Углерод - это химический элемент с атомным номером (Z), равным 6, что означает, что атомы, образующие его, имеют в своем ядре шесть протонов. Его молярная масса составляет 12 011 г / моль, а в природе встречаются три изотопа углерода, а именно: o углерод-12, углерод-13 а также углерод-14. C-12 имеет шесть протонов и шесть нейтронов в ядре и является наиболее распространенным.
иллюстрация атома углерода-12
C-13 имеет семь нейтронов и является наименее распространенным (от 1,01 до 1,14%). C-14 имеет восемь нейтронов и является радиоактивный элемент который испускает β-частицы (электроны), образующиеся в стратосфере Земли, когда нейтроны космических лучей бомбардируют азот-14, присутствующий в этих верхних слоях атмосферы. Он входит в состав всех растений и животных и, зная, что его период полураспада составляет около 5730 лет, используется для определения возраста окаменелостей от 100 до 40 000 лет. Подробнее о C-14 и технике датировки можно прочитать в тексте. Что такое углерод-14?
Углерод четырехвалентен, то есть ему нужно еще четыре протона в его валентном слое (самый внешний слой), чтобы подчиняться правилу октетов. Следовательно, он обычно образует четыре ковалентные связи, разделяя четыре пары электронов с другими элементами, а также с другими атомами углерода. Эти связи могут быть одинарными, двойными или тройными и приводят к образованию миллионов различных соединений. По этой причине была создана область химии,
Органическая химия, который изучает основные соединения, полученные из углерода, за исключением некоторых случаев минерального происхождения, таких как диоксид углерода (CO2), O окись углерода (CO), O карбонат кальция (CaCO3), гидрокарбонат натрия или пищевая сода (NaHCO3), между другими. Эти соединения изучаются в Неорганическая химия.Углерод выполняет аллотропию, образуя простые вещества, то есть вещества, образованные только связями между атомами углерода. Существует по крайней мере семь аллотропов углерода: графит (альфа и бета), алмаз, лонсдейлит (гексагональный алмаз), хаоит, углерод (VI) и фуллерены. На самом деле существует несколько типов фуллеренов, которые являются синтетическими аллотропными формами углерода. Они имеют многогранную структуру с атомом углерода в каждой вершине, и примером является Ç60 называется бакминстерфуллерен, а его конструкция похожа на футбольный мяч.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Углерод-60 (бакминстерфуллерен)
Однако среди этих аллотропов углерода только два являются естественными. графитЭто из Алмазный. Они отличаются только кристаллическим расположением атомов в пространстве, как показано на рисунке ниже, и это приводит к совершенно другим физико-химическим свойствам. Прочитай текст аллотропия углерода для дополнительной информации.
Две природные аллотропные формы углерода - графит и алмаз.
Другой синтетической аллотропной формой углерода является нанотрубки (изображение ниже), которые имеют широкое биологическое применение, включая медицинскую диагностику и лечение.
Иллюстрация микроскопической углеродной нанотрубки
Таким образом, углерод присутствует во всем вокруг нас и внутри нас, потому что он сочиняет природные органические соединения - такие как ископаемое топливо, которое включает нефть, уголь и природный газ, и другие виды топлива, такие как этанол и биотопливо - сельскохозяйственные продукты, среди прочего. форма тоже синтетические органические соединения, например, синтетические волокна, из которых изготовлены ткани, лекарства, полимеры, из которых изготовлены пластмассы и каучуки, инсектициды, красители и многое другое. Внутри нас, животных и овощей, углерод образует очень важные соединения, такие как углеводы, такие как сахар, глюкоза и целлюлоза; белки, которые образуют, например, ДНК, и вместе с липидами образуют мембраны эритроцитов и лейкоцитов.
Все это показывает важность углерода для поддержания жизни. Но это также было связано с негативными аспектами, такими как усиление парниковый эффект и последующий глобальное потепление, это потому, что главный злодей этих проблем - его углекислый газ (CO2). В основном из-за большого сжигания ископаемого топлива, которое выделяет этот газ, концентрация CO2 в атмосфере увеличилось. Как парниковый газ, он вызывает упомянутые проблемы. С другой стороны, углекислый газ также присутствует в жизненно важных реакциях, таких как фотосинтез и дыхание.
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
