అత్యవసరంగా!!! కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు !!! కార్బన్ అణువు యొక్క వాలెన్స్ స్థితులు.

మెండలీవ్ యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో కార్బన్ ఆరవ మూలకం. దీని పరమాణు బరువు 12.

కార్బన్ మెండలీవ్ వ్యవస్థ యొక్క రెండవ కాలంలో మరియు ఈ వ్యవస్థ యొక్క నాల్గవ సమూహంలో ఉంది.

కార్బన్ యొక్క ఆరు ఎలక్ట్రాన్లు రెండు శక్తి స్థాయిలలో ఉన్నాయని పీరియడ్ నంబర్ చెబుతుంది.

మరియు నాల్గవ సమూహం సంఖ్య కార్బన్ దాని బాహ్య శక్తి స్థాయిలో నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉందని చెబుతుంది. వాటిలో రెండు జత లు-ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఇతర రెండు జత చేయబడవు ఆర్- ఎలక్ట్రాన్లు.

కార్బన్ అణువు యొక్క బయటి ఎలక్ట్రాన్ పొర యొక్క నిర్మాణాన్ని క్రింది పథకాల ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు:

ఈ రేఖాచిత్రాలలోని ప్రతి కణం ప్రత్యేక ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్య, బాణం అంటే కక్ష్యలో ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ అని అర్థం. ఒక సెల్ లోపల రెండు బాణాలు ఒకే కక్ష్యలో ఉన్న రెండు ఎలక్ట్రాన్లు, కానీ వ్యతిరేక స్పిన్‌లతో ఉంటాయి.

ఒక పరమాణువు ఉత్తేజితం అయినప్పుడు (శక్తి దానికి అందించబడినప్పుడు), జత చేయబడిన వాటిలో ఒకటి ఎస్-ఎలక్ట్రాన్లు ఆక్రమించబడ్డాయి ఆర్-కక్ష్య.

ఉత్తేజిత కార్బన్ అణువు నాలుగు సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటులో పాల్గొనవచ్చు. అందువల్ల, దాని సమ్మేళనాలలో ఎక్కువ భాగం, కార్బన్ నాలుగు వాలెన్సీని ప్రదర్శిస్తుంది.

అందువలన, సరళమైన సేంద్రీయ సమ్మేళనం, హైడ్రోకార్బన్ మీథేన్, కూర్పును కలిగి ఉంటుంది CH 4. దీని నిర్మాణాన్ని నిర్మాణాత్మక లేదా ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాల ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు:

ఎలక్ట్రానిక్ ఫార్ములా మీథేన్ అణువులోని కార్బన్ అణువు స్థిరమైన ఎనిమిది-ఎలక్ట్రాన్ బాహ్య కవచాన్ని కలిగి ఉందని మరియు హైడ్రోజన్ అణువులు స్థిరమైన రెండు-ఎలక్ట్రాన్ షెల్ కలిగి ఉన్నాయని చూపిస్తుంది.

మీథేన్‌లోని నాలుగు సమయోజనీయ కార్బన్ బంధాలు (మరియు ఇతర సారూప్య సమ్మేళనాలలో) సమానంగా ఉంటాయి మరియు అంతరిక్షంలో సుష్టంగా ఉంటాయి. కార్బన్ అణువు టెట్రాహెడ్రాన్ (సాధారణ చతుర్భుజ పిరమిడ్) మధ్యలో ఉంది మరియు దానికి అనుసంధానించబడిన నాలుగు అణువులు (మీథేన్ విషయంలో, నాలుగు హైడ్రోజన్ అణువులు) టెట్రాహెడ్రాన్ యొక్క శీర్షాల వద్ద ఉన్నాయి.

ఏదైనా జత బంధాల దిశల మధ్య కోణాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి మరియు మొత్తం 109 డిగ్రీలు 28 నిమిషాలు.

కార్బన్ పరమాణువులో, ఒకదాని నుండి నాలుగు ఇతర పరమాణువులతో సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరుచుకున్నప్పుడు ఇది వివరించబడింది. లు- మరియు మూడు p- ఫలితంగా కక్ష్యలు sp 3-హైబ్రిడైజేషన్ అంతరిక్షంలో సుష్టంగా ఉన్న నాలుగు సంకరజాతులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది sp 3-కక్ష్యలు టెట్రాహెడ్రాన్ యొక్క శీర్షాల వైపు పొడుగుగా ఉంటాయి.

కార్బన్ యొక్క లక్షణాల లక్షణాలు.

బాహ్య శక్తి స్థాయిలో ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ఒక మూలకం యొక్క రసాయన లక్షణాలను నిర్ణయించే ప్రధాన అంశం.

ఆవర్తన పట్టిక యొక్క ఎడమ వైపున తక్కువ నిండిన బాహ్య ఎలక్ట్రానిక్ స్థాయితో మూలకాలు ఉన్నాయి. మొదటి సమూహంలోని మూలకాలు బయటి స్థాయిలో ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను కలిగి ఉంటాయి, రెండవ సమూహంలోని మూలకాలు రెండు కలిగి ఉంటాయి.

ఈ రెండు సమూహాల అంశాలు లోహాలు. అవి సులభంగా ఆక్సీకరణం చెందుతాయి, అనగా. వాటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోయి సానుకూల అయాన్‌లుగా మారతాయి.

ఆవర్తన పట్టిక యొక్క కుడి వైపున, దీనికి విరుద్ధంగా, ఉన్నాయి అలోహాలు (ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్లు). లోహాలతో పోలిస్తే, అవి ఎక్కువ సంఖ్యలో ప్రోటాన్‌లతో కూడిన న్యూక్లియస్‌ని కలిగి ఉంటాయి. అటువంటి భారీ కేంద్రకం దాని ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ నుండి మరింత బలమైన పుల్‌ను అందిస్తుంది.

ఇటువంటి మూలకాలు వాటి ఎలక్ట్రాన్‌లను చాలా కష్టంతో కోల్పోతాయి, అయితే అవి ఇతర అణువుల నుండి అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లను జోడించడానికి విముఖత చూపవు, అనగా. వాటిని ఆక్సీకరణం చేసి, అదే సమయంలో ప్రతికూల అయాన్‌గా మారుతుంది.

ఆవర్తన పట్టికలో సమూహం సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, మూలకాల యొక్క లోహ లక్షణాలు బలహీనపడతాయి మరియు ఇతర మూలకాలను ఆక్సీకరణం చేసే సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.

కార్బన్ నాల్గవ సమూహంలో ఉంది, అనగా. లోహాల మధ్య మధ్యలో, ఇవి సులభంగా ఎలక్ట్రాన్‌లను వదులుతాయి మరియు ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లను సులభంగా పొందే లోహాలు కానివి.

ఈ కారణంగా కార్బన్‌కు ఎలక్ట్రాన్‌లను దానం చేయడానికి లేదా పొందేందుకు స్పష్టమైన ధోరణి లేదు.

కార్బన్ గొలుసులు.

వివిధ రకాల సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను నిర్ణయించే కార్బన్ యొక్క అసాధారణమైన ఆస్తి, దాని పరమాణువులు ఒకదానికొకటి బలమైన సమయోజనీయ బంధాలతో కనెక్ట్ అయ్యే సామర్థ్యం, ​​ఆచరణాత్మకంగా అపరిమిత పొడవు కలిగిన కార్బన్ సర్క్యూట్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.

కార్బన్‌తో పాటు, గ్రూప్ IV - సిలికాన్ నుండి దాని అనలాగ్ ద్వారా ఒకేలాంటి అణువుల గొలుసులు ఏర్పడతాయి. అయినప్పటికీ, ఇటువంటి గొలుసులలో ఆరు కంటే ఎక్కువ Si అణువులు ఉండవు. సల్ఫర్ అణువుల పొడవైన గొలుసులు అంటారు, కానీ వాటిని కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలు పెళుసుగా ఉంటాయి.

పరస్పర అనుసంధానం కోసం ఉపయోగించని కార్బన్ పరమాణువుల విలువలు ఇతర పరమాణువులు లేదా సమూహాల జోడింపు కోసం ఉపయోగించబడతాయి (హైడ్రోకార్బన్‌లలో - హైడ్రోజన్ జోడించడం కోసం).

కాబట్టి హైడ్రోకార్బన్స్ ఈథేన్ ( C 2 H 6) మరియు ప్రొపేన్ ( C 3 H 8) వరుసగా రెండు మరియు మూడు కార్బన్ పరమాణువుల గొలుసులను కలిగి ఉంటుంది. వారి నిర్మాణం క్రింది నిర్మాణ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాల ద్వారా వ్యక్తీకరించబడింది:

సమ్మేళనాలు వాటి గొలుసులలో వందల లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటాయి.

కార్బన్ బంధాల యొక్క టెట్రాహెడ్రల్ ఓరియంటేషన్ కారణంగా, గొలుసులో చేర్చబడిన దాని అణువులు సరళ రేఖలో ఉండవు, కానీ జిగ్‌జాగ్ నమూనాలో ఉంటాయి. అంతేకాకుండా, బాండ్ అక్షం చుట్టూ పరమాణువుల భ్రమణ అవకాశం కారణంగా, అంతరిక్షంలోని గొలుసు వేర్వేరు ఆకృతులను (కాన్ఫర్మేషన్స్) తీసుకోవచ్చు:

గొలుసుల యొక్క ఈ నిర్మాణం టెర్మినల్ లేదా ఇతర ప్రక్కనే లేని కార్బన్ పరమాణువులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా రావడం సాధ్యపడుతుంది. ఈ అణువుల మధ్య బంధాల ఏర్పాటు ఫలితంగా, కార్బన్ గొలుసులు రింగులుగా (చక్రాలు) మూసివేయవచ్చు, ఉదాహరణకు:

అందువల్ల, సేంద్రీయ సమ్మేళనాల వైవిధ్యం అణువులోని అదే సంఖ్యలో కార్బన్ అణువులతో, కార్బన్ అణువుల బహిరంగ, బహిరంగ గొలుసుతో కూడిన సమ్మేళనాలు సాధ్యమవుతాయి, అలాగే అణువులు చక్రాలను కలిగి ఉన్న పదార్థాలు కూడా నిర్ణయించబడతాయి.

సాధారణ మరియు బహుళ కనెక్షన్లు.

ఒక జత సాధారణీకరించిన ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా ఏర్పడిన కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య సమయోజనీయ బంధాలను సాధారణ బంధాలు అంటారు.

కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య బంధం ఒకటి కాదు, రెండు లేదా మూడు సాధారణ జతల ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. అప్పుడు మేము బహుళ - డబుల్ లేదా ట్రిపుల్ బాండ్లతో గొలుసులను పొందుతాము. ఈ కనెక్షన్లను ఈ క్రింది విధంగా చిత్రీకరించవచ్చు:

బహుళ బంధాలను కలిగి ఉన్న సరళమైన సమ్మేళనాలు హైడ్రోకార్బన్లు ఇథిలీన్(డబుల్ బాండ్‌తో) మరియు ఎసిటలీన్(ట్రిపుల్ బాండ్‌తో):

బహుళ బంధాలు కలిగిన హైడ్రోకార్బన్‌లను అసంతృప్త లేదా అసంతృప్త అంటారు. ఇథిలీన్ మరియు ఎసిటలీన్ అనే రెండు హోమోలాగస్ సిరీస్‌ల మొదటి ప్రతినిధులు - ఇథిలీన్ మరియు ఎసిటిలీన్ హైడ్రోకార్బన్‌లు.

(మొదటి ఎలక్ట్రాన్)

కార్బన్(రసాయన చిహ్నం C) మెండలీవ్ ఆవర్తన వ్యవస్థ యొక్క 2వ కాలానికి చెందిన ప్రధాన ఉప సమూహం యొక్క 4వ సమూహం యొక్క రసాయన మూలకం, క్రమ సంఖ్య 6, ఐసోటోప్‌ల సహజ మిశ్రమం యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశి 12.0107 g/mol.

కథ

కార్బన్బొగ్గు రూపంలో లోహాలను కరిగించడానికి పురాతన కాలంలో ఉపయోగించారు. కార్బన్-డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్ యొక్క అలోట్రోపిక్ మార్పులు-చాలా కాలంగా తెలిసినవి. 1780ల చివరలో ఎ. లావోసియర్ చేత కార్బన్ యొక్క మూలక స్వభావం స్థాపించబడింది.

పేరు యొక్క మూలం

అంతర్జాతీయ పేరు: కార్బో - బొగ్గు.

భౌతిక లక్షణాలు

కార్బన్ చాలా విభిన్న భౌతిక లక్షణాలతో వివిధ రకాల అలోట్రోప్‌లలో ఉంది. వివిధ రకాలైన రసాయన బంధాలను ఏర్పరుచుకునే కార్బన్ సామర్థ్యం కారణంగా వివిధ రకాల మార్పులు.

కార్బన్ ఐసోటోపులు

సహజ కార్బన్ రెండు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది - 12 C (98.892%) మరియు 13 C (1.108%) మరియు ఒక రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ 14 C (β-ఉద్గారిణి, T ½ = 5730 సంవత్సరాలు), వాతావరణంలో మరియు భూమి యొక్క క్రస్ట్ ఎగువ భాగంలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. . ప్రతిచర్య ప్రకారం నత్రజని కేంద్రకాలపై కాస్మిక్ రేడియేషన్ నుండి న్యూట్రాన్ల ప్రభావం ఫలితంగా ఇది స్ట్రాటో ఆవరణ దిగువ పొరలలో నిరంతరం ఏర్పడుతుంది: 14 N (n, p) 14 C, అలాగే, 1950ల మధ్యకాలం నుండి, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల యొక్క మానవ నిర్మిత ఉత్పత్తి మరియు హైడ్రోజన్ బాంబుల పరీక్ష ఫలితంగా.

రేడియోకార్బన్ డేటింగ్ పద్ధతి, క్వాటర్నరీ జియాలజీ మరియు ఆర్కియాలజీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది 14 సి ఏర్పడటం మరియు క్షీణించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

కార్బన్ యొక్క అలోట్రోపిక్ మార్పులు

కార్బన్ యొక్క వివిధ మార్పుల నిర్మాణం యొక్క పథకాలు
a: వజ్రం, బి: గ్రాఫైట్, సి: lonsdaleite
డి: ఫుల్లెరెన్-బకీబాల్ C 60, ఇ: ఫుల్లెరిన్ సి 540, f: ఫుల్లెరిన్ సి 70
g: నిరాకార కార్బన్, h: కార్బన్ నానోట్యూబ్

కార్బన్ యొక్క కేటాయింపు

lonsdaleite

ఫుల్లెరెన్స్

కార్బన్ సూక్ష్మనాళికలు

నిరాకార కార్బన్

బొగ్గు కార్బన్ బ్లాక్ మసి

కార్బన్ పరమాణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్యలు దాని ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్యల హైబ్రిడైజేషన్ స్థాయిని బట్టి వివిధ జ్యామితిని కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ అణువు యొక్క మూడు ప్రాథమిక జ్యామితులు ఉన్నాయి.

టెట్రాహెడ్రల్ -ఒక s- మరియు మూడు p-ఎలక్ట్రాన్లు (sp 3 హైబ్రిడైజేషన్) కలపడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. కార్బన్ అణువు టెట్రాహెడ్రాన్ మధ్యలో ఉంది, టెట్రాహెడ్రాన్ యొక్క శీర్షాల వద్ద కార్బన్ లేదా ఇతర అణువులకు నాలుగు సమానమైన σ-బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. కార్బన్ అలోట్రోపిక్ సవరణలు వజ్రం మరియు లోన్స్‌డేలైట్ కార్బన్ అణువు యొక్క ఈ జ్యామితికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. కార్బన్ అటువంటి హైబ్రిడైజేషన్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఉదాహరణకు, మీథేన్ మరియు ఇతర హైడ్రోకార్బన్‌లలో.

త్రిభుజం -ఒక s- మరియు రెండు p-ఎలక్ట్రాన్ ఆర్బిటాల్స్ (sp²-హైబ్రిడైజేషన్) కలపడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. కార్బన్ అణువు ఒకదానికొకటి 120° కోణంలో ఒకే విమానంలో మూడు సమానమైన σ బంధాలను కలిగి ఉంటుంది. σ బంధాల సమతలానికి లంబంగా ఉన్న హైబ్రిడైజేషన్‌లో పాల్గొనని p-కక్ష్య ఇతర పరమాణువులతో π బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ కార్బన్ జ్యామితి గ్రాఫైట్, ఫినాల్ మొదలైన వాటి లక్షణం.

