close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Углерод

код для вставкиСкачать
ЭЛЕМЕНТ УГЛЕРОД
Элемент углерод C: Самая простейшая и знакомая
нам форма углерода – это графит, -черный, с
металлическим блеском, довольно хрупкий. Из
графита может быть получен искусственный алмаз.
Алмаз является одним из самых твёрдых и тугоплавких
(t пл. >4000 °С) веществ. В то же время алмаз хрупок:
его довольно легко расколоть на части. Аля этого
ювелиры пользуются ножом, по которому ударяют
молотком. Немногие знают, что эта форма углерода алмаз обладает очень высокой теплопроводностью —
проводит тепло лучше, чем многие чистые металлы (в
4 раза лучше, чем медь). В то же время алмаз не
проводит электрический ток.
Часто алмаз имеет тот или иной оттенок. Известны
алмазы оранжевого, голубого, розового, жёлтого,
коричневого, молочно-белого, синего, зелёного,
серого и даже чёрного цвета. Окраска алмаза
связана как с дефектами в их кристаллической
структуре, так и с замещением части атомов
углерода на атомы бора, азота и даже алюминия.
Серая и чёрная окраска алмазов обусловлена
включениями графита. Графит — наиболее
устойчивая при комнатной температуре
аллотропная модификация углерода.
Теоретически все алмазы должны были уже давно
превратиться в графит, но с заметной скоростью такая
реакция идёт лишь начиная с температуры около 1000
°С, а при 2000 °С она происходит почти мгновенно.
Однако с практической точки зрения гораздо больший
интерес представляет обратный процесс —
превращение графита в алмаз. Это становится
возможным при температуре около 3000 °С и давлении
3•106 атм. К сожалению, алмазы, которые удаётся
получить из графита, обычно очень мелкие и
невысокого качества. Они могут быть использованы
лишь для технических целей. В природе алмазы
встречаются в виде включений в кимберлитовых
трубках — воронкообразной формы разломах земной
коры, заполненных породой кимберлитом.
При разрушении (выветривании) трубок алмазы
переходят в россыпи Алмаз встречается в природе
в виде бесформенной прозрачной массы. Алмаз –
это чистый углерод - иная форма углерода с
отличным структурным строением от графита,
очень твёрдый (твёрдость алмаза принята в
технической литературе за единицу) Мы привыкли
видеть, что при нагревании тела из твёрдого
состояния переходят в жидкое. Но для
химического элемента углерода эта версия
ошибочна. Если нагреть элемент углерод до
3500°С, то мы увидим, что он, минуя жидкую фазу,
переходит в газообразное состояние (возгоняется).
Углерод имеет свойство впитывать как губка
различные красители и запахи.
Например, если в чернильный раствор
положить кусочек угля, то мы можем вскоре
заметить достаточную разницу между цветом
первоначального раствора и раствора, где
находился кусочек угля. Известно, что таким
способом пользуются для нейтрализации
различных ядов в организме. В аптеках можно
найти углерод в виде таблеток под названием
''активированный уголь'' - самый
обыкновенный углерод, только очищенный и
пригодный для принятия организмом.
Огромное количество элемента
углерода найдено в космосе, на больших
астероидах, в основаниях планет, в составе
комет. Изотопы углерода являются
результатом термоядерного синтеза и распада
других химических элементов.
Рассмотрим некоторые химические свойства
углерода
Химический элемент Углерод
Химический элемент углерод отличный восстановитель.
При высокой температуре, с его помощью синтезируют
огромное число органических соединений (их намного
больше, чем неорганических). В промышленности с
помощью углерода получают некоторые чистые металлы,
восстанавливая их из их окислов. Явным примером может
служить восстановление чистого железа из его оксида в
среде углерода при нагревании. В зависимости от того,
сколько кислорода подаётся на окисление углерода
(сжигание углерода), образуются различные оксиды
углерода. При сжигании углерода в атмосфере, слабо
обогащённой кислородом, образуется угарный газ (цвета и
запаха не имеет), но имеющий удушающую способность.
Угарный газ
Угарный газ - CO - имеет большую химическую активность.
При попадании в организм человека может вызывать
головокружение, так как забирает из крови кислород,
превращаясь в углекислый газ CO2. По этой же причине
(взаимодействии с кислородом и образовании углекислого
газа) разжигать костры в закрытом пространстве не
рекомендуется. Даже обычный всем знакомый углекислый
газ CO2 при концентрации в 10% вызывает болезненные
ощущения и удушье. При действии солнечного света оксид
углерода CO может прореагировать с хлором, образовав
при этом очень ядовитый газ фосген COCl2. При
электрическом разряде между графитовыми электродами в
атмосфере азота образуется очень ядовитый газ циан CN.
Все органические соединения имеют в своём
составе химический элемент углерод. Именно по этому
принципу и дают им определение.
Нахождение в природе
Содержание углерода в земной коре 0,1 % по массе. Свободный
углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная
масса углерода в виде
природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих
ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые угли(64—80 % С),
каменные угли (76—95 % С), горючие сланцы (56—78 %
С), нефть (82—87 % С), горючих природных газов (до
99 %метана), торф (53—56 % С), а также битумы и др.
В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО2,
в воздухе 0,046 % СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60
раз больше. Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).
В организм человека углерод поступает с пищей (в норме около 300
г в сутки). Общее содержание углерода в организме человека
достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет
2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани. Выводится из
организма преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый
газ) и мочой (мочевина).
Кругооборот углерода в природе включает
биологический цикл, выделение СО2 в атмосферу при
сгорании ископаемого топлива, из вулканических
газов, горячих минеральных источников, из
поверхностных слоев океанических вод и др.
Биологический цикл состоит в том, что углерод в виде
СО2 поглощается из тропосферы растениями. Затем
из биосферы вновь возвращается в геосферу: с
растениями углерод попадает в организм животных и
человека, а затем при гниении животных и
растительных материалов — в почву и в виде СО2 — в
атмосферу.
В парообразном состоянии и в виде соединений
с азотом и водородом углерод обнаружен в
атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и
железных метеоритах.
Большинство соединений углерода, и прежде
всего углеводороды, обладают ярко выраженным
характером ковалентных соединений. Прочность
простых, двойных и тройных связей атомов С
между собой, способность образовывать
устойчивые цепи и циклы из атомов С
обусловливают существования огромного числа
углеродсодержащих соединений,
изучаемых органической химией.
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
25
Размер файла
605 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа