Süsinik - see ... süsiniku aatomit. süsiniku Kaal

Üks kõige üllatav elemente, mis on võimelised moodustama väga mitmesuguseid ühendeid orgaaniliste ja anorgaaniliste milline on süsinik. See on nii ebatavaline omadused element, mis veel Mendelejev ennustas suur tulevik, rääkimata funktsioone avaldatud veel.

Hiljem kinnitas seda praktikat. Sai teada, et ta - juht biogeense osa meie planeedi, mis on osa absoluutselt kõik olendid. Lisaks võivad esineda vormides, mis dinaalselt igas mõttes, kuid koosnema ainult süsiniku aatomeid.

Üldiselt, eriti selle struktuuri on palju, on nendega ja püüan vaadata artikkel.

Süsinik: valemid ja positsioonid rakusüsteemist

Perioodilisuse süsteemi elementide süsiniku mugavalt IV (vastavalt uuele proovi 14) rühm, peamine alagruppides. Seerianumber 6 ja aatommass 12,011. Märgistamine element märk C näitab oma nime ladina - carboneum. On mitmeid eri vorme, milles süsiniku olemas. Valem on see nii erinev ja sõltub konkreetsest muudatustest.

Kuid selleks, et kirjutada reaktsioonide võrrandid kujutavad konkreetset muidugi. Üldiselt, kui on tegu aine puhtal kujul, võetuna süsiniku molekulaarse valemiga C ilma indekseerimist.

Ajalugu avastamise element

Iseenesest see element on tuntud juba kõige ammustest aegadest. Lõppude lõpuks, üks tähtsamaid mineraalid looduses - see on kivisüsi. Seetõttu vanad kreeklased, roomlased ja teiste rahvaste saladusi ta ei olnud.

Lisaks sellele liikide kasutatakse ka teemant ja grafiit. Viimase pikka aega oli palju keerulisem olukordades, nagu sageli ilma koostise analüüsimiseks grafiit võetud ühendid, näiteks:

• hõbe juhtima;
• raud karbiidi;
• molübdeen sulfiid.

Kõik nad olid värvitud musta ja nii peeti grafiit. Hiljem see arusaamatus selgitati, ja see süsinikuga on muutunud ise.

Kuna 1725 suur kaubanduslik väärtus omandamise teemandid ja 1970. aastal, õppinud tootmise tehnoloogia neid kunstlikult. Kuna 1779, tänu tööle Karla Sheele, uuris keemilised omadused, mis näitab süsinikku. See oli alguses mitmeid olulisi avastusi valdkonnas element, ja sai aluseks selgituse kõigi oma eripära.

Süsiniku isotoopide looduses ja jaotus

Vaatamata sellele, et kõnealune element - oluline toitaine, kogu tema sisu on 0.15% massist maakoores. See juhtub ka asjaolu, et see on läbinud pideva ringluse, omatsirkulatsiooni looduses.

Üldiselt enamat ühendit võib mainida mineraalse milline, kus kompositsioon sisaldab süsinikku. Need on looduslikud kivimid, nagu näiteks:

• dolomiidid ja lubjakivid;
• antratsiit;
• Põlevkivi;
• maagaasi;
• söe;
• õli;
• pruunsöe ;
• turvas;
• bituumeniga.

Lisaks ei tohiks me unustada elu asju, mis on lihtsalt hoidla süsiniku ühendid. Lõppude lõpuks on nad moodustuvad valgud, rasvad, süsivesikud, nukleiinhapped ja seega kõige olulisemaid struktuurse molekul. Üldiselt muundamisel lihasmass 70 kg 15 satub puhas element. Ja nii kõik, rääkimata loomade, taimede ja muud olendid.

Kui vaatleme koostis õhu ja vee seguga, see tähendab, hüdrosfääri ja atmosfääri tervikuna on käesoleva segu süsinik-hapnik, väljendatud valemiga CO _2. Või süsinikdioksiidi - üks peamisi gaase, õhu koostisosad. Sellisel kujul massiosa süsinikuga 0,046%. Veel lahustati süsinikdioksiidi vetes ookeanidega.