డిగోనల్ -ఒక s- మరియు ఒక p-ఎలక్ట్రాన్లు (sp-హైబ్రిడైజేషన్) కలపడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, రెండు ఎలక్ట్రాన్ మేఘాలు ఒక దిశలో పొడుగుగా ఉంటాయి మరియు అసమాన డంబెల్స్ లాగా కనిపిస్తాయి. మిగిలిన రెండు p ఎలక్ట్రాన్లు π బంధాన్ని తయారు చేస్తాయి. ఈ పరమాణు జ్యామితితో కార్బన్ ప్రత్యేక అలోట్రోపిక్ సవరణను ఏర్పరుస్తుంది - కార్బైన్.

గ్రాఫైట్ మరియు డైమండ్

కార్బన్ యొక్క ప్రధాన మరియు బాగా అధ్యయనం చేయబడిన స్ఫటికాకార మార్పులు డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, గ్రాఫైట్ మాత్రమే థర్మోడైనమిక్‌గా స్థిరంగా ఉంటుంది, వజ్రం మరియు ఇతర రూపాలు మెటాస్టేబుల్‌గా ఉంటాయి. వాతావరణ పీడనం మరియు 1200 K కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కల్మాజ్ గ్రాఫైట్‌గా రూపాంతరం చెందడం ప్రారంభమవుతుంది; 2100 K కంటే ఎక్కువ, పరివర్తన సెకన్లలో సంభవిస్తుంది. ΔН 0 పరివర్తన—1.898 kJ/mol. సాధారణ పీడనం వద్ద, 3780 K వద్ద కార్బన్ సబ్లిమేట్ అవుతుంది. లిక్విడ్ కార్బన్ నిర్దిష్ట బాహ్య పీడనం వద్ద మాత్రమే ఉంటుంది. ట్రిపుల్ పాయింట్లు: గ్రాఫైట్-లిక్విడ్-స్టీమ్ T = 4130 K, p = 10.7 MPa. గ్రాఫైట్ డైమండ్‌కి ప్రత్యక్ష పరివర్తన 3000 K మరియు 11-12 GPa పీడనం వద్ద జరుగుతుంది.

60 GPa కంటే ఎక్కువ ఒత్తిడిలో, లోహ వాహకత కలిగిన చాలా దట్టమైన మార్పు C III (సాంద్రత డైమండ్ సాంద్రత కంటే 15-20% ఎక్కువ) ఏర్పడుతుందని భావించబడుతుంది. అధిక పీడనాలు మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (సుమారు 1200 K), వర్ట్‌జైట్-రకం క్రిస్టల్ లాటిస్‌తో కార్బన్ యొక్క షట్కోణ మార్పు-లోన్స్‌డేలైట్ (a = 0.252 nm, c = 0.412 nm, స్పేస్ గ్రూప్ P6 3 /tts), సాంద్రత 3 ఏర్పడుతుంది. అధిక ఆధారిత గ్రాఫైట్ g/cm³ నుండి, అంటే డైమండ్ మాదిరిగానే. లోన్స్‌డేలైట్ ఉల్కలలో కూడా కనిపిస్తుంది.

అల్ట్రాడిస్పెర్స్ వజ్రాలు (నానోడైమండ్స్)

1980లలో USSR లో, కార్బన్-కలిగిన పదార్థాల డైనమిక్ లోడింగ్ పరిస్థితులలో, అల్ట్రాఫైన్ డైమండ్స్ (UDD) అని పిలువబడే డైమండ్ లాంటి నిర్మాణాలు ఏర్పడతాయని కనుగొనబడింది. ప్రస్తుతం, "నానోడైమండ్స్" అనే పదాన్ని ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. అటువంటి పదార్ధాలలో కణ పరిమాణం కొన్ని నానోమీటర్లు. UDD ఏర్పడటానికి పరిస్థితులు గణనీయమైన ప్రతికూల ఆక్సిజన్ బ్యాలెన్స్‌తో పేలుడు పదార్థాల పేలుడు సమయంలో గ్రహించబడతాయి, ఉదాహరణకు, హెక్సోజెన్‌తో TNT మిశ్రమాలు. కార్బన్-కలిగిన పదార్థాలు (సేంద్రీయ పదార్థం, పీట్, బొగ్గు మొదలైనవి) సమక్షంలో భూమి యొక్క ఉపరితలంపై ఖగోళ వస్తువుల ప్రభావాల సమయంలో కూడా ఇటువంటి పరిస్థితులు గ్రహించబడతాయి. అందువలన, తుంగుస్కా ఉల్క యొక్క పతనం జోన్లో, అటవీ అంతస్తులో UDA లు కనుగొనబడ్డాయి.

కార్బిన్

అణువుల గొలుసు నిర్మాణంతో షట్కోణ వ్యవస్థ యొక్క కార్బన్ యొక్క స్ఫటికాకార మార్పును కార్బైన్ అంటారు. గొలుసులు పాలిన్ నిర్మాణాన్ని (—C≡C—) లేదా పాలీక్యుములీన్ నిర్మాణాన్ని (=C=C=) కలిగి ఉంటాయి. కార్బైన్ యొక్క అనేక రూపాలు తెలిసినవి, యూనిట్ సెల్‌లోని పరమాణువుల సంఖ్య, సెల్ పరిమాణాలు మరియు సాంద్రత (2.68-3.30 g/cm³)లో తేడా ఉంటుంది. కార్బైన్ ప్రకృతిలో మినరల్ చావోయిట్ (తెల్ల సిరలు మరియు గ్రాఫైట్‌లో చేరికలు) రూపంలో సంభవిస్తుంది మరియు తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మాలో హైడ్రోకార్బన్‌లు లేదా CCL 4 నుండి గ్రాఫైట్‌పై లేజర్ రేడియేషన్ చర్య, అసిటలీన్ యొక్క ఆక్సీకరణ డీహైడ్రోపాలికండెన్సేషన్ ద్వారా కృత్రిమంగా పొందబడుతుంది.

కార్బైన్ ఒక చక్కటి-స్ఫటికాకార నలుపు పొడి (సాంద్రత 1.9-2 గ్రా/సెం³) మరియు సెమీకండక్టర్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. అణువుల పొడవైన గొలుసుల నుండి కృత్రిమ పరిస్థితులలో పొందబడింది కార్బన్, ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా వేశాడు.

కార్బైన్ అనేది కార్బన్ యొక్క లీనియర్ పాలిమర్. కార్బైన్ మాలిక్యూల్‌లో, కార్బన్ పరమాణువులు ట్రిపుల్ మరియు సింగిల్ బాండ్‌ల ద్వారా (పాలీన్ స్ట్రక్చర్) లేదా శాశ్వతంగా డబుల్ బాండ్ల ద్వారా (పాలీక్యుములీన్ స్ట్రక్చర్) ప్రత్యామ్నాయంగా గొలుసులతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఈ పదార్ధం మొదట 60 ల ప్రారంభంలో సోవియట్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు V.V. కోర్షక్, A.M. స్లాడ్కోవ్, V.I. కసటోచ్కిన్ మరియు Yu.P. కుద్రియావ్ట్సేవ్చే పొందబడింది. వి USSR అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆర్గానోలెమెంట్ కాంపౌండ్స్.కార్బైన్ సెమీకండక్టింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది మరియు కాంతి ప్రభావంతో దాని వాహకత బాగా పెరుగుతుంది. మొదటి ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్ ఈ ఆస్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది - ఫోటోసెల్స్‌లో.

ఫుల్లెరెన్‌లు మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు

కార్బన్‌ను క్లస్టర్ పార్టికల్స్ C 60, C 70, C 80, C 90, C 100 మరియు ఇలాంటి (ఫుల్లెరెన్స్), అలాగే గ్రాఫేన్‌లు మరియు నానోట్యూబ్‌ల రూపంలో కూడా పిలుస్తారు.

