Am Bahnhof treffen wir uns Vuglets Betreten Sie das Lager über organische Reden, d. h. die unpersönlichen Reden, die in jeder Pflanze oder jedem Lebewesen zu finden sind. Es kommt in Form von Kohlendioxid in Wasser und Wind sowie in Form von Kohlendioxidsalzen und organischen Überschüssen im Boden und in der Erdkruste vor. Die Vielfalt der Sprache, die den Körper von Tieren und Pflanzen ausmacht, ist auf der Haut sichtbar. Wachs und Öl, Terpentin und Harz, Fettsäuren und Eiweiß, Pflanzengewebe und Fleisch, Weinsäure und Stärke – all diese und andere Stoffe, die in den Stoffen und Säften von Gemüse und Tieren enthalten sind, werden in den Kohlen bekämpft. Der Bereich der Kohlenstoffchemie ist so groß, dass er einen besonderen Schwerpunkt auf die Chemie legt, beispielsweise auf die Chemie des Kohlenstoffs oder genauer gesagt auf die Kohlenhydratchemie.“

Diese Worte aus „Grundlagen der Chemie“ von D. I. Mendelev wird bis zu unserer Rede über das lebenswichtige Element Kohle als verwandtes Epigraph dienen. Allerdings gibt es hier eine These, die aus Sicht der aktuellen Wissenschaft zwar zum Thema Sprache widerlegt werden kann, der Preis aber niedriger ist.

Vielleicht sollten Sie sich die Finger anstrengen, um die chemischen Elemente auszusortieren, die nicht einmal einem einzigen wissenschaftlichen Buch gewidmet wären. Dies ist ein unabhängiges populärwissenschaftliches Buch – nicht nur eine Broschüre auf 20 einzelnen Seiten mit einem Einband aus Papierpapier, sondern ein ganzer solider Band mit etwa 500 Seiten – es enthält nur ein Element – ​​Kohle.

Und die Literatur mit Kohle brannte – die reichste. Erstens sind die Bücher und Statistiken der organischen Chemiker allesamt einwandfrei; auf andere Weise vielleicht alles, was Polymere betrifft; drittens ungehärtete Arten, die mit brennbarem Copalina in Zusammenhang stehen; viertens ein bedeutender Teil der medizinischen und biologischen Literatur.

Lassen Sie uns daher nicht nur das Immaterielle berühren (und es überrascht nicht, dass die Autoren des beliebten Buches über Element Nr. 6 es „Nicht extrahierbar“ nannten!), sondern konzentrieren wir den Respekt vom Kopf auf den Kopf – versuchen wir, ihn zu bekommen der Winkel aus den drei Blickwinkeln.

Vuglets ist eines der unzähligen Elemente„ohne Clan, ohne Stamm.“ Die Geschichte der Menschen, die diese Rede singen, reicht bis in prähistorische Zeiten zurück. Der Name des Kohlenstoffs aus erster Hand ist unbekannt, unbekannt, da er aufgrund der Formen des elementaren Kohlenstoffs – Diamant und Graphit – früher entdeckt wurde. Und die Dinge haben sich längst geändert. Nur eines kann unwiderlegbar gefestigt werden: Vor Diamant und vor Graphit gab es eine klare Rede davon, dass man noch vor einem Jahrzehnt die dritte, amorphe Form der elementaren Kohle respektierte – Vugill. Es ist wahr, dass es Ugilla ist, es ist wahr im Dorf, es ist kein reines Ugilla. Dieses enthält Wasser, Gelee und Spuren anderer Elemente. Sie können zwar entfernt werden, sonst wird der Kohlenstoff nicht zu einer eigenständigen Modifikation des elementaren Kohlenstoffs. Dies wurde erst im anderen Viertel des 20. Jahrhunderts etabliert. Strukturanalysen zeigten, dass amorpher Kohlenstoff im Wesentlichen dasselbe Graphit ist. Nun ja, kein Wein ist nicht amorph, sondern kristallin; Nur die Kristalle sind zerbrechlicher und weisen mehr Defekte auf. Danach wurde es wichtig, dass die Kohle der Erde nur in zwei elementaren Formen existiert – wie Graphit und Diamant.

Haben Sie sich jemals über die Gründe für den scharfen „Wendepunkt“ der Behörden gewundert, dass eine weitere kurze Periode des Periodensystems der Linie folgt, die den Kohlenstoff und den darauf folgenden Stickstoff verstärkt? Stickstoff, Sauergas, Fluor sind gasähnliche Gase der fortschrittlichsten Köpfe. Vuglets haben – unabhängig von ihrer Form – einen harten Körper. Der Schmelzpunkt von Stickstoff liegt bei minus 210,5 °C und der von Kohlenstoff (wie Graphit unter einem Druck von über 100 atm) liegt bei nahezu plus 4000 °C.

Dmitro Ivanovich Mendelev ging als erster davon aus, dass der Unterschied durch die Polymerstruktur der Kohlenstoffmoleküle erklärt wird. Vín schrieb: „Wenn Kohlenstoff in ein Molekül C 2 wie i O 2 umgewandelt wurde, wurde es zu einem Gas.“ Und weiter: „Die Fähigkeit von Kohlenstoffatomen, sich miteinander zu verbinden und faltbare Moleküle zu bilden, manifestiert sich in allen Kohlenstoffmolekülen.“ In jedem der Elemente ist eine solche Struktur bis zur Komplexität nicht durch eine solche Welt wie in der Kohle zu entschuldigen. Es gibt immer noch keine Grundlage für die Bestimmung der Polymerisation von Kohlenstoff-, Graphit- und Diamantmolekülen, daher kann man nur annehmen, dass C n in ihnen enthalten ist, da n ein großer Wert ist.“

Vuglets und Yogo-Polymere

Diese Unterwürfigkeit wurde in unserer Stunde bestätigt. Sowohl Graphit als auch Diamant sind Polymere, die aus Kohlenstoffatomen gebildet werden.

