Ajo quhet baza e jetës. Gjendet në të gjitha përbërjet organike. Vetëm ai është i aftë të formojë molekula nga miliona atome, siç është ADN-ja.

E keni njohur heroin? Kjo karbonit. Numri i lidhjeve të tij, të njohura për shkencën, po i afrohet 10 000 000.

Të gjithë elementët e tjerë të kombinuar nuk do të kenë aq shumë. Nuk është për t'u habitur që një nga dy degët e kimisë studiohet ekskluzivisht komponimet e karbonit dhe mësohet në shkollën e mesme.

Ju ftojmë të mbani mend kurrikula shkollore, si dhe plotësoni atë me fakte të reja.

Çfarë është karboni

Së pari, element karbon– i përbërë. Në standardin e saj të ri, substanca ndodhet në grupin 14.

Në versionin e vjetëruar të sistemit, karboni është në nëngrupin kryesor të grupit të 4-të.

Emërtimi i elementit është shkronja C. Numri serial i substancës është 6, i përket grupit të jometaleve.

Karboni organik bashkëjeton në natyrë me mineralin. Pra, guri fullerene është elementi i 6-të në formën e tij të pastër.

Dallimet në pamje janë për shkak të disa llojeve të strukturës së rrjetës kristalore. Karakteristikat polare të karbonit mineral gjithashtu varen prej tij.

Për shembull, grafiti është i butë dhe jo më kot i shtohet lapsave të shkrimit dhe të gjithë të tjerëve në Tokë. Prandaj, është logjike të merren parasysh vetitë e vetë karbonit, dhe jo modifikimet e tij.

Vetitë e karbonit

Le të fillojmë me vetitë e zakonshme për të gjithë jometalet. Ato janë elektronegative, domethënë tërheqin çifte elektronike të zakonshme të formuara me elementë të tjerë.

Rezulton se karboni mund të reduktojë oksidet jometalike në gjendjen e metaleve.

Sidoqoftë, elementi i 6-të e bën këtë vetëm kur nxehet. Në kushte normale, substanca është kimikisht inerte.

Në të jashtme nivelet elektronike Jometalet kanë më shumë elektrone se metalet.

Kjo është arsyeja pse atomet e elementit të 6-të priren të plotësojnë një pjesë të orbitaleve të tyre në vend që t'i japin grimcat e tyre dikujt.

Për metalet, me një minimum elektronesh në shtresën e jashtme, është më e lehtë të ndash grimcat e largëta sesa të tërheqësh ato të huaja.

Forma kryesore e substancës së 6-të është një atom. Në teori, ne duhet të flasim për molekula e karbonit. Shumica e jometaleve përbëhen nga molekula.

Megjithatë, karboni dhe - përjashtime, kanë një strukturë atomike. Për shkak të kësaj, përbërjet e elementeve kanë pika të larta shkrirjeje.

Një tjetër veti dalluese shumë forma të karbonit - . Për të njëjtën, është maksimumi, i barabartë me 10 pikë.

Meqenëse bëhet fjalë për format e substancës së 6-të, le të theksojmë se kristaline është vetëm njëra prej tyre.

Atomet e karbonit mos u rreshtoni gjithmonë në një rrjetë kristali. Ekziston një varietet amorf.

Shembuj të kësaj: - druri, koksi, karboni i qelqtë. Këto janë komponime, por nuk kanë një strukturë të renditur.

Nëse një substancë kombinohet me të tjera, mund të formohen edhe gazra. Karboni kristalor shndërrohet në to në një temperaturë prej 3700 gradë.

Në kushte normale, një element është i gaztë nëse është, për shembull, oksid karboni.

Njerëzit e quajnë monoksid karboni. Sidoqoftë, reagimi i formimit të tij është më aktiv dhe më i shpejtë nëse, megjithatë, nxehtësia ndizet.

Komponimet e gazta karbonit Me oksigjen disa. Ekziston gjithashtu, për shembull, monoksidi.

Ky gaz është i pangjyrë dhe helmues, në kushte normale. Të tillë oksid karboni ka një lidhje të trefishtë në molekulë.

Por le të kthehemi te elementi i pastër. Duke qenë mjaft inerte në aspektin kimik, ai megjithatë mund të ndërveprojë jo vetëm me metalet, por edhe me oksidet e tyre dhe, siç shihet nga biseda për gazet, me oksigjenin.

Reagimi është gjithashtu i mundur me hidrogjeni. Karboni do të ndërveprojnë nëse një nga faktorët "luan", ose të gjithë së bashku: temperatura, gjendja alotropike, dispersioni.

Kjo e fundit i referohet raportit të sipërfaqes së grimcave të një substance me vëllimin që ata zënë.

Alotropia është mundësia e disa formave të së njëjtës substancë, domethënë kristalore, amorfe ose gaz karboni.

Sidoqoftë, pavarësisht se si faktorët përkojnë, elementi nuk reagon fare me acidet dhe alkalet. Injoron karbonin dhe pothuajse të gjithë halogjenët.

Më shpesh, substanca e 6-të lidhet me vetveten, duke formuar të njëjtat molekula në shkallë të gjerë prej qindra e miliona atomesh.

molekula të formuara, reagojnë karboni me akoma më pak elementë dhe lidhje.