నిరాకార కార్బన్

నిరాకార కార్బన్ యొక్క నిర్మాణం ఏక-స్ఫటికాకార (ఎల్లప్పుడూ మలినాలను కలిగి ఉంటుంది) గ్రాఫైట్ యొక్క క్రమరహిత నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇవి కోక్, గోధుమ మరియు నలుపు బొగ్గు, కార్బన్ నలుపు, మసి, ఉత్తేజిత కార్బన్.

ప్రకృతిలో ఉండటం

భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని కార్బన్ కంటెంట్ ద్రవ్యరాశి ప్రకారం 0.1%. ఉచిత కార్బన్ వజ్రం మరియు గ్రాఫైట్ రూపంలో ప్రకృతిలో కనుగొనబడింది. కార్బన్‌లో ఎక్కువ భాగం సహజ కార్బోనేట్‌లు (సున్నపురాయి మరియు డోలమైట్‌లు), శిలాజ ఇంధనాలు - ఆంత్రాసైట్ (94-97% C), గోధుమ బొగ్గు (64-80% C), బిటుమినస్ బొగ్గు (76-95% C), చమురు రూపంలో ఉంటాయి. షేల్ (56- 78% C), చమురు (82-87% C), మండే సహజ వాయువులు (99% వరకు మీథేన్), పీట్ (53-56% C), అలాగే తారు, మొదలైనవి వాతావరణం మరియు జలగోళంలో ఇది కార్బన్ డయాక్సైడ్ CO 2 రూపంలో కనుగొనబడింది, గాలిలో ద్రవ్యరాశి ద్వారా 0.046% CO 2 ఉంటుంది, నదులు, సముద్రాలు మరియు మహాసముద్రాల నీటిలో ఇది ~ 60 రెట్లు ఎక్కువ. మొక్కలు మరియు జంతువుల కూర్పులో కార్బన్ చేర్చబడింది (~18%).
మానవ శరీరం ఆహారం ద్వారా కార్బన్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది (సాధారణంగా రోజుకు 300 గ్రా). మానవ శరీరంలోని మొత్తం కార్బన్ కంటెంట్ సుమారు 21% (70 కిలోల శరీర బరువుకు 15 కిలోలు) చేరుకుంటుంది. కార్బన్ కండర ద్రవ్యరాశిలో 2/3 మరియు ఎముక ద్రవ్యరాశిలో 1/3 ఉంటుంది. శరీరం నుండి ప్రధానంగా పీల్చే గాలి (కార్బన్ డయాక్సైడ్) మరియు మూత్రం (యూరియా) ద్వారా విసర్జించబడుతుంది
ప్రకృతిలో కార్బన్ చక్రం జీవ చక్రం, శిలాజ ఇంధనాల దహన సమయంలో వాతావరణంలోకి CO 2 విడుదల, అగ్నిపర్వత వాయువులు, వేడి ఖనిజ నీటి బుగ్గలు, సముద్ర జలాల ఉపరితల పొరల నుండి మొదలైనవి. జీవ చక్రం వాస్తవాన్ని కలిగి ఉంటుంది. CO 2 రూపంలో ఉన్న కార్బన్ మొక్కల ద్వారా ట్రోపోస్పియర్ నుండి గ్రహించబడుతుంది. అప్పుడు జీవగోళం నుండి అది మళ్లీ భూగోళానికి తిరిగి వస్తుంది: మొక్కలతో, కార్బన్ జంతువులు మరియు మానవుల శరీరంలోకి ప్రవేశిస్తుంది, ఆపై, జంతువులు మరియు మొక్కల పదార్థాలు కుళ్ళిపోయినప్పుడు, మట్టిలోకి మరియు CO 2 రూపంలో వాతావరణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి.

ఆవిరి స్థితిలో మరియు నత్రజని మరియు హైడ్రోజన్‌తో కూడిన సమ్మేళనాల రూపంలో, కార్బన్ సూర్యుని, గ్రహాల వాతావరణంలో కనుగొనబడింది మరియు రాయి మరియు ఇనుప ఉల్కలలో కనుగొనబడుతుంది.

చాలా కార్బన్ సమ్మేళనాలు, మరియు అన్నింటికంటే హైడ్రోకార్బన్‌లు, సమయోజనీయ సమ్మేళనాల యొక్క ఉచ్ఛారణ లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఒకదానికొకటి సి అణువుల యొక్క సాధారణ, డబుల్ మరియు ట్రిపుల్ బంధాల బలం, సి అణువుల నుండి స్థిరమైన గొలుసులు మరియు చక్రాలను ఏర్పరచగల సామర్థ్యం కర్బన రసాయన శాస్త్రంలో అధ్యయనం చేయబడిన భారీ సంఖ్యలో కార్బన్-కలిగిన సమ్మేళనాల ఉనికిని నిర్ణయిస్తాయి.

రసాయన లక్షణాలు

సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కార్బన్ రసాయనికంగా జడమైనది; తగినంత అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఇది అనేక మూలకాలతో మిళితం అవుతుంది మరియు బలమైన తగ్గించే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. కార్బన్ యొక్క వివిధ రూపాల యొక్క రసాయన చర్య క్రింది క్రమంలో తగ్గుతుంది: నిరాకార కార్బన్, గ్రాఫైట్, డైమండ్; గాలిలో అవి వరుసగా 300-500 °C, 600-700 °C మరియు 850-1000 °C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మండుతాయి.

ఆక్సీకరణ స్థితి +4, -4, అరుదుగా +2 (CO, మెటల్ కార్బైడ్‌లు), +3 (C2N2, హాలోజెనియనైడ్స్); ఎలక్ట్రాన్ అనుబంధం 1.27 eV; C 0 నుండి C 4+కి సీక్వెన్షియల్ ట్రాన్సిషన్ సమయంలో అయనీకరణ శక్తి వరుసగా 11.2604, 24.383, 47.871 మరియు 64.19 eV.

అకర్బన సమ్మేళనాలు

కార్బన్ అనేక మూలకాలతో చర్య జరిపి కార్బైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

దహన ఉత్పత్తులు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ CO మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ CO 2. అస్థిర ఆక్సైడ్ C 3 O 2 (ద్రవీభవన స్థానం −111°C, మరిగే స్థానం 7°C) మరియు కొన్ని ఇతర ఆక్సైడ్‌లు కూడా అంటారు. గ్రాఫైట్ మరియు నిరాకార కార్బన్ 1200°C వద్ద H 2తో, F 2తో 900°C వద్ద వరుసగా ప్రతిస్పందించడం ప్రారంభిస్తాయి.

నీటితో CO 2 బలహీనమైన కార్బోనిక్ ఆమ్లం - H 2 CO 3, ఇది లవణాలను ఏర్పరుస్తుంది - కార్బోనేట్లు. భూమిపై అత్యంత విస్తృతమైన కార్బోనేట్లు కాల్షియం (సుద్ద, పాలరాయి, కాల్సైట్, సున్నపురాయి మరియు ఇతర ఖనిజాలు) మరియు మెగ్నీషియం (డోలమైట్).

హాలోజన్లు, క్షార లోహాలు మరియు ఇతర పదార్ధాలతో గ్రాఫైట్ చేరిక సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. N2 వాతావరణంలో కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య విద్యుత్ ఉత్సర్గను పంపినప్పుడు, సైనోజెన్ ఏర్పడుతుంది; అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, H2 మరియు N2 మిశ్రమంతో కార్బన్ పరస్పర చర్య హైడ్రోసియానిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సల్ఫర్‌తో, కార్బన్ కార్బన్ డైసల్ఫైడ్ CS 2ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, CS మరియు C 3 S 2 కూడా అంటారు. కార్బన్ చాలా లోహాలు, బోరాన్ మరియు సిలికాన్‌లతో కార్బైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. నీటి ఆవిరితో కార్బన్ ప్రతిచర్య పరిశ్రమలో ముఖ్యమైనది: C + H 2 O = CO + H 2 (ఘన ఇంధనాల గ్యాసిఫికేషన్). వేడిచేసినప్పుడు, కార్బన్ మెటల్ ఆక్సైడ్లను లోహాలకు తగ్గిస్తుంది, ఇది లోహశాస్త్రంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు

కార్బన్ పాలీమర్ గొలుసులను ఏర్పరచగల సామర్థ్యం కారణంగా, కార్బన్-ఆధారిత సమ్మేళనాల యొక్క భారీ తరగతి ఉంది, ఇవి అకర్బన వాటి కంటే చాలా పెద్దవి మరియు సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో అధ్యయనం చేయబడతాయి. వాటిలో చాలా విస్తృతమైన సమూహాలు ఉన్నాయి: హైడ్రోకార్బన్లు, ప్రోటీన్లు, కొవ్వులు మొదలైనవి.