Mit großem Respekt von Professor Yu.V. Khodakov, „aufgrund der Natur der Kräfte, die darauf hindeuten, dass der Beruf eines Diamantschleifers als chemischer Beruf eingestuft werden könnte.“ Tatsächlich muss der Fräser nicht nur die schwachen Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung bereitstellen, sondern auch die Kräfte der chemischen Bindung, die das Diamantmolekül an die Kohlenstoffatome bindet. Egal wie kristallklar der Diamant ist, der majestätische, sechshundert Gramm schwere „Cullinan“ ist im Wesentlichen ein Molekül, ein Molekül eines superregulären, vielleicht ideal geformten trivimirischen Polymers.

Das rechte ist Graphit. Hier dehnt sich die Polymerordnung auf zwei Arten aus – in Bezug auf die Flachheit und nicht im Raum. In Graphitplatten bilden diese Abflachungen ein starkes Paket, dessen Kugeln nicht durch chemische Kräfte, sondern durch schwache Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung miteinander verbunden sind. Warum ist das so einfach? Richten Sie einfach den Punkt auf das Papier – der Graphit löst sich. Gleichzeitig ist es sehr schwierig, die Graphitdecke in Querrichtung zu öffnen – hier wird die chemische Bindung gelöst.

Die Besonderheit der Molekülstruktur erklärt den großen Leistungsunterschied zwischen Graphit und Diamant. Graphit ist ein ausgezeichneter Wärme- und Stromleiter, während Diamant ein Isolator ist. Graphit lässt überhaupt kein Licht durch – Diamant ist aufschlussreich. Unabhängig davon, wie der Diamant oxidiert wird, ist das Oxidationsprodukt frei von CO2. Und oxidierender Graphit kann leicht aus einer Charge von Zwischenprodukten entfernt werden, indem Graphit (Bergbaulager) und melitische C 6 (COOH) 6-Säure gelagert werden. Das Gelee scheint zwischen den Kugeln der Graphitpackung eingeklemmt zu sein und oxidiert mehrere Kohlenstoffatome. Kristall und Diamant haben keinen Platz für Schwächen, und entweder äußere Oxidation oder äußere Nichtoxidation ist möglich – es gibt keine dritte Option ...

Außerdem ist es ein „großräumiges“ Polymer aus elementarem Kohlenstoff und „flach“. Im Prinzip ist die Herstellung eines „eindimensionalen“ – linearen Kohlenstoffpolymers seit langem erlaubt, obwohl es in der Natur nicht gefunden wurde.

Ich habe es erst in der Stunde des Singens herausgefunden. Nach einigen Jahren der Synthese wurde in der Nähe eines Meteoritenkraters auf dem Gebiet des FRN ein lineares Polymer mit Kohlenstoff gefunden. Und die Radian-Chemiker V. V. Korshak, A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin und Yu.P. Kudryavtsi. Das lineare Kohlenstoffpolymer wurde Carbin genannt. Der Venenring sieht aus wie schwarzes, körniges, kristallines Pulver, er hat eine leitende Wirkung und unter dem Einfluss von Licht erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit des Karabiners stark. Es entstanden der weiße Karabiner und völlig unzufriedene Behörden. Es stellte sich zum Beispiel heraus, dass Blut bei Kontakt damit keine Blutgerinnsel – Thromben – auflöst, daher begann man, die Fasern mit Beschichtungen aus dem Karabiner bei der Herstellung von einteiligen Blutgefäßen zu heilen, die nicht vom Körper absorbiert werden.

Hinter den Worten der Karabiner aus erster Hand war es für sie am schwierigsten zu verstehen, durch welche Bindungen die Kohlenstoffatome zu einem Riegel verbunden waren. Es könnte Einfach- oder Dreifachbindungen haben, die ineinander verschlungen sind (-C = C-C=C -C=), oder es könnte nur Doppelbindungen haben (=C=C=C=C=) ... Oder es könnte beides haben. Ansonsten über Nacht . In nur wenigen Jahren gelang es Korshak und Sladkov zu beweisen, dass der Karabiner keine Unterbänder hat. Da die Theorie jedoch die Schaffung eines linearen Kohlenstoffpolymers mit Unterbindungen ermöglichte, wurde versucht, diese Variante zu isolieren – im Wesentlichen eine vierte Modifikation des elementaren Kohlenstoffs.

Vuglets in Mineralien

Dieses Material wurde am Institut für organische Elemente der Akademie der Wissenschaften der Akademie der Wissenschaften der UdSSR gesammelt. Das neue lineare Kohlenstoffpolymer wurde Polycumulen genannt. Und gleichzeitig ist klar, dass es mindestens acht lineare Kohlenstoffpolymere gibt, die in eine Art kristalliner Kristalle unterteilt sind. In der ausländischen Literatur werden sie Karabiner genannt.

Dieses Element ist immer chetyvalent, aber die Fragmente befinden sich während der Reaktionszeit genau in der Mitte, die Oxidationsstufe beträgt unter verschiedenen Bedingungen entweder +4 oder - 4. Bei Reaktionen mit Nichtmetallen ist die Reaktion elektropositiv, bei Metallen - Packungen. Wenn in diesen Fällen die Bindung nicht ionisch, sondern kovalent ist, wird der Kohlenstoff seiner wahren Natur beraubt – seine formale Wertigkeit wird seiner wahren Natur beraubt.

