Вуглець - хімічний елемент з атомним числом (Z), рівним 6, що означає, що атоми, що його утворюють, мають у своєму ядрі шість протонів. Його молярна маса становить 12011 г / моль, і в природі виявлено три ізотопи вуглецю, а саме: o вуглець-12, вуглець-13 і вуглець-14. C-12 має шість протонів і шість нейтронів в ядрі і є найбільш поширеним.
атом вуглецю-12 ілюстрація
C-13 має сім нейтронів і є найменш поширеним (1,01-1,14%). C-14 має вісім нейтронів і є радіоактивний елемент який випромінює β-частинки (електрони), що утворюються в стратосфері Землі, коли нейтрони космічних променів бомбардують Азот-14, присутній у цих верхніх шарах атмосфери. Він включений усіма рослинами і тваринами і, знаючи, що період його напіввиведення становить близько 5730 років, використовується для визначення віку скам’янілостей від 100 до 40000 років. Детальніше про С-14 та техніку знайомств можна побачити в тексті. Що таке вуглець-14?
Вуглець чотиривалентний, тобто йому потрібні ще чотири протони у своєму валентному шарі (крайньому шарі), щоб підкорятися правилу октету. Тому він зазвичай утворює чотири ковалентні зв’язки, розділяючи чотири пари електронів з іншими елементами, а також з іншими вуглецями. Ці зв’язки можуть бути одинарними, подвійними або потрійними і призвести до утворення мільйонів різних сполук. З цієї причини була створена область хімії,
Органічна хімія, який вивчає основні сполуки, що отримуються з вуглецю, за винятком деяких випадків, що мають мінеральне походження, таких як вуглекислий газ (CO2), О чадний газ (CO), О карбонат кальцію (CaCO3), гідрокарбонат натрію або бікарбонат натрію (NaHCO3), між іншими. Ці сполуки вивчені в Неорганічна хімія.Вуглець виконує алотропію, утворюючи прості речовини, тобто речовини, які утворюються лише зв’язками між атомами вуглецю. Існує щонайменше сім алотропів вуглецю, це графіт (альфа та бета), алмаз, лонсдалейт (гексагональний алмаз), хаоїт, вуглець (VI) та фулерени. Насправді існує кілька типів фулеренів, які є синтетичними алотропними формами вуглецю. Вони мають багатогранну структуру з атомом вуглецю в кожній вершині, і прикладом є Ç60 зателефонував бакмінстерфуллерен, а його структура схожа на футбольний м’яч.
Вуглець-60 (бакмінстерфуллерен)
Однак серед цих алотропів вуглецю є лише два природних. графітЦе від Діамант. Вони відрізняються лише кристалічним розташуванням атомів у просторі, як показано на малюнку нижче, і це призводить до абсолютно різних фізико-хімічних властивостей. Читай текст алотропія вуглецю для отримання додаткової інформації.
Дві природні алотропні форми вуглецю - це графіт і алмаз.
Іншою синтетичною алотропною формою вуглецю є нанотрубки (зображення нижче), які мають широке біологічне застосування, включаючи медичну діагностику та лікування.
Ілюстрація мікроскопічної вуглецевої нанотрубки
Таким чином, вуглець присутній у всьому навколо нас і всередині нас, тому що він складає природні органічні сполуки - наприклад, викопне паливо, яке включає нафту, вугілля та природний газ, та інші види палива, такі як етанол та біопаливо - сільськогосподарська продукція, серед інших. форма теж синтетичні органічні сполуки, такі як синтетичні волокна, з яких складаються тканини, ліки, полімери, що утворюють пластмаси та каучуки, інсектициди, барвники та багато іншого. Усередині нас, тварин та овочів, вуглець утворює дуже важливі сполуки, такі як вуглеводи, такі як цукор, глюкоза та целюлоза; білки, які утворюють, наприклад, ДНК, і разом з ліпідами утворюють мембрани еритроцитів і білих кров'яних клітин.
Все це свідчить про важливість вуглецю для підтримки життя. Але це також було пов'язано з негативними аспектами, такими як активізація парниковий ефект і як наслідок глобальне потепління, це тому, що головним лиходієм цих проблем є сполука вуглекислого газу (CO2). В основному через велике спалювання викопного палива, що виділяє цей газ, концентрація CO2 в атмосфері зросла. Як парниковий газ він викликає вищезазначені проблеми. З іншого боку, вуглекислий газ також присутній у життєво важливих реакціях, таких як фотосинтез та дихання.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono.htm