కార్బన్ సమ్మేళనాలు భూసంబంధమైన జీవితానికి ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తాయి మరియు వాటి లక్షణాలు అటువంటి జీవ రూపాలు ఉండే పరిస్థితుల పరిధిని ఎక్కువగా నిర్ణయిస్తాయి. జీవ కణాలలో అణువుల సంఖ్య ద్వారా, కార్బన్ వాటా సుమారు 25% మరియు ద్రవ్యరాశి భిన్నం ద్వారా ఇది 18%.

అప్లికేషన్

పెన్సిల్ పరిశ్రమలో గ్రాఫైట్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ముఖ్యంగా అధిక లేదా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కందెనగా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

డైమండ్, దాని అసాధారణమైన కాఠిన్యం కారణంగా, ఒక అనివార్యమైన రాపిడి పదార్థం. డ్రిల్స్ యొక్క గ్రౌండింగ్ జోడింపులు వజ్రంతో పూత పూయబడ్డాయి. అదనంగా, కత్తిరించిన వజ్రాలను నగలలో రత్నాలుగా ఉపయోగిస్తారు. దాని అరుదైన, అధిక అలంకరణ లక్షణాలు మరియు చారిత్రక పరిస్థితుల కలయిక కారణంగా, వజ్రం అత్యంత ఖరీదైన రత్నం. డైమండ్ యొక్క అనూహ్యంగా అధిక ఉష్ణ వాహకత (2000 W/mK వరకు) ప్రాసెసర్‌లకు సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీకి ఇది మంచి మెటీరియల్‌గా చేస్తుంది. కానీ సాపేక్షంగా అధిక ధర (సుమారు $50/గ్రామ్) మరియు డైమండ్ ప్రాసెసింగ్ యొక్క కష్టం ఈ ప్రాంతంలో దాని వినియోగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.
ఫార్మకాలజీ మరియు వైద్యంలో, వివిధ కార్బన్ సమ్మేళనాలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి - కార్బోనిక్ ఆమ్లం మరియు కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాలు, వివిధ హెటెరోసైకిల్స్, పాలిమర్లు మరియు ఇతర సమ్మేళనాలు యొక్క ఉత్పన్నాలు. అందువలన, కార్బోలిన్ (యాక్టివేటెడ్ కార్బన్) శరీరం నుండి వివిధ విషాలను గ్రహించి తొలగించడానికి ఉపయోగిస్తారు; గ్రాఫైట్ (లేపనాల రూపంలో) - చర్మ వ్యాధుల చికిత్స కోసం; రేడియోధార్మిక కార్బన్ ఐసోటోపులు-శాస్త్రీయ పరిశోధన కోసం (రేడియోకార్బన్ డేటింగ్).

మానవ జీవితంలో కార్బన్ పెద్ద పాత్ర పోషిస్తుంది. దీని అప్లికేషన్లు ఈ అనేక-వైపుల మూలకం వలె విభిన్నంగా ఉంటాయి.

కార్బన్ అన్ని సేంద్రీయ పదార్థాలకు ఆధారం. ఏదైనా జీవి ఎక్కువగా కార్బన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. కార్బన్ జీవానికి ఆధారం. జీవులకు కార్బన్ మూలం సాధారణంగా వాతావరణం లేదా నీటి నుండి CO 2. కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా, ఇది జీవసంబంధమైన ఆహార గొలుసులలోకి ప్రవేశిస్తుంది, దీనిలో జీవులు ఒకదానికొకటి లేదా ఒకదానికొకటి అవశేషాలను మ్రింగివేస్తాయి మరియు తద్వారా వారి స్వంత శరీరాలను నిర్మించడానికి కార్బన్‌ను పొందుతాయి. కార్బన్ యొక్క జీవ చక్రం ఆక్సీకరణం మరియు వాతావరణంలోకి తిరిగి రావడం లేదా బొగ్గు లేదా చమురు రూపంలో ఖననం చేయడం ద్వారా ముగుస్తుంది.

శిలాజ ఇంధనాల రూపంలో కార్బన్: బొగ్గు మరియు హైడ్రోకార్బన్లు (చమురు, సహజ వాయువు) మానవాళికి అత్యంత ముఖ్యమైన శక్తి వనరులలో ఒకటి.

విష ప్రభావం

కార్బన్ వాతావరణ ఏరోసోల్స్‌లో భాగం, దీని ఫలితంగా ప్రాంతీయ వాతావరణం మారవచ్చు మరియు ఎండ రోజుల సంఖ్య తగ్గవచ్చు. థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్లలో బొగ్గు దహన సమయంలో, బొగ్గు యొక్క ఓపెన్-పిట్ మైనింగ్, భూగర్భ గ్యాసిఫికేషన్, బొగ్గు సాంద్రీకరణల ఉత్పత్తి మొదలైనప్పుడు వాహనాల ఎగ్జాస్ట్ వాయువులలో మసి రూపంలో కార్బన్ పర్యావరణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. దహన మూలాల పైన కార్బన్ సాంద్రత 100-400 μg/m³, పెద్ద నగరాల్లో 2, 4-15.9 µg/m³, గ్రామీణ ప్రాంతాల్లో 0.5-0.8 µg/m³. అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల నుండి గ్యాస్ ఏరోసోల్ ఉద్గారాలతో, (6-15).10 9 Bq/day 14 CO 2 వాతావరణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది.

వాతావరణ ఏరోసోల్స్‌లో అధిక కార్బన్ కంటెంట్ జనాభాలో, ముఖ్యంగా ఎగువ శ్వాసకోశ మరియు ఊపిరితిత్తులలో వ్యాధిగ్రస్తతకు దారితీస్తుంది. వృత్తిపరమైన వ్యాధులు-ప్రధానంగా ఆంత్రాకోసిస్ మరియు డస్ట్ బ్రోన్కైటిస్. పని చేసే ప్రాంతం యొక్క గాలిలో, MPC, mg/m³: డైమండ్ 8.0, అంత్రాసైట్ మరియు కోక్ 6.0, బొగ్గు 10.0, కార్బన్ నలుపు మరియు కార్బన్ డస్ట్ 4.0; వాతావరణ గాలిలో గరిష్ట వన్-టైమ్ 0.15, సగటు రోజువారీ 0.05 mg/m³.

ప్రోటీన్ అణువులలో (ముఖ్యంగా DNA మరియు RNA లలో) చేర్చబడిన 14 C యొక్క విష ప్రభావం బీటా కణాలు మరియు నత్రజని రీకోయిల్ న్యూక్లియై (14 C (β) → 14 N) యొక్క రేడియేషన్ ప్రభావం మరియు పరివర్తన ప్రభావం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది - a పరమాణువుకు C పరమాణువు యొక్క రూపాంతరం ఫలితంగా అణువు యొక్క రసాయన కూర్పులో మార్పు N. పని ప్రాంతం DK A 1.3 Bq/l, వాతావరణ గాలిలో DK B 4.4 Bq/ గాలిలో 14 C యొక్క అనుమతించదగిన సాంద్రత l, నీటిలో 3.0.10 4 Bq/l, శ్వాసకోశ వ్యవస్థ ద్వారా గరిష్టంగా అనుమతించదగిన తీసుకోవడం 3 ,2.10 8 Bq/year.