Es gibt sogar unzählige Zahlen, in denen Kohle zwar formal ihre Wertigkeit erkennen lässt, aber aus mehreren Teilen besteht. Wahrscheinlich gibt es nur eine solche Verbindung – CO, ein Rauchgas, in dem Kohlenstoff als zweiwertig gilt. Es scheint, dass hier wirklich ein komplexer Zusammenhang vorliegt. Die Kohlenstoff- und Säureatome sind durch eine 3-kovalente polarisierte Bindung verbunden, deren Strukturformel wie folgt lautet: O+=C".

Um 1900 r. M. Gomberg entfernte das organische Halbtriphenylmethyl (C 6 H 5) 3 C. Es schien, dass das Kohlenstoffatom hier dreiwertig war. Später wurde jedoch klar, dass die unwichtige Wertigkeit wiederum rein formaler Natur ist. Triphenylmethyl und seine Analoga sind wertvolle Radikale, obwohl die meisten Radikale stabil sind.

Historisch gesehen ist es vorgekommen, dass nur sehr wenige Kohlen ihre anorganische Chemie verloren haben. Dies sind Kohlenoxide, Karbide – eine Mischung aus Metallen, Bor und Silizium, Karbonate – Salze schwacher Kohlensäure, Kohlendioxid CS 2, Cyanide. Man muss sich darüber freuen, dass, wie es in der Produktion oft vorkommt (oder passiert ist), das Defizit in der Nomenklatur durch die „Welle“ ausgeglichen wird. Tatsächlich befindet sich der größte Teil des Kohlenstoffs der Erdkruste nicht in den Organismen von Pflanzen und Tieren, nicht in Vugilla, Naphtha und allen anderen organischen Stoffen auf einmal, sondern in zwei anorganischen Teilen – vapnyaku CaCO 3 und abbauen MgCa(CO 3) 2. Vuglets betreten das Lager von Dutzenden von Mineralien, lernen etwas über Marmor-CaCO 3 (mit Zusätzen), Malachit Cu 2 (OH) 2 CO 3, Zinkmineralien und ZnCO 3 ... und Kohle in magmatischen Gesteinen und in kristallinen Schiefern.

Sogar sehr seltene Mineralien, zu denen auch Karbide gehören. Zazvichay, Cerechoviny, insbesondere Glybinny-Gang; Man geht immer noch davon aus, dass der Kern des Erdkerns Kohle enthält.

Für die chemische Industrie werden Kohle und anorganische Bestandteile von großem Interesse – meist als Rohstoff, zumindest als Baustoff.

Viele chemische Produktionsgeräte, wie zum Beispiel Wärmetauscher, werden aus Graphit hergestellt. Und es ist natürlich: Graphit hat eine hohe thermische und chemische Beständigkeit und ist ein wunderbarer Wärmeleiter. Bevor wir mit diesen Behörden sprechen, ist Graphit zu einem wichtigen Material in der Strahltechnologie geworden. Cermo wird in Graphit geschnitten, der direkt in die Hälfte des Düsenapparats eingebracht wird. Es ist praktisch unmöglich, Graphit im Wind zu verdampfen (es ist nicht einfach, reine Säure herzustellen), und um Graphit zu verdampfen, braucht man eine Temperatur einer reichen Substanz, die sich in einem Raketentriebwerk nicht entwickelt. Und außerdem schmilzt Graphit wie Granit unter Normaldruck nicht.

Ohne Graphit ist es wichtig, die aktuelle elektrochemische Produktion zu erfassen. Graphitelektroden werden sowohl von Elektrometallurgen als auch von Chemikern verwendet. Fügen Sie Natronlauge sowie Chlor- und Graphitanoden zu gefrorenen Elektrolyseuren hinzu.

Vikoristannya vugletsiu

Es wurden viele Bücher über die Verwendung von Kohlenstoff in der chemischen Industrie geschrieben. Calciumcarbonat, Calciumcarbonat, dienen als Ersatz für Düngemittel, Zement, Calciumcarbid. Ein weiteres Mineral – Dolomit – ist der „Urvater“ der großen Gruppe der Dolomitanzünder. Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat – Soda und Backpulver. Eine der wichtigsten Lebensbedingungen für Soda ist die Glasindustrie, die etwa ein Drittel der Leichtproduktion von Na 2 CO 3 verbraucht.

Lassen Sie uns etwas über Karbide herausfinden. Bedenken Sie, wenn Sie von Karbid sprechen, befindet sich Kalziumkarbid an der Oberfläche – ebenso wie Acetylen und damit zahlreiche Produkte der organischen Synthese. Obwohl es sich um Calciumcarbid handelt, obwohl es offensichtlich ist, ist es bei weitem nicht das einzige wichtige und notwendige Wort dieser Gruppe. Borcarbid B 4 C – wichtiges Atommaterial

Technologie ist Siliziumkarbid SiC oder Karborund das wichtigste Schleifmaterial. Karbide aus Edelmetallen weisen eine hohe chemische Beständigkeit und Härte auf; Karborund zum Beispiel gibt gegenüber Diamant kaum etwas ab. Seine Härte auf der Mooca-Skala beträgt immer noch 95–975 (Diamant – 10). Ale Carborundum ist billiger als ein Diamant. Es wird in Elektroöfen bei einer Temperatur von ca. 2000° mit Koks und Quarzsand geröstet.

Nach den Worten des berühmten Radyansky-Akademikers I.L. Laut Knunyants kann die organische Chemie eine Art Ort sein, den die Wissenschaft von der unbelebten Natur auf ihre höchste Form – das Leben – übertragen hat. Und erst vor einem halben Jahrhundert respektierten und lehrten die damals größten Chemiker ihre Nachfolger, dass die organische Chemie die Wissenschaft von Stoffen ist, die durch die Beteiligung und unter der Wissenschaft einer wunderbaren „Materie“ – Lebenskraft – entstehen. Nicht umsonst wurde diese Kraft in das Heiligtum der Naturwissenschaft geschickt. Die Synthese vieler organischer Substanzen – Hammelfleisch, Augensäure, Fette, kohlenhydratähnliche Substanzen – war einfach unnötig.