Aatommassist süsiniku osana on 12,011. On teada, et see väärtus arvutatakse aritmeetiline keskmine vahel aatommasside kõik looduslikult esinev isotoopide, arvestades nende esinemissagedust (protsentides). Seega on kõnealuse aine. On olemas kolm peamist isotoop, mis on kujul süsinik. Need on:

• ¹² C - selle mass fraktsioon enamik 98,93%;
• ^13C - 1,07%;
• ^14C - radioaktiivne poolestusaeg on 5700 aastat, stabiilse beeta-emitter.

Praktiseerimisel määramiseks geokronologiset vanuses eksemplare levinumaid radioaktiivse isotoobi ^14C, mis on näitaja, sest tema pika aja lagunemine.

Allotroopse modifitseerimine element

Süsinik - on element, mis on lihtsate Aine esineb mitmel kujul. See tähendab, et see on võimeline moodustama suurima seni tuntud arvu allotropic muudatusi.

1. Crystal variatsiooni - eksisteerida kujul kindel struktuur on korrapärane võre aatomi tüübist. See rühm hõlmab selliseid sorte nagu:

• teemandid;
• fullereenid;
• grafiit;
• karabiinid;
• lonsdaleite;
• süsinikkiud ja tuubi.

Kõik need erinevad kristallvõre struktuur, milles sõlmed - süsiniku aatom. Seega täiesti unikaalne, ei ole sarnased omadused, nii füüsikaliste ja keemiliste.

2. Amorfne vormid - vormide süsinikuaatom struktuuri teatud looduslikud ühendid. See tähendab, et see ei ole puhas sordid ja lisanditega muid elemente väikestes kogustes. See rühm hõlmab:

• aktiivsüsi;
• kivi ja puit;
• must;
• Süsinik Nanofoam;
• antratsiit;
• klaasjas;
• Tehniliselt puhas materjal.

Samuti kombineerivad kristallvõre struktuuri selgitamine ja eksponeeritud omadused.

3. Süsiniku ühendeid kujul klastreid. Selline struktuur, milles aatomid on suletud spetsiaalses seest õõnes konformatsiooni, on täidetud veega või tuumades teisi elemente. näited:

• süsiniku nanocone;
• astralenes;
• Dicarbon.

Füüsikalisi omadusi amorfse süsiniku

Tänu mitmesuguseid allotropic muudatused eraldada mõned üldised füüsikalised omadused süsinik on raske. Lihtsam rääkida konkreetse vormi. Näiteks amorfse süsiniku on järgmised iseloomulikud tunnused.

1. Keskmes igasuguse - peeneteraline sorte grafiit.
2. Kõrge soojusmahtuvus.
3. Hea dirigent omadused.
4. Süsinik tihedus on umbes 2 g / ^cm3.
5. Kui temperatuuridel üle 1600 C ⁰ üleminek toimub grafiidist vormidesse.

Tahma, süsi ja kivi sordid on laialdaselt kasutatakse tööstuslikul otstarbel. Nad ei ole ilming modifitseerivad süsiniku puhtal kujul, kuid see sisaldab väga suurel hulgal.

kristalse süsiniku

On mitmeid viise, mille süsiniku - moodustava aine regulaarsel kristallid mitmesuguseid, milles aatomid on ühendatud järjestikku. Selle tulemusena moodustati järgmised muudatused.