అదనపు సమాచారం

- కార్బన్ సమ్మేళనాలు
- రేడియోకార్బన్ డేటింగ్
- ఆర్థోకార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్

కార్బన్ యొక్క అలోట్రోపిక్ రూపాలు:

డైమండ్
గ్రాఫేన్
గ్రాఫైట్
కార్బిన్
లోన్స్‌డేలైట్
కార్బన్ సూక్ష్మనాళికలు
ఫుల్లెరెన్స్

నిరాకార రూపాలు:

మసి
కార్బన్ నలుపు
బొగ్గు

కార్బన్ ఐసోటోపులు:

అస్థిర (24 గంటల కంటే తక్కువ): 8C: కార్బన్-8, 9C: కార్బన్-9, 10C: కార్బన్-10, 11C: కార్బన్-11
స్థిరం: 12C: కార్బన్-12, 13C: కార్బన్-13
10–10,000 సంవత్సరాలు: 14C: కార్బన్-14
అస్థిర (24 గంటల కంటే తక్కువ): 15C: కార్బన్-15, 16C: కార్బన్-16, 17C: కార్బన్-17, 18C: కార్బన్-18, 19C: కార్బన్-19, 20C: కార్బన్-20, 21C: కార్బన్-21, 22C: కార్బన్-22

న్యూక్లైడ్ టేబుల్

కార్బన్, కార్బోనియం, C (6)
బొగ్గు, మసి మరియు మసి రూపంలో కార్బన్ (ఇంగ్లీష్ కార్బన్, ఫ్రెంచ్ కార్బన్, జర్మన్ కోహ్లెన్‌స్టాఫ్) ప్రాచీన కాలం నుండి మానవాళికి తెలుసు; సుమారు 100 వేల సంవత్సరాల క్రితం, మన పూర్వీకులు అగ్నిని స్వాధీనం చేసుకున్నప్పుడు, వారు ప్రతిరోజూ బొగ్గు మరియు మసితో వ్యవహరించారు. బహుశా, చాలా ప్రారంభ వ్యక్తులు కార్బన్ - డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్, అలాగే శిలాజ బొగ్గు యొక్క అలోట్రోపిక్ మార్పులతో పరిచయం పొందారు. కార్బన్-కలిగిన పదార్ధాల దహనం మనిషికి ఆసక్తి కలిగించే మొదటి రసాయన ప్రక్రియలలో ఒకటి అని ఆశ్చర్యం లేదు. మండే పదార్ధం అగ్నితో కాల్చినప్పుడు అదృశ్యమవుతుంది కాబట్టి, దహన అనేది పదార్ధం యొక్క కుళ్ళిపోయే ప్రక్రియగా పరిగణించబడుతుంది మరియు అందువల్ల బొగ్గు (లేదా కార్బన్) ఒక మూలకంగా పరిగణించబడలేదు. మూలకం అగ్ని, దహనంతో కూడిన ఒక దృగ్విషయం; మూలకాల గురించి పురాతన బోధనలలో, అగ్ని సాధారణంగా మూలకాలలో ఒకటిగా కనిపిస్తుంది. XVII - XVIII శతాబ్దాల ప్రారంభంలో. ఫ్లోజిస్టన్ సిద్ధాంతం ఉద్భవించింది, దీనిని బెచెర్ మరియు స్టాల్ ప్రతిపాదించారు. ఈ సిద్ధాంతం ఒక ప్రత్యేక ప్రాథమిక పదార్ధం యొక్క ప్రతి మండే శరీరంలో ఉనికిని గుర్తించింది - బరువులేని ద్రవం - ఫ్లోజిస్టన్, ఇది దహన ప్రక్రియలో ఆవిరైపోతుంది.

పెద్ద మొత్తంలో బొగ్గును కాల్చినప్పుడు, కొద్దిగా బూడిద మాత్రమే మిగిలి ఉంటుంది; బొగ్గు దాదాపు స్వచ్ఛమైన ఫ్లోజిస్టన్ అని ఫ్లోజిస్టిక్స్ విశ్వసించారు. బొగ్గు యొక్క "ఫ్లోజిస్టికేటింగ్" ప్రభావం - "సున్నం" మరియు ధాతువుల నుండి లోహాలను పునరుద్ధరించే దాని సామర్థ్యాన్ని ఇది వివరించింది. తరువాతి phlogistics, Reaumur, Bergman మరియు ఇతరులు, బొగ్గు ఒక ప్రాథమిక పదార్ధం అని ఇప్పటికే అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభించారు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, "క్లీన్ బొగ్గు" మొదట లావోసియర్ చేత గుర్తించబడింది, అతను గాలి మరియు ఆక్సిజన్‌లోని బొగ్గు మరియు ఇతర పదార్థాల దహన ప్రక్రియను అధ్యయనం చేశాడు. Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet మరియు Fourcroix (1787) రచించిన "మెథడ్ ఆఫ్ కెమికల్ నోమెన్క్లేచర్" పుస్తకంలో, ఫ్రెంచ్ "స్వచ్ఛమైన బొగ్గు" (చార్బోన్ పూర్)కి బదులుగా "కార్బన్" (కార్బోన్) అనే పేరు కనిపించింది. అదే పేరుతో, లావోసియర్ యొక్క "ఎలిమెంటరీ టెక్స్ట్‌బుక్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ"లోని "టేబుల్ ఆఫ్ సింపుల్ బాడీస్"లో కార్బన్ కనిపిస్తుంది. 1791లో, ఆంగ్ల రసాయన శాస్త్రవేత్త టెన్నాంట్ ఉచిత కార్బన్‌ను పొందిన మొదటి వ్యక్తి; అతను కాల్సిన్డ్ సుద్దపై భాస్వరం ఆవిరిని పంపాడు, ఫలితంగా కాల్షియం ఫాస్ఫేట్ మరియు కార్బన్ ఏర్పడతాయి. వజ్రం గట్టిగా వేడి చేస్తే అవశేషాలు వదలకుండా కాలిపోతాయని చాలా కాలంగా తెలుసు. తిరిగి 1751లో, ఫ్రెంచ్ రాజు ఫ్రాన్సిస్ I దహన ప్రయోగాల కోసం వజ్రం మరియు రూబీని ఇవ్వడానికి అంగీకరించాడు, ఆ తర్వాత ఈ ప్రయోగాలు ఫ్యాషన్‌గా మారాయి. వజ్రం మాత్రమే కాలిపోతుంది, మరియు రూబీ (క్రోమియం మిశ్రమంతో అల్యూమినియం ఆక్సైడ్) నష్టం లేకుండా జ్వలన లెన్స్ దృష్టిలో సుదీర్ఘ వేడిని తట్టుకోగలదని తేలింది. లావోసియర్ ఒక పెద్ద దాహక యంత్రాన్ని ఉపయోగించి వజ్రాలను కాల్చడంపై కొత్త ప్రయోగాన్ని నిర్వహించాడు మరియు వజ్రం స్ఫటికాకార కార్బన్ అని నిర్ధారణకు వచ్చాడు. రసవాద కాలంలో కార్బన్ యొక్క రెండవ అలోట్రోప్ - గ్రాఫైట్ సవరించిన సీసం మెరుపుగా పరిగణించబడింది మరియు దీనిని ప్లంబాగో అని పిలుస్తారు; గ్రాఫైట్‌లో సీసం మలినం లేదని పాట్ 1740లో మాత్రమే కనుగొన్నాడు. షీలే గ్రాఫైట్ (1779)ని అధ్యయనం చేశాడు మరియు ఒక ఫ్లోజిస్టిషియన్ అయినందున, దీనిని ఒక ప్రత్యేక రకమైన సల్ఫర్ బాడీగా పరిగణించాడు, "ఏరియల్ యాసిడ్" (CO2) మరియు పెద్ద మొత్తంలో ఫ్లోజిస్టన్ కలిగి ఉన్న ఒక ప్రత్యేక ఖనిజ బొగ్గు.

ఇరవై సంవత్సరాల తరువాత, గిటన్ డి మోర్వో వజ్రాన్ని గ్రాఫైట్‌గా మార్చాడు మరియు తరువాత జాగ్రత్తగా వేడి చేయడం ద్వారా కార్బోనిక్ యాసిడ్‌గా మార్చాడు.