Es tauchte eine klassische Aussage von K. Schorlemmer auf, die auch nach 100 Jahren nicht ihren Sinn verloren hat: „Organische Chemie ist die Chemie von Kohlenhydraten und ähnlichen Produkten, die durch den Ersatz von Wasser durch andere Atome oder Atomgruppen entstehen.“

Nun, organisch ist die Chemie eines Elements, nicht nur einer Klasse semireaktiver Elemente. Was für eine Klasse! Klas, dass es nicht nur in Gruppen und Untergruppen unterteilt ist – in unabhängige Wissenschaften. Aus organischen Stoffen entstand die Biochemie, die Chemie synthetischer Polymere, die Chemie biologisch aktiver und medizinischer Verbindungen.

Gleichzeitig gibt es Millionen organischer Teile (seien wir ehrlich!) und fast hunderttausend Teile aller anderen Elemente, die auf einmal erfasst werden.

Es ist offensichtlich, dass das Leben auf Kohlenstoffbasis aufgebaut ist. Warum sollte Kohle selbst – das elfthäufigste Element auf der Erde – das Wichtigste als Grundlage allen Lebewesens annehmen?

Die Belege für die Ernährung sind nicht eindeutig. Erstens: „Im Allgemeinen werden Elemente einer solchen Struktur in einer Welt wie in Vuglets nicht bis zur Komplexität entwickelt.“ Mit anderen Worten: Diese Kohle verbindet sich mit mehr Elementen, und zwar auf ganz unterschiedliche Weise. Drittens können die Bindungen von Kohlenstoffatomen untereinander sowie mit Atomen von Wasser, Säure, Stickstoff, Säure, Phosphor und anderen Elementen, die an der Speicherung organischer Verbindungen beteiligt sind, unter dem Zustrom natürlicher Wirkstoffe zusammenbrechen. Daher zirkuliert Kohle ständig in der Natur: aus der Atmosphäre – in den Pflanzen, von den Pflanzen – in geschaffenen Organismen, von den Lebenden – in den Toten,

Von tot zu lebendig...

Bestimmen Sie die Wertigkeit eines Kohlenstoffatoms – so wie Sie Ihre Hände auswählen. Und wenn zwei solcher Atome zusammenkommen, dann sind es schon sechs „Hände“. Abo – chotiri, weil zwei Elektronen (podviyny link) für den Abschluss einer Wette aufgewendet wurden. Oder – mehr als zwei, weil es drei Bindungen gibt, wie bei Acetylen. Diese Bindungen (man nennt sie nicht existent) sind wie eine Bombe im Kessel oder ein Gin im Tanz. Der Gestank bleibt bis zur vollen Stunde bestehen, doch im richtigen Moment wird er in die Wildnis entlassen, um seinen Einfluss auf das turbulente Glücksspiel chemischer Wechselwirkungen und Neuschöpfung auszuüben. Durch die Beteiligung der Kohle an diesen „Spielen“ entstehen höchst attraktive Bauwerke. Die Herausgeber der „Kinderenzyklopädie“ gaben an, dass aus 20 Atomen Kohlenstoff und 42 Atomen Wasser 366.319 verschiedene Kohlenhydrate gewonnen werden können, aus 20 N42 366.319 Kohlenwasserstoffe. Und da „Gri“ nicht sechs Dutzend, sondern mehrere Tausend Teilnehmer hat; Denn unter ihnen sind nicht Vertreter von zwei Teams, sondern beispielsweise von acht!

Verdammt, da gibt es eine Menge Abwechslung. Seien wir ehrlich, da gibt es eine gewisse Komplexität. Ich habe ein tiefes Verständnis der molekularen Architektur der Struktur. Einfache Lanzen, wie Butan CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 oder Polyethylen -CH 2 -CH 2 -CH 2 - CH 2 -, und die einfachste davon ist Isobutan.

Der Blick auf die Besonderheiten des Kohlenstoffatom- und Elektronenzustands ist für das richtige Verständnis der Theorie chemischer Stoffe von zentraler Bedeutung. Schauen wir uns den Anfang der Position des Kohlenstoffs im Periodensystem (PS) an. Um Klarheit über die Eigenschaften des PS-Elements zu gewährleisten, können Sie den folgenden Algorithmus verwenden:

Seriennummer Element (Nr.) bedeutet Yogo Kernladung (Ladungszahl Z), außerdem beträgt die Anzahl der Protonen N$p^+$ (die Anzahl der Protonen beträgt $p_1^+$) und die Anzahl der Elektronen beträgt N$\bar(e)$ (die Anzahl der Elektronen beträgt $\bar). (e)$) im Kern. Für Kohlenstoff beträgt die Ordnungszahl 6; der Kern eines Kohlenstoffatoms besteht also aus 6 Protonen und 6 Elektronen. Schematisch lässt sich der Wert wie folgt schreiben: №$ (C)=6 \Rightarrow Z = 6; \hspace(2pt)N\bar(e) = 6 $.

Atomna Masa Element, oder Massenzahl des Isotops (A)die alte Summe der Massen von Protonen und Neutronen (das Äquivalent eines Neutrons ist $n_1^0$) im Kern, und aus der Differenz kann man die Anzahl der Neutronen N berechnen. Für Kohlenstoff beträgt die Atommasse immer noch 12 amu Daher beträgt die Anzahl der Neutronen im Kohlenstoffatom 6.Die Notation ist schematisch: $A(C) =12 \textrm(a.m.u.) \Rightarrow N =A-Z=12-6=6$.