1. Diamond. Struktuur - kuupmeetri, mis on ühendatud nelja tetrahedrons. Selle tulemusena kovalentne keemiliste sidemete iga aatom maksimaalse küllastumise ja tugev. See seletab füüsikalisi omadusi süsiniku tihedusega 3300 kg / ^m3. Suur kõvadus, madal erisoojus, puudumisel elektrijuhtivus - kõik see on tingitud kristallvõre struktuur. On tehniliselt toodetud teemante. Moodustati üleminekukohtadesse grafiidi järgmised muudatused mõjul kõrgel temperatuuril ja teatud rõhul. Üldiselt teemant sulamistemperatuuri koguni tugevust - umbes 3500 ⁰ C.
2. Graphite. Aatomid on asetunud struktuuri eelmise ainete, kuid küllastus tekib ainult kolm linke ja neljanda muutub enam ja vähem vastupidavad, see ühendab "kihid" kuusnurkne võre heliseb. Tulemuseks on see, et grafiit - pehme, puudutamisel tundub rasvasena materjali must. See on hea elektrijuhtivus on kõrge sulamistemperatuur - 3525 ⁰ C. sublimeeritavat - sublimeerub tahkest gaasilisse olekusse, mööda vedelik (temperatuuril 3700 ⁰ ° C). Süsinik Tihedus - 2,26 g / ^cm3, mis on palju väiksem kui teemant. See moodustab nende erinevad omadused. Kuna kihilise struktuuri kristallvõre on võimalik kasutada grafiit valmistamiseks käepidemed lihtsaks pliiatsid. Kui läbi helbed koorib paber ja jäta paberile jälje must.
3. Fullereene. See oli avatud ainult 80s eelmise sajandi. Nad kujutavad endast muutmist, kus süsinikku on omavahel spetsiaalses suletud kumerad struktuur, millel on õõnes keskel. Ja kuju kristall - hulktahukas, õige organisatsioon. Aatomite arv on paarisarv. Tuntuim kujul fullereen _C60. Sellest materjalist proove leiti uuringud:

• meteoriite;
• setetes;
• folguritov;
• shungites;
• ruumi, kus sisalduva gaasi kujul.

Kõik sordid kristallilise süsiniku on praktilise tähtsusega, kuna neil on mitmeid kasulikke omadusi kunsti.

reaktiivsus

Molecular süsiniku on madal reaktsioonivõime tänu oma stabiilse konfiguratsiooni. Mistõttu on võimalik reageerida ainult teavitamiseks aatom lisaenergiat ja sundides välimise tasandil elektronide auru. Sel ajal muutub võrdseks valentsi 4. Seega on ühendites oksüdatsiooniastme + 2, + 4, - 4.

Peaaegu kõik reaktsioonid lihtsate aineid nagu metallid ja nonmetals, esineda mõjul kõrgeid temperatuure. Vaadatud element võib olla nii oksüdeerija kui ka redutseeriva ainega. Kuid viimane oli omadusi väljendatakse eriti tugevalt, põhineb see rakendus oma metalli- ja teistes tööstusharudes.

Üldiselt võime sõlmida keemilise interaktsiooni sõltub kolmest tegurist:

• süsiniku hajutamist;
• allotroopse modifitseerimine;
• Reaktsiooni temperatuur.

Seega mõnel juhul see suhtleb järgmised ained:

• nonmetals (vesinik, hapnik);
• metallid (alumiinium, raud, kaltsium jne);
• metallioksiidid ja nende soolad.

Hapete ja leelistega ei reageeri halogeeniga väga harva. Kõige olulisem omadusi süsiniku - võime moodustada pikki ahelaid üksteisega. Nad võivad olla suletud silmuse kuju hargnemine. Kuna moodustamise orgaanilised ühendid, mida täna mitmeid miljoneid. Lähtudes nendest kahest ühendist element - süsinikku, vesinikku. Samuti struktuuri võib sisaldada ka teisi aatomeid hapnik, lämmastik, väävel, halogeenid, fosforit ja teisi metalle.

Basic ühendeid ja nende iseloomustus

On palju erinevaid ühendeid kompositsioon, mis sisaldab süsinikku. Valemiga Kuulsaim neist - CO ₂ - süsinikdioksiid. Ent lisaks oksiidi on CO - süsinikmonooksiid või süsinikmonooksiidi ja nedooksid _C3 O _2.

Seas soolad, mis sisaldavad aktiivset elementi, kõige tavalisemad on kaltsiumi ja magneesiumi karbonaadid. Seega kaltsiumkarbonaadi hulk sünonüüme pealkirjas, nagu leidub looduses kujul:

• kriit;
• marmorist;
• lubjakivi;
• dolomiit.