అంతర్జాతీయ పేరు కార్బోనియం లాటిన్ నుండి వచ్చింది. కార్బో (బొగ్గు). ఈ పదం చాలా పురాతన మూలం. ఇది క్రీమారేతో పోల్చబడింది - కాల్చడానికి; root sag, cal, Russian gar, gal, gol, Sanskrit sta అంటే ఉడకబెట్టడం, ఉడికించడం. "కార్బో" అనే పదం ఇతర యూరోపియన్ భాషలలో (కార్బన్, చార్బోన్, మొదలైనవి) కార్బన్ పేర్లతో కూడా అనుబంధించబడింది. జర్మన్ కోహ్లెన్‌స్టాఫ్ కోహ్లే నుండి వచ్చింది - బొగ్గు (పాత జర్మన్ కోలో, స్వీడిష్ కైల్లా - వేడి చేయడానికి). పాత రష్యన్ ఉగోరటి, లేదా ఉగారటి (కాల్చివేయడానికి, కాలిపోవడానికి) మూల గర్ లేదా పర్వతాలు, గోల్‌కి మారే అవకాశం ఉంది; పాత రష్యన్ యుగల్‌లో బొగ్గు, లేదా బొగ్గు, అదే మూలం. డైమండ్ (డయామంటే) అనే పదం పురాతన గ్రీకు నుండి వచ్చింది - నాశనం చేయలేనిది, లొంగనిది, కఠినమైనది మరియు గ్రీకు నుండి గ్రాఫైట్ - నేను వ్రాస్తాను.

19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో. రష్యన్ రసాయన సాహిత్యంలో పాత పదం బొగ్గు కొన్నిసార్లు "కార్బోనేట్" అనే పదంతో భర్తీ చేయబడింది (షెరర్, 1807; సెవెర్గిన్, 1815); 1824 నుండి, సోలోవివ్ కార్బన్ అనే పేరును ప్రవేశపెట్టాడు.

కార్బన్ (C)- సాధారణ కాని మెటల్; ఆవర్తన పట్టికలో ఇది ప్రధాన ఉప సమూహం అయిన గ్రూప్ IV యొక్క 2వ పీరియడ్‌లో ఉంది. క్రమ సంఖ్య 6, Ar = 12.011 amu, న్యూక్లియర్ ఛార్జ్ +6.

భౌతిక లక్షణాలు:కార్బన్ అనేక అలోట్రోపిక్ మార్పులను ఏర్పరుస్తుంది: వజ్రం- కష్టతరమైన పదార్థాలలో ఒకటి గ్రాఫైట్, బొగ్గు, మసి.

కార్బన్ అణువు 6 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది: 1సె 2 2సె 2 2పి 2 . చివరి రెండు ఎలక్ట్రాన్లు వేర్వేరు p-ఆర్బిటాల్స్‌లో ఉన్నాయి మరియు అవి జతచేయబడలేదు. సూత్రప్రాయంగా, ఈ జంట ఒకే కక్ష్యను ఆక్రమించగలదు, అయితే ఈ సందర్భంలో ఇంటర్‌ఎలెక్ట్రాన్ వికర్షణ బాగా పెరుగుతుంది. ఈ కారణంగా, వాటిలో ఒకటి 2p x మరియు మరొకటి 2p y పడుతుంది , లేదా 2p z కక్ష్యలు.

బయటి పొర యొక్క s- మరియు p- ఉపస్థాయిల శక్తిలో వ్యత్యాసం చిన్నది, కాబట్టి అణువు చాలా తేలికగా ఉత్తేజిత స్థితికి వెళుతుంది, దీనిలో 2s కక్ష్య నుండి రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లలో ఒకటి స్వేచ్ఛగా వెళుతుంది. 2 రబ్. 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 కాన్ఫిగరేషన్‌తో వాలెన్స్ స్థితి కనిపిస్తుంది . కార్బన్ అణువు యొక్క ఈ స్థితి డైమండ్ లాటిస్ యొక్క లక్షణం-హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ యొక్క టెట్రాహెడ్రల్ ప్రాదేశిక అమరిక, ఒకే పొడవు మరియు బంధాల శక్తి.

ఈ దృగ్విషయం అంటారు sp 3 -హైబ్రిడైజేషన్,మరియు ఉద్భవిస్తున్న విధులు sp 3 -హైబ్రిడ్ . నాలుగు sp 3 బంధాల ఏర్పాటు కార్బన్ పరమాణువుకు మూడు కంటే ఎక్కువ స్థిరమైన స్థితిని అందిస్తుంది r-r-మరియు ఒక s-s-కనెక్షన్. sp 3 హైబ్రిడైజేషన్‌తో పాటు, కార్బన్ అణువు వద్ద sp 2 మరియు sp హైబ్రిడైజేషన్ కూడా గమనించవచ్చు. . మొదటి సందర్భంలో, పరస్పర అతివ్యాప్తి ఏర్పడుతుంది s-మరియు రెండు p-కక్ష్యలు. మూడు సమానమైన sp 2 హైబ్రిడ్ కక్ష్యలు ఏర్పడతాయి, ఇవి ఒకదానికొకటి 120° కోణంలో ఒకే విమానంలో ఉంటాయి. మూడవ కక్ష్య p మారదు మరియు సమతలానికి లంబంగా నిర్దేశించబడుతుంది sp2.

sp హైబ్రిడైజేషన్ సమయంలో, s మరియు p కక్ష్యలు అతివ్యాప్తి చెందుతాయి. ఏర్పడిన రెండు సమానమైన హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ మధ్య 180° కోణం ఏర్పడుతుంది, అయితే ప్రతి పరమాణువు యొక్క రెండు p-కక్ష్యలు మారవు.

కార్బన్ యొక్క కేటాయింపు. డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్

గ్రాఫైట్ క్రిస్టల్‌లో, కార్బన్ పరమాణువులు సాధారణ షడ్భుజుల శీర్షాలను ఆక్రమిస్తూ సమాంతర సమతలంలో ఉంటాయి. ప్రతి కార్బన్ అణువు మూడు పొరుగున ఉన్న sp 2 హైబ్రిడ్ బంధాలకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. వాన్ డెర్ వాల్స్ దళాల కారణంగా సమాంతర విమానాల మధ్య కనెక్షన్ నిర్వహించబడుతుంది. ప్రతి అణువు యొక్క ఉచిత p-కక్ష్యలు సమయోజనీయ బంధాల విమానాలకు లంబంగా నిర్దేశించబడతాయి. వాటి అతివ్యాప్తి కార్బన్ అణువుల మధ్య అదనపు π బంధాన్ని వివరిస్తుంది. అందువలన, నుండి ఒక పదార్ధంలోని కార్బన్ పరమాణువులు ఉన్న వాలెన్స్ స్థితి ఈ పదార్ధం యొక్క లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది.

కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు

అత్యంత విలక్షణమైన ఆక్సీకరణ స్థితులు: +4, +2.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కార్బన్ జడమైనది, కానీ వేడిచేసినప్పుడు దాని చర్య పెరుగుతుంది.

కార్బన్‌ను తగ్గించే ఏజెంట్‌గా:

- ఆక్సిజన్ తో
C 0 + O 2 – t° = CO 2 కార్బన్ డయాక్సైడ్
ఆక్సిజన్ లేకపోవడంతో - అసంపూర్ణ దహన:
2C 0 + O 2 – t° = 2C +2 O కార్బన్ మోనాక్సైడ్

- ఫ్లోరిన్‌తో
C + 2F 2 = CF 4

- నీటి ఆవిరితో
C 0 + H 2 O – 1200° = C +2 O + H 2 నీటి వాయువు

- మెటల్ ఆక్సైడ్లతో. ఈ విధంగా ధాతువు నుండి లోహాన్ని కరిగిస్తారు.
C 0 + 2CuO – t° = 2Cu + C +4 O 2

- ఆమ్లాలతో - ఆక్సీకరణ కారకాలు:
C 0 + 2H 2 SO 4 (conc.) = C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
C 0 + 4HNO 3 (conc.) = C +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- సల్ఫర్‌తో కార్బన్ డైసల్ఫైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది:
C + 2S 2 = CS 2.

ఆక్సీకరణ కారకంగా కార్బన్:

- కొన్ని లోహాలతో కార్బైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది

4Al + 3C 0 = Al 4 C 3

Ca + 2C 0 = CaC 2 -4

- హైడ్రోజన్‌తో - మీథేన్ (అలాగే భారీ సంఖ్యలో సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు)

C0 + 2H2 = CH4

- సిలికాన్‌తో, కార్బోరండమ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది (ఎలక్ట్రిక్ ఫర్నేస్‌లో 2000 °C వద్ద):

ప్రకృతిలో కార్బన్‌ను కనుగొనడం

ఉచిత కార్బన్ డైమండ్ మరియు గ్రాఫైట్ రూపంలో ఏర్పడుతుంది. సమ్మేళనాల రూపంలో, కార్బన్ ఖనిజాలలో కనుగొనబడింది: సుద్ద, పాలరాయి, సున్నపురాయి - CaCO 3, డోలమైట్ - MgCO 3 *CaCO 3; హైడ్రోకార్బోనేట్లు - Mg(HCO 3) 2 మరియు Ca (HCO 3) 2, CO 2 గాలిలో భాగం; సహజ సేంద్రీయ సమ్మేళనాలలో కార్బన్ ప్రధాన భాగం - గ్యాస్, చమురు, బొగ్గు, పీట్, మరియు సేంద్రీయ పదార్థాలు, ప్రోటీన్లు, కొవ్వులు, కార్బోహైడ్రేట్లు, జీవులను తయారు చేసే అమైనో ఆమ్లాలలో భాగం.