Aplikimi i karbonit

Zbatimi i elementit dhe derivateve të tij është po aq i gjerë sa numri i tyre. Përmbajtja e karbonit ka më shumë në jetën e një personi sesa mund të duket.

Karboni i aktivizuar nga farmacia është substanca e 6-të. në nga - ai është i njëjtë.

Grafiti në lapsa është gjithashtu karboni, i nevojshëm gjithashtu reaktorët bërthamorë dhe kontaktet e makinave elektrike.

Karburanti metan është gjithashtu në listë. Dioksid karboni nevojiten për prodhim dhe mund të jetë akulli i thatë, domethënë një ftohës.

Dioksidi i karbonit shërben si një ruajtës, duke mbushur ruajtjen e perimeve, dhe gjithashtu është i nevojshëm për të marrë karbonate.

Këto të fundit përdoren në ndërtim, për shembull. Dhe karbonati është i dobishëm në prodhimin e sapunit dhe prodhimin e qelqit.

Formula e karbonit gjithashtu korrespondon me koksin. Është i dobishëm për metalurgët.

Koksi shërben si një agjent reduktues gjatë shkrirjes së xehes dhe nxjerrjes së metaleve prej tij.

Edhe bloza e zakonshme është karboni që përdoret si pleh dhe mbushës.

Nuk e kam pyetur veten pse gomat e makinave ngjyrat? Kjo është blozë. I jep forcë gome.

Bloza gjendet gjithashtu në lustruesit e këpucëve, bojërat e printimit dhe bojë për vetulla. Emri popullor nuk përdoret gjithmonë. Industrialistët bëjnë thirrje për blozë karboni i zi.

Masa e karbonit fillon të përdoret në fushën e nanoteknologjisë. Janë bërë transistorë ultra të vegjël, si dhe tuba që janë 6-7 herë më të fortë.

Kaq shumë për jometalin. Nga rruga, shkencëtarët nga. Ata krijuan një aerogel nga tubat e karbonit dhe grafeni.

Është gjithashtu një material i qëndrueshëm. Tingëllon rëndë. Por, në fakt, airgel është më i lehtë se ajri.

NË karbon hekuri shtohet për të bërë atë që quhet çeliku i karbonit. Ajo është më e vështirë se zakonisht.

Megjithatë, fraksioni masiv Elementi i 6-të nuk duhet të kalojë dy ose tre përqind. Përndryshe, vetitë e çelikut bien.

Lista vazhdon dhe vazhdon. Por ku mund ta marrim karbonin pafundësisht? A është minuar apo sintetizuar? Ne do t'u përgjigjemi këtyre pyetjeve në një kapitull të veçantë.

Minierat e karbonit

Dioksid karboni, metani, veçmas karboni, mund të merret kimikisht, domethënë me sintezë të qëllimshme. Megjithatë, kjo nuk është fitimprurëse.

Gaz karboni dhe modifikimet e tij të ngurta janë më të lehta dhe më të lira për t'u nxjerrë së bashku me qymyrin.

Përafërsisht 2 miliardë tonë nxirren nga zorrët e tokës çdo vit. Mjaft për t'i siguruar botës karbon të zi.

Sa i përket, ato nxirren nga tubat e kimbirlitit. Bëhet fjalë për trupa gjeologjikë vertikalë, fragmente shkëmbi të çimentuar nga llava.

Këtu gjenden. Prandaj, shkencëtarët sugjerojnë se minerali është formuar në thellësi prej mijëra kilometrash, në të njëjtin vend si magma.

Depozitat e grafitit, përkundrazi, janë horizontale dhe ndodhen afër sipërfaqes.

Prandaj, nxjerrja e mineralit është mjaft e thjeshtë dhe e lirë. Rreth 500,000 ton grafit nxirren nga nëntoka çdo vit.

Për të marrë Karboni i aktivizuar, duhet ta ngrohni qymyrin dhe ta trajtoni me një rrymë avulli uji.

Shkencëtarët madje kanë kuptuar se si të rikrijojnë proteinat Trupi i njeriut. Baza e tyre është gjithashtu karbonit. Azoti dhe hidrogjeni është grupi amino ngjitur me të.

Ju gjithashtu keni nevojë për oksigjen. Kjo do të thotë, proteinat ndërtohen mbi aminoacide. Nuk është në buzët e të gjithëve, por është shumë më e rëndësishme për jetën se pjesa tjetër.

Sulfurik, azotik i njohur, acid klorhidrik Për shembull, trupi ka nevojë për shumë më pak.

Pra, karboni është diçka që ia vlen të paguhet. Le të zbulojmë se sa i madh është diferenca e çmimeve për mallra të ndryshëm nga elementi i 6-të.

Çmimi i karbonit

Për jetën, siç është e lehtë për t'u kuptuar, karboni është i paçmuar. Sa për fushat e tjera të jetës, çmimi varet nga emri i produktit dhe cilësia e tij.

Për shembull, ata paguajnë më shumë nëse nuk përmbajnë përfshirje të palëve të treta.

Mostrat e aerogelit, deri më tani, kushtojnë dhjetëra dollarë për disa centimetra katrorë.