Periodennummer, In welchem ​​Element sich das PS befindet, ist numerisch weiter fortgeschritten Kopf (radial)Quantenzahl n Es bezeichnet die Anzahl der Energieniveaus in einem Atom. Manchmal nimmt die Bedeutung der Kopfquantenzahl zu - $n_r$(hinter Sommerfeld). Vuglets findet sich in einer anderen Periode des PS, daher gibt es zwei Energiegleichheiten, die Kopfquantenzahl ist älter als 2. Schematische Notation: Prov.-Nr. = 2 => n = 2.

Gruppennummer, bei dem das expandierte PS-Element der Anzahl der Elektronen auf dem aktuellen Energieniveau entspricht. Die Wachstumskohle in der IV-Gruppe der Hauptuntergruppe hat daher auf dem aktuellen Energieniveau 4 Elektronen.Schematischer Eintrag: Nein. UAH. = IV => N$\bar(e)_\textrm(valence)$ = 4.

Ich schätze, das kann man sagen Hauptbahnhof (nicht budgetiert). Auf dem äußeren Energieniveau des Kohlenstoffatoms befinden sich 4 Valenzelektronen, wobei die s-Elektronen ein Elektronenpaar bilden und 2 p-Elektronen nicht gepaart sind.

Für die Valenzelektronenkugel eines Kohlenstoffatoms ist die Quantenzahl n größer als 2, die Orbitalquantenzahl l ist größer als 0, was s-Orbitale und 1 für p-Orbitale anzeigt; magnetische Quantenzahl m = -l, 0 + l; dann ist m = 0 (für l = 0) und m = -1, 0, 1 (für l = 1).

Viznachennya

Atomorbital (AT) Die grafische triviale Darstellung der Elektronendichte nennt man den Raumbereich, in dem die Elektronendichte ihr Maximum erreicht.

In organischen Verbindungen ist das Kohlenstoffatom immer vierwertig, das heißt, es teilt sich in der entstandenen chemischen Bindung vier Valenzelektronen. Ale von der Osvita-Verbindung, um das Schicksal der ungepaarten Elektronik zu übernehmen! Um die Inkonsistenz zwischen den Konzepten der Wertigkeit und der elektronischen Struktur des Kohlenstoffatoms zu verdeutlichen, können wir das Modell zusammenfassen das erwachte Atom der Kohle $C^*$, was den Übergang eines Elektrons vom 2s- zum 2p-Baum ermöglicht:

In diesem Fall wird die Energie, die beim Übergang des Elektrons aufgewendet wird, durch die Energie kompensiert, die beim Schließen zweier zusätzlicher Bindungen freigesetzt wird. Allerdings überträgt dieses Modell die Existenz des Elektrons in vier „sauberen“ Orbitalen – einem s und drei.

Dann ist im erwachten Zustand des Atoms die Energie der s-Orbitale für den geringsten Anteil der Energie zur Erzeugung der p-Orbitale verantwortlich. In Wahrheit ist es nicht ganz so. Wie die Forschung zeigt, ist die Energie aller vier Elemente, die durch den „Sprung“ der Elektronenorbitale entsteht, jedoch offenbar ungefähr gleich und die Energie der Bindungsbildung in einem Molekül mit bestimmten Heteroatomen (z. B. Wasser). Atome in Methan) sind ebenfalls ungefähr gleich, und die Energie der Haut aus den Orbitalen, die aus der höheren, niedrigeren Energie des „reinen“ s-Orbitals und der niedrigeren, niedrigeren Energie des „reinen“ p-Orbitals erzeugt werden wieder.

Kohlenstoff (C) ist das sechste Element des Periodensystems von Mendelejew mit der Ordnungszahl 12. Das Element wird als Nichtmetall klassifiziert und hat ein Isotop von 14 C. Das Kohlenstoffatom bildet die Grundlage der gesamten organischen Chemie, also aller Organischen Sprache umfasst Kohlenstoffmoleküle.

Atom vugletsiu

Position des Kohlenstoffs im Periodensystem von Mendelev:

• sechste Seriennummer;
• vierte Gruppe;
• eine andere Periode.

Reis. 1. Position des Kohlenstoffs im Periodensystem.

Anhand der Daten in der Tabelle lässt sich ein Diagramm erstellen, in dem ein Atom des Kohlenstoffelements zwei Schalen umfasst, auf denen sechs Elektronen verteilt sind. Die Wertigkeit des Kohlenstoffs, der in den Speicher organischer Verbindungen gelangt, ist stabil und alt IV. Das bedeutet, dass die äußere elektronische Ebene über vier Elektronen verfügt, während die innere über zwei verfügt.

Von den vier Elektronen besetzen zwei ein sphärisches 2s-Orbital und zwei ein 2p-Orbital in Form einer Hantel. Beim Erwachen bewegt sich ein Elektron vom 2s-Orbital zu einem der 2p-Orbitale. Wenn sich ein Elektron von einem Orbital zum anderen bewegt, geht Energie verloren.

Somit kann das erwachte Kohlenstoffatom ungepaarte Elektronen enthalten. Diese Konfiguration kann durch die Formel 2s 1 2p 3 ausgedrückt werden. Dies ermöglicht die Bildung mehrerer kovalenter Bindungen mit anderen Elementen. Beispielsweise bildet Kohlenstoff in einem Methanmolekül (CH 4) Bindungen mit mehreren Wasseratomen – eine Bindung zwischen den s-Orbitalen von Wasser und Kohlenstoff und drei Bindungen zwischen p-Orbitalen von Kohlenstoff und s-Orbitalen von Wasser.

