű, kristályos por formájában (sűrűség = 2 g / cm). Beépített hosszú láncok szénatomok egymáson elrendezett párhuzamos egymással. Lonsdalite talált meteoritok és mesterségesen előállított; szerkezete és tulajdonságai, végül telepítve.
Diamond szerkezet (a) a grafit és a (b).
A konfiguráció a külső elektron héj az atom ugleroda2sІ2pІ. A négy szénatomot képződése jellemzi a kovalens kötések miatt a gerjesztés a külső elektron héjat 2spі állapotban. A kémiai kötés végezhetjük sp3 -, sp2 - és az SP - hibrid pályák, amelyek megfelelnek a koordinációs számú 4, 3 és 2 száma a szén-vegyérték elektronok száma és a vegyérték pályák azonos; Ez az egyik oka a stabilitási kötvények szénatomok közötti.
A szerkezet a szénatomok.
Az egyedülálló képessége, a szénatomok egymáshoz, hogy egy erős és hosszú láncok és ciklusok kialakulásához vezetett egy hatalmas számú különböző szénvegyületek (szénhidrogének) vizsgálták a szerves kémiában.
A szén-dioxid-vegyületek az oxidációs -4; +2; 4. Atomsugár 0,77B, kovalens sugarak 0,77B, 0,67B, 0,60B rendre egységes, kettős vagy hármas kötéseket; az ionos sugara
2,60B C4, C4 + 0,20B. Normális körülmények között, szén-kémiailag inert, magas hőmérsékleten, ez köti össze több elemből, amelyek erős redukáló tulajdonságokkal. Reaktivitás sorrendben csökken: „amorf” szén, grafit, és a gyémánt; az oxigénnel reakcióba lépve (égés) zajlik rendre feletti hőmérsékleten 300-500єS, 600-700єS 850-1000єS és, hogy szén-dioxid CO2 és szén-monoxid CO.
A szén izotópjai. A természetben tudjuk hét szénizotóp, amelynek jelentős szerepe van három. Kettő közülük - és - stabil, és az egyik - - radioaktív (az emberi test tartalmaz róla 0,1mkkyuri). A szén izotópok a biológiai és orvosi kutatások kapcsolatos számos jelentős előrelépés a tanulmány az anyagcsere és keringési szén jellegű. Így, radiokarbon mark lehetségesnek bizonyult rögzítő N14SO3 növények és az állati szövetekben, be van állítva szekvenciát fotoszintézis reakciókat vizsgálták cseréjét aminosavak, nyomon követhető a bioszintézis útvonal számos biológiailag aktív vegyületek, és így tovább. D. Alkalmazás 14C hozzájárult továbbá a molekuláris biológia, hogy tanulmányozza a mechanizmusok protein bioszintézis és átadása örökletes információt. Meghatározása specifikus aktivitásának 14C a széntartalmú szerves maradványok jelzi a kor, amely a használt őslénytan és a régészet.
Carbon a szervezetben. Carbon - a legfontosabb biogén elem, amely alapját képezi a földi élet, a szerkezeti egység a nagyszámú szerves vegyületek részt vesznek az építőiparban a szervezetek és azok anyagcsere biztosítása (biopolimerek, valamint számos kis molekulájú biológiailag aktív anyagok - vitaminok, hormonok, mediátorok, stb). Egy jelentős része a szükséges energiát organizmusok a kialakult sejtek miatt a szén oxidációs. A megjelenése az élet a Földön látható a modern tudomány, mint komplex folyamat az evolúció szénvegyületek.
A szerepe a szén jellegű. Az egyedülálló szerepét a szén természetben miatt annak tulajdonságait, amely az aggregált nincs más eleme a periódusos rendszer. Között a szénatomok között, és így a szén és más elemek képezik erős kémiai kötés, de lehet megrepedt viszonylag enyhe fiziológiás körülmények között (ezek a kötések lehetnek egyszeres, kettős vagy hármas). Az a képesség, hogy alkotnak 4 ekvivalens szén kovalens kötést további szénatomhoz megteremti a lehetőséget arra, hogy bármilyen típusú szén csontváz - egyenes, elágazó láncú, gyűrűs. Fontos, hogy mind a három elem - a szén C, O oxigén, hidrogén-H és - 98% -át a teljes tömege az élő szervezetek. Ez, elér egy bizonyos gazdaság a természetben: míg gyakorlatilag korlátlan szerkezeti változatosságát szénvegyületek kisszámú típusú kémiai kötések teszi, hogy sokkal csökkenti a szükséges enzimeket emésztést és szintézisét szerves anyagok. Szerkezeti jellemzői a szénatomok képezik az alapját a különféle izomer szerves vegyületek (képesség döntő fontosságú volt a biokémiai evolúció aminosavaknak optikai izomerjei, szénhidrátok és egyes alkaloidok).
Az általánosan elfogadott hipotézis Oparin, az első szerves vegyület a világon volt abiogenic eredetű. A szénforrásokat metán (CH4) és hidrogén-cianid (HCN), tartalmazott az elsődleges Föld légkörébe. A megjelenése az élet egyetlen forrása a szervetlen szén keletkezik, amely miatt az összes szerves anyag a bioszférában, a szén-dioxid (CO2), amely a légkörben, és feloldjuk természetes víz formájában HCO-3. A legerősebb mechanizmus asszimiláció (asszimiláció) szén (a CO2 formájában) - fotoszintézis - végzett mindenhol zöld növények (éves asszimilálódott mintegy 100 milliárd tonna CO2-t.). A Földön, van egy több evolúciós ősi módja az asszimiláció a CO2 chemosynthesis; Ebben az esetben a-nem hemosintetiki mikroorganizmusok hasznosítani sugárzó napenergia, és az energia oxidációs szervetlen vegyületek. A legtöbb állat fogyasztanak élelmiszer szén formájában kész szerves vegyületek. Attól függően, hogy a asszimilációjának módjától szerves vegyületek megkülönböztetni autotróf és heterotrófia. Alkalmazás fehérjebioszintézist és más tápanyagok, mikroorganizmusok segítségével, mint egyedüli szénforrás ásványolaj szénhidrogének, - az egyik legfontosabb a modern tudományos és műszaki problémák.
Emellett a fő funkciója - a szén-dioxid-forrás - CO2, szén-dioxid, feloldjuk természetes víz és a biológiai folyadékok, részt vesz a fenntartásában az optimális pH a életfolyamatok a környezet. A készítmény CaCO3 szén képezi egy külső vázát számos gerinctelen (például, kagylóhéj), és tartalmazza korallok, tojáshéj a madarak és hasonlók. Ezek a szén-vegyületek, mint például HCN, CO, CCI4, uralkodó az elsődleges földön hangulatú prebiological időszakban, a továbbiakban: a folyamat a biológiai evolúció váltak erős antimetabolitok anyagcserét.
Carbon ciklus. Carbon - biogén elsődleges elem; ez döntő szerepet játszik a kialakulásában az élő anyag a bioszférában. A szén-dioxid a légkörbe fotoszintézis révén, által végrehajtott zöld növények, asszimilálni és alakítjuk a különböző növények és számos szerves vegyületek. Növényi szervezetekre, különösen rövid szénláncú mikroorganizmusok, tengeri fitoplankton, köszönhetően a rendkívüli sebesség reprodukciós termelt évente körülbelül 1,5 · 10№№ tonna szén formájában szerves anyag, amely megfelel a
J. 10Іє 5,86 · (1.4 · 10Ієkal) energiát. Növények részlegesen által elfogyasztott állatok (ebben az esetben képződnek többé-kevésbé komplex tápláléklánc). Végül a szerves anyag miatt légzésének organizmusok, a bomlás a holttesteket fermentációs folyamatok rothadását és égési alakítjuk szén-dioxid, vagy letétbe formájában Szapropél, humusz és a tőzeg, ami viszont adnak okot, hogy sok más caustobiolites -. A fosszilis tüzelőanyagok, olaj, éghető gázok.
A folyamatok lebontása szerves anyagok, azok mineralizáció játszanak nagy szerepet baktériumok (például, korhadás) és számos gombák (például penészek).
Az aktív szén ciklusban részt egy nagyon kis része az egész a tömegét. A hatalmas mennyiségű szénsav konzervált formájában mészkő betétek és más fajok. Között a szén-dioxid a légkör és óceán víz, viszont van egy dinamikus egyensúly.
A T g per 1 cm-es I Föld felszínén
Állatok 5 x 109 0,0015
Növények 5 · 10№№ 0,1
Atmosphere 6,4 · 10№№ 0125