Por, në të ardhmen, prodhuesit premtojnë të furnizojnë materialin në rrotulla dhe ta kërkojnë atë me çmim të ulët.

Karboni i zi, domethënë bloza, shitet me 5-7 rubla për kilogram. Prandaj, ata paguajnë rreth 5,000-7,000 rubla për ton.

Megjithatë, taksa e karbonit futur në shumicën shtete të zhvilluara, mund të shkaktojë rritjen e çmimeve.

Industria e karbonit konsiderohet të jetë shkaku i efektit serë. Ndërmarrjeve u kërkohet të paguajnë për emetimet, në veçanti CO 2 .

Ai është gazi kryesor serrë dhe, në të njëjtën kohë, një tregues i ndotjes së ajrit. Ky informacion është një mizë në vaj.

Kjo të bën të kuptosh se karboni, si çdo gjë tjetër në botë, ka një anë negative, jo vetëm një të mirë.

Konsiderohet si kimia e përbërjeve të karbonit, por, duke i bërë haraç historisë, ende vazhdojnë ta quajnë atë kimi organike. Prandaj, është kaq e rëndësishme të merret në konsideratë më në detaje struktura e atomit të këtij elementi, natyra dhe drejtimi hapësinor i lidhjeve kimike që ai formon.

Valenca e një elementi kimik më së shpeshti përcaktohet nga numri i elektroneve të paçiftuara. Atomi i karbonit, siç shihet nga formula grafike e elektroneve, ka dy elektrone të paçiftëzuara, prandaj, me pjesëmarrjen e tyre, mund të formohen dy çifte elektronike që kryejnë dy lidhje kovalente. Megjithatë, në përbërjet organike karboni nuk është dyvalent, por gjithmonë katërvalent. Kjo mund të shpjegohet me faktin se në një atom të ngacmuar (duke marrë energji shtesë), elektronet 2p çiftohen dhe njëri prej tyre kalon në orbitalin 2p:

Një atom i tillë ka katër elektrone të paçiftëzuara dhe mund të marrë pjesë në krijimin e katër lidhjeve kovalente.

Për arsimin lidhje kovalenteËshtë e nevojshme që orbitalja e një atomi të mbivendoset me orbitalën e një atomi tjetër. Për më tepër, sa më e madhe të jetë mbivendosja, aq më e fortë është lidhja.

Në molekulën e hidrogjenit H2, formimi i një lidhje kovalente ndodh për shkak të mbivendosjes së orbitaleve s (Fig. 3).

Distanca midis bërthamave të atomeve të hidrogjenit, ose gjatësia e lidhjes, është 7,4 * 10 -2 nm, dhe forca e saj është 435 kJ/mol.

Për krahasim: në molekulën e fluorit F2, formohet një lidhje kovalente për shkak të mbivendosjes së dy orbitaleve p.

Gjatësia e lidhjes fluor-fluor është 14,2 10 -2 nm, dhe forca (energjia) e lidhjes është 154 kJ/mol.

Lidhjet kimike të formuara nga mbivendosja e orbitaleve elektronike përgjatë një linje lidhjeje quhen lidhje α (lidhje sigma).

Një linjë komunikimi është një vijë e drejtë që lidh bërthamat e atomeve. Për β-orbitalet është e mundur vetëm e vetmja mënyrë mbivendosje - me formimin e lidhjeve a.

orbitalet p mund të mbivendosen për të formuar lidhje a, dhe gjithashtu mund të mbivendosen në dy rajone, duke formuar një lidhje kovalente të një lloji të ndryshëm - për shkak të mbivendosjes "laterale":

Lidhjet kimike të formuara si rezultat i mbivendosjes "laterale" të orbitaleve të elektroneve jashtë vijës së lidhjes, d.m.th., në dy rajone, quhen lidhje n (lidhje pi).

Lloji i lidhjes së konsideruar është tipik për molekulat e etilenit C2H4 dhe acetilenit C2H2. Por për këtë do të mësoni më në detaje në paragrafin tjetër.

1. Shkruani formulën elektronike të atomit të karbonit. Shpjegoni kuptimin e secilit simbol në të.

Cilat janë formulat elektronike të atomeve të borit, beriliumit dhe litiumit?

Bëni formula elektronografike që i përgjigjen atomeve të këtyre elementeve.

2. Shkruani formulat elektronike:

a) atomi i natriumit dhe kationi Na +;

b) atomin e magnezit dhe kationin Mg 2+;

c) atomi i fluorit dhe F-anion;

d) atomin e oksigjenit dhe O2- anion;

e) një atom hidrogjeni dhe jone H + dhe H -.

Bëni formula elektronografike për shpërndarjen e elektroneve ndërmjet orbitaleve në këto grimca.

3. Çfarë atomi të një elementi kimik i përgjigjet formulës elektronike 1s 2 2s 2 2p 6?

Cilat katione dhe anione kanë të njëjtën formulë elektronike? Shkruani një formulë grafike elektronike për atomin dhe këto jone.