Das Diagramm des Kohlenstoffatoms kann eingereicht werden, indem man +6C) 2) 4 oder 1s 2 2s 2 2p 2 schreibt.

Reis. 2. Budova atom vugletsiu.

Körperliche Kraft

Kohle kommt in der Natur als Gebirgsgestein vor. Wir sehen eine Reihe alotroper Modifikationen von Kohlenstoff:

• Graphit;
• Diamant;
• Karabiner;
• Vugilla;
• Ruß.

All diese Worte werden vom Klang kristalliner Städte widergespiegelt. Das härteste Harz – Diamant – hat eine kubische Kohlenstoffform. Bei hohen Temperaturen wandelt sich Diamant in Graphit mit hexagonaler Struktur um.

Reis. 3. Kristalline Ablagerungen von Graphit und Diamant.

Chemische Kraft

Der atomare Kohlenstoff dieses Materials ergibt sich aus der Tatsache, dass Atome und andere Wörter die chemische Kraft des Elements bedeuten. Kohlenstoff reagiert mit Metallen, die Karbide beruhigen:

• Ca + 2C → CaC 2;
• Cr + C → CrC;
• 3Fe+C → Fe 3C.

Reagiert auch mit Metalloxiden:

• 2ZnO + C → 2Zn + CO2;
• PbO+C → Pb+CO;
• SnO 2+2C → Sn+2CO.

Bei hohen Temperaturen reagiert Kohlenstoff mit wasserlöslichen Nichtmetallen und löst sich in Kohlenhydraten auf:

C + 2H 2 → CH 4.

Mit angesäuerter Kohle werden Kohlendioxid und Dämpfe gelöst:

• C + Pro 2 → CO 2;
• 2C + Pro 2 → 2СО.

Das Rauchgas entsteht auch, wenn es mit Wasser reagiert.

VIZNACHENNYA

Vuglets- Das sechste Element des Periodensystems. Poznachennia – Art des lateinischen „Carboneum“. Rotationen in einem anderen Zeitraum, IVA-Gruppe. Auf Nichtmetalle anwenden. Die Grundladung beträgt bis zu 6.

Vuglets kommen in der Natur sowohl in freier Wildbahn als auch in Form von Mengen vor. Die reichhaltige Holzkohle hat ein diamantartiges und graphitartiges Aussehen. Creme von Vikopnogo Vugill, in den Tiefen der Erde gibt es große Mengen Naphtha. In der Erdkruste gibt es hohe Konzentrationen an Kohlensäuresalzen, insbesondere Calciumcarbonat. Der Wind enthält immer Kohlendioxid. Naeshti, wachsende und geschaffene Organismen werden aus Flüssen gebildet, in deren Licht sie Kohle aufnehmen. Somit ist dieses Element eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde, obwohl sein Gehalt in der Erdkruste weniger als 0,1 % (Gew.) beträgt.

Atom- und Molekülmasse von Kohle

Das wässrige Molekulargewicht eines Kohlenwasserstoffs (Mr) ist eine Zahl, die angibt, wie oft die Masse eines bestimmten Moleküls größer als 1/12 des Gewichts eines Kohlenstoffatoms und das wässrige Atomgewicht eines Elements (Ar) ist Wie viel Mal das durchschnittliche Gewicht der Atome eines chemischen Elements mehr für 1/12 eines Kohlenstoffatoms ist.

Die Kohlefragmente liegen in Form monoatomarer Moleküle vor, deren Atom- und Molekülmasse gleich groß sind. Der Gestank wird besser 12.0064.

Alotropie und alotrope Modifikation von Kohlenstoff

Im Allgemeinen sieht Kohle aus wie ein Diamant, der in einem kubischen und hexagonalen System (Lonsdaleit) kristallisiert, und Graphit, der vor dem hexagonalen System liegt (Abb. 1). Solche Formen der Kohle, wie das Dorf Kohle, Koks oder Ruß, erzeugen eine ungeordnete Struktur. Es gibt auch alotrope Modifikationen, die auf synthetischem Kohlenstoff basieren – Kohlenstoff und Polycumulen – Kohlenstoffarten, die aus linearen Lanzettenpolymeren des Typs -C=C- oder =C=C= hergestellt werden.

Reis. 1. Alotrope Modifikationen von Kohlenstoff.

Es gibt auch alotrope Modifikationen von Kohlenstoff, die heute als Graphen, Fulleren, Nanoröhren, Nanofasern, Astralen, gequetschter Kohlenstoff, kolosale Nanoröhren bezeichnet werden; amorpher Kohlenstoff, Kohlenstoff-Nanoknospen und Kohlenstoff-Nanoschaum.

Isotope von Kohlenstoff

In der Natur besteht Kohle aus zwei stabilen Isotopen: 12 C (98,98 %) und 13 C (1,07 %). Ihre Massenzahlen betragen 12 und 13. Der Atomkern des Kohlenstoffisotops 12 C hat sechs Protonen und sechs Neutronen, und das 13 C-Isotop hat die gleiche Anzahl an Protonen und fünf Neutronen.

Es gibt ein Stück (radioaktives) Kohlenstoffisotop 14 C mit einer Zerfallszeit von etwa 5730 Jahren.

Ioni vugletsiu

Auf dem aktuellen Energieniveau eines Kohlenstoffatoms gibt es mehrere Valenzelektronen:

1s 2 2s 2 2p 2 .

Durch einen Krieg chemischer Wechselwirkung kann Kohlenstoff dann seine Valenzelektronen verlieren. Seien Sie ihr Donor, verwandeln Sie sich in ein positiv geladenes Ion und nehmen Sie dann Elektronen von einem anderen Atom auf. Seien Sie ihr Akzeptor und verwandeln Sie sich in ein negativ geladenes Ion:

Z 0 -2e → Z 2+;

Z 0 -4e → Z 4+;

Z 0 +4e → Z 4-.

Molekül- und Atomkohlenstoff

Im Allgemeinen basiert Kohlenstoff auf dem Auftreten einatomiger Moleküle C. Lassen Sie uns die Autoritäten zeigen, die das Atom und Molekül des Kohlenstoffs charakterisieren:

Schweben Sie die Kohle

Die weltweit am häufigsten vorkommenden Kohlenstofflegierungen sind Stahl und Chavun. Stahl ist ein kohlenstoffhaltiges Metall, das mehr als 2 % Kohlenstoff enthält. In Chavuni (auch Metall mit Kohle) ist statt Kohlenstoff mehr enthalten – von 2 bis 4 %.

Bewerben Sie sich, um Probleme zu lösen

Hintern 1

Zavdannya	Was ist erforderlich, damit Kohlendioxid (IV) sichtbar ist (n.s.), wenn 500 g Kohlendioxid gekocht werden, was 0,1 Masseteile des Hauses enthält?
Entscheidung	Schreiben wir die eifersüchtige Reaktion auf: CaCO 3 = CaO + CO 2 -. Wir kennen viel reines Vapnyaku. Für den Anfang ist es wichtig, einen großen Teil ohne Häuser zu haben: w klar (CaCO 3) = 1 - w Verunreinigung = 1 - 0,1 = 0,9. m klar (CaCO 3) = m (CaCO 3) xw klar (CaCO 3); m klar (CaCO 3) = 500×0,9 = 450 g. Wir schätzen die Anzahl der von vapnyaku gesprochenen Wörter: n(CaCO 3) = m klar (CaCO 3) / M(CaCO 3); n(CaCO 3) = 450/100 = 4,5 mol. Es stimmt also mit der Reaktion gleich n(CaCO 3) : n(CO 2) = 1:1 überein n(CaCO 3) = n(CO 2) = 4,5 mol. Dann getränkt in Kohlenstoff(IV)-oxid, das nachweislich uralt war: V(CO2) = n(CO2) ×Vm; V(CO 2 ) = 4,5 × 22,4 = 100,8 l.
Vіdpovid	100,8 l

Hintern 2

Zavdannya	Wie viel Lösung wird benötigt, um 0,05 Gewichtsteile oder 5 % Chlor zu mischen und so 11,2 g Calciumcarbonat zu neutralisieren?
Entscheidung	Schreiben wir die Reaktion der Neutralisation von Calciumcarbonat mit Salzsäure auf: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 -. Wir kennen die Stärke von Calciumcarbonat: M(CaCO 3) = A r (Ca) + A r (C) + 3×A r (O); M(CaCO 3) = 40 + 12 + 3×16 = 52 + 48 = 100 g/mol. n(CaCO3) = m(CaCO3)/M(CaCO3); n(CaCO 3) = 11,2/100 = 0,112 mol. Dies steht im Einklang mit der Reaktion gleich n(CaCO 3) :n(HCl) = 1:2 n(HCl) = 2×n(CaCO 3) = 2×0,224 mol. Es ist wichtig zu erwähnen, dass bei der Zerstörung Chlorwasser verwendet wird: M(HCl) = r (H) + r (Cl) = 1 + 35,5 = 36,5 g/mol. m(HCl) = n(HCl) ×M(HCl) = 0,224 × 36,5 = 8,176 Rubel. Wir lösen die Mischung aus Chlorwasser auf: m Lösung (HCl) = m(HCl)×100/w(HCl); m Lösung (HCl) = 8,176 × 100/5 = 163,52 Rubel.
Vіdpovid	163,52 g

Elementeigenschaften

6 Z 1s 2 2s 2 2p 2

Isotope: 12 C (98,892 %); 13 Z (1,108 %); 14 C (radioaktiv)

Clark in der Erdkruste beträgt 0,48 % pro Masse. Bilden Sie das Wissen:

beim freien Anblick (kam'yane vugilla, Diamanten);

im Lager von Carbonaten (CaCO 3, MgCO 3 und ін);

im Lager für brennbare Kohlen (Vugilla, Naphtha, Gas);

in Sichtweite, CO 2 - in der Atmosphäre (0,03 % pro Einheit);

im Lichtozean – in Form von Anionen HCO 3 –;

im Lager der lebenden Materie (-18 % Kohlenstoff).

Chemie mit Kohlenstoff ist vor allem organische Chemie. Im Rahmen der anorganischen Chemie werden folgende Verbindungen umfasst: kohlenstoffreiche Verbindungen, Oxide (CO und C 2), Kohlensäure, Carbonate und Hydrogencarbonate.

Vilniy Vuglets. Alotropie.

Im Allgemeinen entsteht Kohle durch drei alotrope Modifikationen: Diamant, Graphit und Kohlenstoff, die einzeln entfernt werden. Diese Kohlenstoffarten unterscheiden sich in ihren kristallchemischen und physikalischen Eigenschaften.

Diamant

Der Kristalldiamant verfügt über ein Kohlenstoffatom, das über unterschiedliche kovalente Bindungen mit mehreren anderen Atomen auf derselben Oberfläche bindet.

Alle Kohlenstoffatome durchlaufen eine sp 3 -Hybridisierung. Atomar kristalline Diamanten bilden eine tetraedrische Form.

Diamond ist eine barbarische, klare Rede, die das Licht stark beugt. Es scheint von allen bekannten Wörtern die größte Härte zu haben. Diamant ist sehnig, feuerfest und leitet Wärme und Elektrizität schlecht. Die geringen Abstände zwischen den benachbarten Kohlenstoffatomen (0,154 nm) weisen auf die hohe Härte des Diamanten (3,5 g/cm 3 ) hin.

Graphit

Im Kristallgitter von Graphit befindet sich das Kohlenstoffatom im Zustand der sp 2 -Hybridisierung und bildet drei mikrokovalente Bindungen mit den in derselben Kugel vermischten Kohlenstoffatomen. An den entstandenen Bindungen sind drei Elektronen des Hautatoms Kohlenstoff beteiligt, und ein Viertel der Valenzelektronen bilden die L-Bänder und sind eindeutig frei (krümelig). Der Gestank beeinträchtigt die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Graphit.

Die Stärke der kovalenten Bindung zwischen Kohlenstoffatomen in einem Bereich beträgt 0,152 nm, und die Bindung zwischen Atomen in verschiedenen Kugeln ist 2,5-mal größer, weshalb die Bindungen zwischen ihnen schwach sind.

Graphit – undurchsichtig, weich, punktuell dick, grauschwarze Farbe mit metallischem Glitzer; Es ist gut, Wärme und Strom zu leiten. Graphit hat eine geringere Festigkeit als Diamant und zerfällt leicht in dünne Stücke.

Die rosafarbene Struktur von fraktioniertem kristallinem Graphit ist die Grundlage für verschiedene Formen von amorphem Kohlenstoff, von denen die wichtigsten Koks, Borax und Steinkohle, Ruß und Aktivkohle sind.

Karabiner

Diese alotrope Modifikation von Kohlenstoff wird durch katalytische Oxidation (Dehydropolykondensation) von Acetylen erreicht. Carbin ist ein Lanzettenpolymer, das in zwei Formen erhältlich ist:

С=С-С=С-... ta...=С=С=С=

Carbin ist der Führer der Regierung.

Chemische Kraft der Kohle

Bei extremen Temperaturen sind Kohlenstoffmodifikationen (Diamant und Graphit) chemisch inert. Reibungskristalline Formen von Graphit – Koks, Ruß, Aktivkohle – sind reaktiver, jedoch in der Regel nach dem Vorheizen auf eine hohe Temperatur.

C – aktiver Tagelöhner:

1. Wechselwirkungen mit Säuren

W + O 2 = W O 2 + 393,5 kJ (Überschuss O 2)

2С + O 2 = 2СО + 221 kJ (bei Nichtstatus O 2)

Das Verbrennen der Vugilla ist eine der wichtigsten Energiequellen.

2. Wechselwirkungen mit Fluor und Schwefel.

3 + 2F 2 = CF 4 Tetrafluorid

З + 2S = CS 2 Sirkovouglets

3. Cola ist eine der wichtigsten Innovationen der Branche. In der Metallurgie hilft es, Metalle aus Oxiden zu gewinnen, zum Beispiel:

ZS + Fe 2 O 3 = 2Fe + ZSO

Z + ZnO = Zn + CO

4. Wenn Kohlenstoff mit den Oxiden von Grünland und Grünlandmetallen interagiert, verbindet sich das Metall mit dem Kohlenstoff und bildet ein Karbid. Zum Beispiel: ZS + CaO = CaC 2 + CO Calciumcarbid

5. Cola wird auch so gehärtet, dass es Silizium enthält:

2C + SiO 2 = Si + 2СО

6. Bei überschüssigem Koks entsteht Siliziumkarbid (Carborundum) SiC.

Entfernen von „Wassergas“ (Vergasung von Feststoffbränden)

Durch das Leiten von Wasserdampf durch gebrannte Kohle wird das brennbare Gemisch aus CO und H 2, Wassergas genannt, entfernt:

Z + H 2 O = CO + H 2

7. Reaktionen mit oxidierenden Säuren.

Im Dorf Vugilla werden beim Erhitzen die Anionen NO 3 - und SO 4 2 mit konzentrierten Säuren aktiviert:

3 + 4HNO 3 = 3 2 + 4NO 2 + 2H 2

3 + 2H 2 SO 4 \u003d 3O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

8. Reaktionen mit schmelzenden Nitraten niederer Metalle

In KNO 3- und NaNO 3-Schmelzen verbrennt die Feinkohle intensiv und bildet eine zusammenhängende Hälfte:

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

C – niedrigaktives Oxid:

1. Konsolidierung salzartiger Karbide mit Aktivmetallen.

Die deutliche Schwächung der nichtmetallischen Kräfte im Kohlenstoff zeigt sich darin, dass als Oxidationsmittel deutlich weniger wichtige Funktionen vorhanden sind.

2. Bei Reaktionen mit aktiven Metallen gehen Atome und Kohlenstoff negativ geladene Ionen C -4 und (C=C) 2- ein, wodurch salzartige Carbide entstehen:

ZS + 4Al = Al 4 Z 3 Aluminiumkarbid

2C + Ca = CaC 2 Calciumcarbid

3. Karbide vom ionischen Typ sind sehr instabile Verbindungen, sie werden leicht durch Säuren und Wasser zersetzt, was auf die Instabilität negativ geladener Anionen im Kohlenstoff hinweist:

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

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

4. Herstellung kovalenter Verbindungen aus Metallen

Beim Schmelzen von Kohlenstoff mit Übergangsmetallen entstehen Karbide, insbesondere mit kovalenter Bindung. Ihre Moleküle haben eine veränderliche Struktur und ihre Worte ähneln Metallen. Solche Karbide weisen eine hohe Stabilität auf und sind gegenüber Wasser, Säuren, Säuren und anderen Reagenzien chemisch inert.

5. Wechselwirkungen mit Wasser

Bei hohen T- und P-Werten in Gegenwart eines Nickelkatalysators verbindet sich Kohlenstoff mit Wasser:

C + 2НН 2 → СНН 4

Die Reaktion verläuft völlig umgekehrt und hat keine praktische Bedeutung.