Tähtsust leelismuldmetallide karbonaadid avaldub ka selles, et nad on aktiivsed osalejad protsesside teket stalagtiitidega ja ja põhjavette.

Süsihappe - teiseks ühendiks, mis moodustab süsinik. Selle valemiga - _{H2CO 3.} Kuid tavapärasel kujul, on äärmiselt ebastabiilne ja kohe lahuses laguneks süsinikdioksiidiks ja veeks. Seega ainult tuntud soola, kuid see ei ole iseenesest lahusena.

süsiniku halogeniidid - Saadakse peamiselt kaudsete vahenditega, näiteks otsene sünteese on nähtaval ainult väga kõrgel temperatuuril ja madal tootlikkus. Üks levinumaid - _CCl4 - tetraklorometaan. Toksilist ühendit, mis võib põhjustada mürgistuse sissehingamisel. Saadakse radikaali fotokeemilised reaktsioonid asendamise vesinikuaatomid metaani.

Metallikarbiidide - süsiniku ühend, milles ta on oksüdatsiooniaste 4. Samuti võimalik olemasolu ühendused boor ja räni. Põhiomaduseks mõned metallkarbiididest (alumiinium, volfram, titaan, nioobiumi, tantaali, hafniumit) - väga suure tugevuse ja suurepärase elektrijuhtivus. Boorkarbiidist _B4 C - üks tahke pärast teemant (9,5 mohsi). Neid ühendeid kasutatakse erialaselt, samuti keemiatööstuse allikatena süsivesinikud (kaltsiumkarbiidi- veega viib moodustamine atsetüleeni ja kaltsiumhüdroksiid).

Paljud metallisulamitest valmistatud kasutades süsinik oluliselt suurendades nende kvaliteeti ja kirjeldused (terasest - sulam rauda ja süsinikku).

Individuaalset tähelepanu arvukate orgaanilise süsiniku ühend, milles ta - põhielement, mida saab ühendada sama aatomite pikkade ahelatega erinevaid struktuure. Nende hulka kuuluvad:

• alkaanid
• alkeenid;
• areenil;
• proteiinid;
• süsivesikuid;
• nukleiinhappeid;
• alkoholid;
• karboksüülhappe ja paljud teised aineklasside.

Kasutamise süsiniku

Mõiste süsinikuühendid ja selle allotroopse modifikatsioone inimelusid on väga kõrge. Teil on võimalik helistada mõned kõige globaalse tööstuse, teha selgeks, et see on tõsi.

1. See element moodustab igasuguseid fossiilkütuste millest inimene saab energiat.
2. Metallurgiatööstus kasutab süsinikku tugev redutseerija toota metalle nende ühendid. Seal kasutatakse laialdaselt karbonaadid.
3. Ehitus ja keemiatööstus tarbivad väga palju süsinikuühendite sünteesi uute ainete ja et saada vajalik tooteid.

Samuti kuuluvad sellised majandussektorites, näiteks:

• tuumatööstuse;
• ehete tegemisel;
• tehnika (määrimine, kõrge temperatuuriga tiiglite pliiatsid, jne);
• määramise geoloogilise vanus kivimid - on radioaktiivse ^14C;
• süsiniku - imeline adsorbent, mida saab kasutada filtrite valmistamisel.

Tsükkel looduses

Süsiniku mass looduses eksisteeriva, sisaldub pidev tsükkel, mis toimub tsükliliselt iga teine kogu maailmas. Seega atmosfääri süsinikdioksiidi allikas - CO ₂ imendub taimede ja kõigi teiste elusolendite vabaneb hingamist. Kui atmosfääris, kui seda uuesti imenduda ja nii tsükkel jätkub. Seega väljasuremist orgaanilised jäägid tagajärjel vabaneb süsiniku- ja kogunemine maa sees, kus see siis oli jälle neeldunud elusorganismide ja atmosfääri sattuvate gaasina.