4. Krahasoni gjatësitë e lidhjeve në molekulat e hidrogjenit dhe fluorit. Çfarë e shkakton ndryshimin e tyre?

5. Molekulat e azotit dhe të fluorit janë diatomike. Krahasoni numrat dhe natyrën e lidhjeve kimike midis atomeve në to.

Përmbajtja e mësimit shënimet e mësimit Mbështetja e prezantimit të mësimit në kuadër të metodave të përshpejtimit teknologjitë interaktive Praktikoni detyra dhe ushtrime punëtori për vetëtestim, trajnime, raste, kërkime pyetje diskutimi për detyra shtëpie pyetje retorike nga nxënësit Ilustrime audio, videoklipe dhe multimedia fotografi, foto, grafika, tabela, diagrame, humor, anekdota, shaka, komike, shëmbëlltyra, thënie, fjalëkryqe, citate Shtesa abstrakte artikuj truke për krevat kureshtarë tekste mësimore fjalor termash bazë dhe plotësues të tjera Përmirësimi i teksteve dhe mësimevekorrigjimi i gabimeve në tekstin shkollor përditësimi i një fragmenti në një tekst shkollor, elemente të inovacionit në mësim, zëvendësimi i njohurive të vjetruara me të reja Vetëm për mësuesit leksione perfekte plani kalendar për vitin udhëzime programet e diskutimit Mësime të integruara

Karboni

KARBON-A; m. Elementi kimik (C), më i rëndësishmi komponent të gjithë çështje organike në natyrë. Atomet e karbonit. Përqindja e përmbajtjes së karbonit. Pa karbon, jeta është e pamundur.

◁ Karboni, oh, oh. atomet Y. Karboni, oh, oh. Që përmban karbon. Uh çeliku.

karbonit

(lat. Carboneum), element kimik Grupi IV i tabelës periodike. Modifikimet kryesore të kristalit janë diamanti dhe grafiti. Në kushte normale, karboni është kimikisht inert; në temperaturat e larta kombinohet me shumë elementë (reduktues i fortë). Përmbajtja e karbonit në kores së tokës 6.5 10 16 ton Një sasi e konsiderueshme karboni (rreth 10 13 ton) është pjesë e lëndëve djegëse fosile (thëngjill, gaz natyror, naftë, etj.), si dhe dioksid karboni në atmosferë (6 10 11 ton) dhe hidrosferë. (10 14 t). Mineralet kryesore që përmbajnë karbon janë karbonatet. Karboni ka aftësi unike formojnë një numër të madh përbërjesh që mund të përbëhen nga një numër pothuajse i pakufizuar i atomeve të karbonit. Shumëllojshmëria e komponimeve të karbonit përcaktoi shfaqjen e një prej degëve kryesore të kimisë - kimisë organike. Karboni është një element biogjen; komponimet e tij luajnë një rol të veçantë në jetën e organizmave bimorë dhe shtazorë (përmbajtja mesatare e karbonit - 18%). Karboni është i përhapur në hapësirë; në Diell renditet i 4-ti pas hidrogjenit, heliumit dhe oksigjenit.

KARBON

KARBON (latinisht Carboneum, nga karbo - qymyr), C (lexo "ce"), një element kimik me numër atomik 6, masë atomike 12,011. Karboni natyror përbëhet nga dy nuklide të qëndrueshme: 12 C, 98,892% në masë dhe 13 C - 1,108%. Në përzierjen natyrore të nuklideve, nuklidi radioaktiv 14 C (b - emetues, gjysma e jetës 5730 vjet) është gjithmonë i pranishëm në sasi të papërfillshme. Formohet vazhdimisht në shtresat e poshtme të atmosferës nën veprimin e neutroneve nga rrezatimi kozmik në izotopin e azotit 14 N:
14 7 N + 1 0 n = 14 6 C + 1 1 H.
Karboni ndodhet në grupin IVA, në periudhën e dytë të tabelës periodike. Konfigurimi i shtresës së jashtme elektronike të një atomi në gjendjen bazë 2 s 2 fq 2 . Gjendjet më të rëndësishme të oksidimit janë +2 +4, –4, valenca IV dhe II.
Rrezja e një atomi karboni neutral është 0.077 nm. Rrezja e jonit C 4+ është 0,029 nm (numri i koordinimit 4), 0,030 nm (numri i koordinimit 6). Energjitë sekuenciale të jonizimit të një atomi neutral janë 11.260, 24.382, 47.883, 64.492 dhe 392.09 eV. Elektronegativiteti sipas Pauling (cm. PAULING Linus) 2,5.
Referencë historike
Karboni është i njohur që nga kohërat e lashta. Qymyri u përdor për të rikuperuar metale nga xehet, diamanti (cm. DIAMANTI (mineral))- Si perlë. Në 1789, kimisti francez A. L. Lavoisier (cm. LAVOISIER Antoine Laurent) nxorri një përfundim për natyrën elementare të karbonit.
Diamantet sintetike u morën për herë të parë në vitin 1953 nga studiues suedezë, por ata nuk arritën të publikonin rezultatet. Në dhjetor 1954, u morën diamante artificiale, dhe në fillim të vitit 1955, punonjësit e kompanisë General Electric publikuan rezultatet. (cm. GJENERAL ELEKTRIK)
Në BRSS, diamantet artificiale u morën për herë të parë në vitin 1960 nga një grup shkencëtarësh të udhëhequr nga V. N. Bakul dhe L. F. Vereshchagin. (cm. VERESHCHAGIN Leonid Fedorovich) .
Në vitin 1961, një grup kimistësh sovjetikë nën udhëheqjen e V.V. Korshak sintetizuan një modifikim linear të karbonit - karbinit. Menjëherë pas kësaj, karabina u zbulua në kraterin e meteorit Ries (Gjermani). Në vitin 1969, në BRSS, kristalet e diamantit si mustaqe u sintetizuan me presion të zakonshëm, me forcë të lartë dhe praktikisht pa defekte.
Në vitin 1985, Croteau (cm. I lezetshëm Harold) Zbuluar uniformë të re karbon-fullerenet (cm. FULLERENES) C 60 dhe C 70 në spektrin masiv të grafitit të avulluar gjatë rrezatimit me lazer. Në presione të larta u mor lonsdaleite.
Të qenit në natyrë
Përmbajtja në koren e tokës është 0,48% ndaj peshës. Grumbullohet në biosferë: në lëndët e gjalla 18% qymyr, në dru 50%, torfe 62%, gazra natyralë të djegshëm 75%, shist argjilor vaji 78%, qymyr i fortë dhe kafe 80%, vaj 85%, antracit 96%. Një pjesë e konsiderueshme e qymyrit të litosferës është e përqendruar në gëlqerorë dhe dolomite. Karboni në gjendje oksidimi +4 është pjesë e shkëmbinjve dhe mineraleve karbonatike (shumës, gëlqeror, mermer, dolomit). Komponent i përhershëm i dioksidit të karbonit CO 2 (0,046% ndaj peshës). ajri atmosferik. Dioksidi i karbonit është gjithmonë i pranishëm në formë të tretur në ujërat e lumenjve, liqeneve dhe deteve.
Substancat që përmbajnë karbon janë zbuluar në atmosferën e yjeve, planetëve dhe meteoritëve.
Faturë
Që nga kohërat e lashta, qymyri është prodhuar nga djegia jo e plotë e drurit. Në shekullin e 19-të, qymyri u zëvendësua nga qymyri bituminoz (koksi) në metalurgji.
Aktualisht, plasaritja përdoret për prodhimin industrial të karbonit të pastër. (cm. PLARSITJE) gazit natyror metani (cm. METAN) CH 4:
CH 4 = C + 2H 2
Qymyri për qëllime mjekësore përgatitet duke djegur lëvozhgat e kokosit. Për nevoja laboratorike, qymyri i pastër që nuk përmban papastërti të padjegshme fitohet me djegie jo të plotë të sheqerit.
Fizike dhe Vetitë kimike
Karboni është një jometal.
Shumëllojshmëria e përbërjeve të karbonit shpjegohet me aftësinë e atomeve të tij për t'u lidhur me njëri-tjetrin, duke formuar struktura, shtresa, zinxhirë dhe cikle tre-dimensionale. Katër modifikime alotropike të karbonit janë të njohura: diamanti, grafiti, karbini dhe fulleriti. Qymyri përbëhet nga kristale të vogla me një strukturë grafiti të çrregullt. Dendësia e tij është 1,8-2,1 g/cm3. Bloza është grafit shumë i bluar.
Diamanti është një mineral me një grilë kub të përqendruar në fytyrë. Atomet C në diamant janë të vendosura në sp 3 -gjendje e hibridizuar. Çdo atom formon 4 lidhjet kovalente s me katër atome C fqinje të vendosura në kulmet e një katërkëndëshi, në qendër të të cilit është një atom C Distancat midis atomeve në katërkëndësh janë 0,154 nm. Nuk ka përçueshmëri elektronike, hendeku i brezit është 5.7 eV. Nga të gjitha substancat e thjeshta, diamanti ka numrin maksimal të atomeve për njësi vëllimi. Dendësia e tij është 3,51 g/cm 3. . Fortësia në shkallën mineralogjike të Mohs (cm. SHKALLA MOHS) merret si 10. Një diamant mund të gërvishtet vetëm nga një diamant tjetër; por është i brishtë dhe ndahet në copa pas goditjes formë të çrregullt. I qëndrueshëm termodinamikisht vetëm në presione të larta. Megjithatë, në 1800 °C transformimi i diamantit në grafit ndodh shpejt. Shndërrimi i kundërt i grafitit në diamant ndodh në 2700°C dhe një presion prej 11-12 GPa.
Grafiti është një substancë gri e errët me shtresa me një rrjetë kristali gjashtëkëndor. I qëndrueshëm termodinamikisht në një gamë të gjerë temperaturash dhe presionesh. Përbëhet nga shtresa paralele të formuara nga gjashtëkëndësha të rregullt të atomeve C. Atomet e karbonit të secilës shtresë janë të vendosura përballë qendrave të gjashtëkëndëshave të vendosura në shtresat ngjitur; pozicioni i shtresave përsëritet çdo tjetra dhe secila shtresë zhvendoset në lidhje me tjetrën në drejtim horizontal me 0,1418 nm. Brenda shtresës, lidhjet midis atomeve janë kovalente, të formuara sp 2 -orbitalet hibride. Lidhjet ndërmjet shtresave kryhen nga van der Waals i dobët (cm. NDËRVEPRIMI NDËRMOLEKULAR) forcat, kështu që grafiti është lehtësisht i eksfoluar. Kjo gjendje stabilizohet nga lidhja p e katërt e delokalizuar. Grafiti ka përçueshmëri të mirë elektrike. Dendësia e grafitit është 2,1-2,5 kg/dm3.
Në të gjitha modifikimet alotropike, në kushte normale, karboni është kimikisht joaktiv. NË reaksionet kimike hyn vetëm kur nxehet. ku aktiviteti kimik zvogëlohet karboni në serinë blozë-qymyr-grafit-diamant. Bloza në ajër ndizet kur nxehet në 300 ° C, diamanti - në 850-1000 ° C. Gjatë djegies, formohet dioksidi i karbonit CO 2 dhe CO. Nga ngrohja e CO 2 me qymyr, fitohet edhe monoksidi i karbonit (II) CO:
CO 2 + C = 2 CO
C + H 2 O (avulli i mbinxehur) = CO + H 2
U sintetizua monoksidi i karbonit C 2 O 3.
CO 2 është një oksid acid, ai shoqërohet me acid karbonik të dobët, të paqëndrueshëm, i cili ekziston vetëm në tretësirat ujore shumë të holluara. Kripërat e acidit karbonik - karbonateve (cm. KARBONATE)(K 2 CO 3, CaCO 3) dhe bikarbonate (cm. HIDROKARBONATE)(NaHCO 3, Ca(HCO 3) 2).
Me hidrogjen (cm. HIDROGJEN) grafiti dhe qymyri reagojnë në temperatura mbi 1200°C për të formuar një përzierje hidrokarburesh. Duke reaguar me fluorin në 900°C, ai formon një përzierje të komponimeve të fluorokarbonit. Duke kaluar një shkarkesë elektrike midis elektrodave të karbonit në një atmosferë azoti, përftohet gazi cianogjen (CN) 2; Nëse hidrogjeni është i pranishëm në përzierjen e gazit, formohet acidi hidrocianik HCN. Në temperatura shumë të larta, grafiti reagon me squfur, (cm. SQUFUR) silic, bor, karbide që formojnë - CS 2, SiC, B 4 C.
Karbitet prodhohen nga bashkëveprimi i grafitit me metalet në temperatura të larta: karabit natriumi Na 2 C 2, karabit kalciumi CaC 2, karabit magnezi Mg 2 C 3, karabit alumini Al 4 C 3. Këto karbide dekompozohen lehtësisht nga uji në hidroksid metali dhe hidrokarburet përkatëse:
Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4
Me metalet në tranzicion, karboni formon karbide kimikisht të qëndrueshme të ngjashme me metalin, për shembull, karabit hekuri (çimentit) Fe 3 C, karabit kromi Cr 2 C 3, karabit tungsteni WC. Karbidet - substanca kristalore, natyra e lidhjes kimike mund të jetë e ndryshme.
Kur nxehet, qymyri redukton shumë metale nga oksidet e tyre:
FeO + C = Fe + CO,
2CuO+ C = 2Cu+ CO 2
Kur nxehet, redukton squfurin (VI) në squfur (IV) nga acidi sulfurik i koncentruar:
2H 2 SO 4 + C = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
Në 3500°C dhe presion normal sublimon karboni.
Aplikacion
Mbi 90% e të gjitha burimeve kryesore të energjisë së konsumuar në botë vijnë nga lëndët djegëse fosile. 10% e karburantit të nxjerrë përdoret si lëndë e parë për sintezën bazë organike dhe petrokimike për prodhimin e plastikës.
Veprim fiziologjik
Karboni është elementi më i rëndësishëm biogjenik, ai është një njësi strukturore e përbërjeve organike të përfshira në ndërtimin e organizmave dhe sigurimin e funksioneve të tyre jetësore (biopolimere, vitamina, hormone, ndërmjetësues dhe të tjerë). Përmbajtja e karbonit në organizmat e gjallë në bazë të lëndës së thatë është 34,5-40% për bimët dhe kafshët ujore, 45,4-46,5% për bimët dhe kafshët tokësore dhe 54% për bakteret. Gjatë proceseve jetësore të organizmave, dekompozimi oksidativ i përbërjeve organike ndodh me çlirimin e mjedisi i jashtëm CO2. Dioksid karboni (cm. DIOKSID KARBONI), i tretur në lëngje biologjike dhe ujërat natyrore, merr pjesë në ruajtjen e aciditetit të mjedisit optimal për jetën. Karboni në CaCO 3 formon ekzoskeletin e shumë jovertebrorëve dhe gjendet në koralet dhe lëvozhgat e vezëve.
Në të ndryshme proceset e prodhimit grimcat e qymyrit, blozës, grafitit, diamantit hyjnë në atmosferë dhe janë të pranishme në të në formën e aerosoleve. MPC për pluhurin e karbonit në zonat e punës është 4,0 mg/m 3, për qymyrin 10 mg/m 3.

fjalor enciklopedik . 2009 .

Sinonimet:

Shihni se çfarë është "karboni" në fjalorë të tjerë:

Tabela e nukleideve Informacion i pergjithshem Emri, simboli Karbon 14, 14C Emra alternativë radiokarbon, radiokarbon Neutrone 8 Protone 6 Vetitë e nuklidit Masa atomike ... Wikipedia

Tabela e nuklideve Informacion i përgjithshëm Emri, simboli Karboni 12, 12C Neutronet 6 Protonet 6 Vetitë e nukliideve Masa atomike 12.0000000(0) ... Wikipedia

Tabela e nuklideve Informacion i përgjithshëm Emri, simboli Karboni 13, 13C Neutronet 7 Protonet 6 Vetitë e nukliideve Masa atomike 13.0033548378(10) ... Wikipedia

- (lat. Carboneum) C, kimik. element i grupit IV të sistemit periodik të Mendelejevit, numri atomik 6, masa atomike 12.011. Modifikimet kryesore të kristalit janë diamanti dhe grafiti. Në kushte normale, karboni është kimikisht inert; ne larte...... Fjalori i madh enciklopedik

- (Karboneum), C, element kimik i grupit IV të sistemit periodik, numri atomik 6, masa atomike 12.011; jo metalike. Përmbajtja në koren e tokës është 2,3×10 2% në masë. Format kryesore kristalore të karbonit janë diamanti dhe grafiti. Karboni është përbërësi kryesor... ... Enciklopedia moderne

Karboni- (Karboneum), C, element kimik i grupit IV të sistemit periodik, numri atomik 6, masa atomike 12.011; jo metalike. Përmbajtja në koren e tokës është 2.3´10 2% ndaj peshës. Format kryesore kristalore të karbonit janë diamanti dhe grafiti. Karboni është përbërësi kryesor... ... Fjalor Enciklopedik i Ilustruar

KARBON- (1) kimi. element, simbol C (lat. Carboneum), at. Dhe. 6, në. 12,011 m. Ekziston në disa modifikime (forma) alotropike (diamanti, grafiti dhe rrallë karabina, kaoiti dhe lonsdaleite në krateret e meteorit). Që nga viti 1961 / masa e një atomi të izotopit 12C është adoptuar ... Enciklopedia e Madhe Politeknike

- (simboli C), një element jometalik i përhapur i grupit të katërt të tabelës periodike. Karboni formon një numër të madh përbërjesh, të cilat së bashku me hidrokarburet dhe substancat e tjera jometalike përbëjnë bazën... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

Karakteristikat e elementit

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Izotopet: 12 C (98,892%); 13 C (1,108%); 14 C (radioaktive)

Clarke në koren e tokës është 0.48% në masë. Format e vendndodhjes:

në formë të lirë (thëngjill, diamante);

në përbërjen e karbonateve (CaCO 3, MgCO 3, etj.);

si pjesë e lëndëve djegëse fosile (thëngjill, naftë, gaz);

në formën e CO 2 - në atmosferë (0.03% në vëllim);

në Oqeanin Botëror - në formën e HCO 3 - anioneve;

në përbërjen e lëndës së gjallë (-18% karbon).

Kimia e komponimeve të karbonit është kryesisht kimi organike. e di kimia inorganike Janë studiuar këto substanca që përmbajnë C: karboni i lirë, oksidet (CO dhe CO 2), acidi karbonik, karbonatet dhe bikarbonatet.

Karbon i lirë. Alotropia.

Në gjendje të lirë, karboni formon 3 modifikime alotropike: diamantin, grafitin dhe karbinin e prodhuar artificialisht. Këto modifikime të karbonit ndryshojnë në strukturën kimike kristalore dhe karakteristikat fizike.

Diamanti

Në një kristal diamanti, çdo atom karboni është i lidhur me lidhje të forta kovalente me katër të tjera të vendosura rreth tij në distanca të barabarta.

Të gjithë atomet e karbonit janë në gjendje hibridizimi sp 3. Rrjeta atomike kristalore e diamantit ka një strukturë tetraedrale.

Diamanti është një substancë e pangjyrë, transparente, shumë përthyese. Ka fortësinë më të madhe nga të gjitha substancat e njohura. Diamanti është i brishtë, zjarrdurues, e përcjell dobët nxehtësinë dhe elektricitet. Distancat e vogla midis atomeve fqinje të karbonit (0,154 nm) përcaktojnë densitetin mjaft të lartë të diamantit (3,5 g/cm3).

Grafit

NË rrjetë kristali Në grafit, çdo atom karboni është në një gjendje hibridizimi sp 2 dhe formon tre lidhje të forta kovalente me atomet e karbonit të vendosura në të njëjtën shtresë. Tre elektrone të secilit atom karboni marrin pjesë në formimin e këtyre lidhjeve, dhe elektronet e katërt të valencës formojnë n-lidhje dhe janë relativisht të lira (të lëvizshme). Ato përcaktojnë përçueshmërinë elektrike dhe termike të grafitit.

Gjatësia e lidhjes kovalente midis atomeve fqinje të karbonit në të njëjtin rrafsh është 0,152 nm, dhe distanca midis atomeve C në shtresa të ndryshme është 2,5 herë më e madhe, kështu që lidhjet midis tyre janë të dobëta.

Grafiti është një substancë opake, e butë, e yndyrshme në prekje me ngjyrë gri-të zezë me një shkëlqim metalik; përcjell mirë nxehtësinë dhe rrymën elektrike. Grafiti ka një densitet më të ulët në krahasim me diamantin dhe ndahet lehtësisht në thekon të holla.

Struktura e çrregullt e grafitit të imët kristalor qëndron në themel të strukturës forma të ndryshme karboni amorf, ndër të cilët më kryesorët janë koksi, kafe dhe qymyrguri, blozë, karboni i aktivizuar (aktiv).

Karbina

Ky modifikim alotropik i karbonit përftohet nga oksidimi katalitik (dehidropolikondensimi) i acetilenit. Carbyne është një polimer zinxhir që vjen në dy forma:

С=С-С=С-... dhe...=С=С=С=

Karbini ka veti gjysmëpërçuese.

Vetitë kimike të karbonit

Në temperaturat e zakonshme, të dy modifikimet e karbonit (diamanti dhe grafiti) janë kimikisht inerte. Format kristalore të imët të grafitit - koksi, bloza, karboni i aktivizuar - janë më reaktive, por, si rregull, pasi ato janë ngrohur paraprakisht në një temperaturë të lartë.

C - agjent reduktues aktiv:

1. Ndërveprimi me oksigjenin

C + O 2 = CO 2 + 393,5 kJ (në tepricë O 2)

2C + O 2 = 2CO + 221 kJ (me mungesë të O 2)

Djegia e qymyrit është një nga burimet më të rëndësishme të energjisë.

2. Ndërveprimi me fluorin dhe squfurin.

C + 2F 2 = CF 4 tetrafluorid karboni

C + 2S = CS 2 disulfidi i karbonit

3. Koksi është një nga agjentët reduktues më të rëndësishëm që përdoret në industri. Në metalurgji, përdoret për të marrë metale nga oksidet, për shembull:

ZS + Fe 2 O 3 = 2Fe + ZSO

C + ZnO = Zn + CO

4. Kur karboni ndërvepron me oksidet e metaleve alkaline dhe alkaline tokësore, metali i reduktuar kombinohet me karbonin për të formuar një karabit. Për shembull: 3S + CaO = CaC 2 + karabit kalciumi CO

5. Koksi përdoret gjithashtu për të prodhuar silikon:

2C + SiO 2 = Si + 2СО

6. Nëse ka tepricë të koksit, formohet karabit i silikonit (karborund) SiC.

Prodhimi i "gazit të ujit" (gazifikimi i karburantit të ngurtë)

Duke kaluar avujt e ujit përmes qymyrit të nxehtë, përftohet një përzierje e ndezshme e CO dhe H 2, e quajtur gaz uji:

C + H 2 O = CO + H 2

7. Reaksionet me acidet oksiduese.

Kur nxehet, qymyri i aktivizuar ose qymyri redukton anionet NO 3 - dhe SO 4 2- nga acidet e koncentruara:

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

8. Reaksionet me nitratet e metaleve alkali të shkrirë

Në shkrirjen e KNO 3 dhe NaNO 3, qymyri i grimcuar digjet intensivisht me formimin e një flake verbuese:

5C + 4KNO 3 = 2K 2 CO 3 + ZCO 2 + 2N 2

C - agjent oksidues me pak aktiv:

1. Formimi i karbiteve të ngjashme me kripën me metale aktive.

Një dobësim i konsiderueshëm i vetive jometalike të karbonit shprehet në faktin se funksionet e tij si agjent oksidues manifestohen në një masë shumë më të vogël sesa funksionet e tij reduktuese.

2. Vetëm në reaksionet me metale aktive atomet e karbonit shndërrohen në jone të ngarkuar negativisht C-4 dhe (C=C) 2-, duke formuar karbide të ngjashme me kripën:

ZS + 4Al = Al 4 C 3 karabit alumini

2C + Ca = CaC 2 karabit kalciumi

3. Karbitet jonike janë komponime shumë të paqëndrueshme ato dekompozohen lehtësisht nën veprimin e acideve dhe ujit, gjë që tregon paqëndrueshmërinë e anioneve të karbonit të ngarkuar negativisht;

Al 4 C 3 + 12H 2 O = ZSN 4 + 4Al(OH) 3

CaC 2 + 2H 2 O = C 2 H 2 + Ca(OH) 2

4. Formimi i përbërjeve kovalente me metalet

Në shkrirjet e përzierjeve të karbonit me metalet kalimtare, karbitet formohen kryesisht me tip kovalent komunikimet. Molekulat e tyre kanë një përbërje të ndryshueshme, dhe substancat në tërësi janë afër lidhjeve. Karbite të tilla janë shumë të qëndrueshme, ato janë kimikisht inerte në lidhje me ujin, acidet, alkalet dhe shumë reagjentë të tjerë.

5. Ndërveprimi me hidrogjenin

Në T dhe P të lartë, në prani të një katalizatori nikel, karboni kombinohet me hidrogjenin:

C + 2НН 2 → СНН 4

Reagimi është shumë i kthyeshëm dhe nuk ka asnjë rëndësi praktike.