అకర్బన కార్బన్ సమ్మేళనాలు

C 4+ లేదా C 4- అయాన్లు ఏ సాంప్రదాయ రసాయన ప్రక్రియల సమయంలో ఏర్పడవు: కార్బన్ సమ్మేళనాలు వివిధ ధ్రువణాల సమయోజనీయ బంధాలను కలిగి ఉంటాయి.

కార్బన్ మోనాక్సైడ్ CO

కార్బన్ మోనాక్సైడ్; రంగులేని, వాసన లేని, నీటిలో కొద్దిగా కరుగుతుంది, సేంద్రీయ ద్రావకాలలో కరుగుతుంది, విషపూరితమైన, మరిగే స్థానం = -192 ° C; t pl. = -205°C.

రసీదు
1) పరిశ్రమలో (గ్యాస్ జనరేటర్లలో):
C + O 2 = CO 2

2) ప్రయోగశాలలో - H 2 SO 4 (conc.) సమక్షంలో ఫార్మిక్ లేదా ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం యొక్క ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం:
HCOOH = H2O + CO

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

రసాయన లక్షణాలు

సాధారణ పరిస్థితుల్లో, CO జడమైనది; వేడి చేసినప్పుడు - తగ్గించే ఏజెంట్; ఉప్పు-ఏర్పడే ఆక్సైడ్.

1) ఆక్సిజన్‌తో

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) మెటల్ ఆక్సైడ్లతో

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) క్లోరిన్‌తో (కాంతిలో)

CO + Cl 2 – hn = COCl 2 (ఫాస్జీన్)

4) క్షార కరుగుతో ప్రతిస్పందిస్తుంది (ఒత్తిడిలో)

CO + NaOH = HCOONa (సోడియం ఫార్మాట్)

5) పరివర్తన లోహాలతో కార్బొనిల్‌లను ఏర్పరుస్తుంది

Ni + 4CO – t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO – t° = Fe(CO) 5

కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (IV) CO2

కార్బన్ డయాక్సైడ్, రంగులేని, వాసన లేని, నీటిలో ద్రావణీయత - 0.9V CO 2 1V H 2 O (సాధారణ పరిస్థితుల్లో) కరిగిపోతుంది; గాలి కంటే భారీ; t°pl. = -78.5°C (ఘన CO 2ని "డ్రై ఐస్" అంటారు); దహనానికి మద్దతు ఇవ్వదు.

రసీదు

1. కార్బోనిక్ యాసిడ్ లవణాలు (కార్బోనేట్లు) యొక్క ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం. సున్నపురాయి కాల్పులు:

CaCO 3 – t° = CaO + CO 2

1. కార్బోనేట్లు మరియు బైకార్బోనేట్లపై బలమైన ఆమ్లాల చర్య:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2

రసాయనలక్షణాలుCO2
యాసిడ్ ఆక్సైడ్: కార్బోనిక్ యాసిడ్ లవణాలను ఏర్పరచడానికి ప్రాథమిక ఆక్సైడ్లు మరియు బేస్‌లతో చర్య జరుపుతుంది

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 = NaHCO 3

అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆక్సీకరణ లక్షణాలను ప్రదర్శించవచ్చు

C +4 O 2 + 2Mg – t° = 2Mg +2 O + C 0

గుణాత్మక ప్రతిచర్య

సున్నపు నీటి మేఘావృతం:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯ (తెల్ల అవక్షేపం) + H 2 O

CO 2 చాలా కాలం పాటు సున్నం నీటి గుండా వెళుతున్నప్పుడు అది అదృశ్యమవుతుంది, ఎందుకంటే కరగని కాల్షియం కార్బోనేట్ కరిగే బైకార్బోనేట్‌గా మారుతుంది:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2

కార్బోనిక్ ఆమ్లం మరియు దానిఉ ప్పు

H 2CO 3 -బలహీనమైన ఆమ్లం, ఇది సజల ద్రావణంలో మాత్రమే ఉంటుంది:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

డైబాసిక్:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - యాసిడ్ లవణాలు - బైకార్బోనేట్లు, బైకార్బోనేట్లు
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- మధ్యస్థ లవణాలు - కార్బొనేట్లు

ఆమ్లాల యొక్క అన్ని లక్షణాలు లక్షణం.

కార్బోనేట్లు మరియు బైకార్బోనేట్లు ఒకదానికొకటి రూపాంతరం చెందుతాయి:

2NaHCO 3 – t° = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 = 2NaHCO 3

మెటల్ కార్బోనేట్‌లు (క్షార లోహాలు తప్ప) ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరచడానికి వేడి చేసినప్పుడు డీకార్బాక్సిలేట్:

CuCO 3 – t° = CuO + CO 2

గుణాత్మక ప్రతిచర్య- బలమైన యాసిడ్ ప్రభావంతో "మరిగేది":

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

కార్బైడ్లు

కాల్షియం కార్బైడ్:

CaO + 3 C = CaC 2 + CO

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

జింక్, కాడ్మియం, లాంతనమ్ మరియు సిరియం కార్బైడ్‌లు నీటితో చర్య జరిపినప్పుడు ఎసిటిలీన్ విడుదల అవుతుంది:

2 LaC 2 + 6 H 2 O = 2La(OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2.

బీ 2 సి మరియు ఆల్ 4 సి 3 మీథేన్‌ను ఏర్పరచడానికి నీటితో కుళ్ళిపోతాయి:

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

సాంకేతికతలో, టైటానియం కార్బైడ్లు TiC, టంగ్స్టన్ W 2 C (హార్డ్ మిశ్రమాలు), సిలికాన్ SiC (కార్బోరండమ్ - హీటర్లకు రాపిడి మరియు పదార్థంగా) ఉపయోగించబడతాయి.

సైనైడ్

అమ్మోనియా మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ వాతావరణంలో సోడాను వేడి చేయడం ద్వారా పొందవచ్చు:

Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO = 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

హైడ్రోసియానిక్ యాసిడ్ HCN రసాయన పరిశ్రమ యొక్క ముఖ్యమైన ఉత్పత్తి మరియు సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. దీని ప్రపంచ ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి 200 వేల టన్నులకు చేరుకుంటుంది. సైనైడ్ అయాన్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (II) వలె ఉంటుంది; అటువంటి కణాలను ఐసోఎలక్ట్రానిక్ అంటారు:

సి = ఓ: [:సి = N:] –

సైనైడ్లు (0.1-0.2% సజల ద్రావణం) బంగారు తవ్వకంలో ఉపయోగిస్తారు:

2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0.5 O 2 = 2 K + 2 KOH.

సైనైడ్ ద్రావణాలను సల్ఫర్ లేదా ద్రవీభవన ఘనపదార్థాలతో ఉడకబెట్టినప్పుడు, అవి ఏర్పడతాయి థియోసైనేట్లు:
KCN + S = KSCN.

తక్కువ-చురుకైన లోహాల సైనైడ్‌లను వేడి చేసినప్పుడు, సైనైడ్ లభిస్తుంది: Hg(CN) 2 = Hg + (CN) 2. సైనైడ్ ద్రావణాలు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి సైనేట్లు:

2 KCN + O 2 = 2 KOCN.

సైనిక్ యాసిడ్ రెండు రూపాల్లో ఉంటుంది:

H-N=C=O; H-O-C = N:

1828లో, ఫ్రెడరిక్ వోహ్లర్ (1800-1882) అమ్మోనియం సైనేట్ నుండి యూరియాను పొందాడు: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 సజల ద్రావణాన్ని ఆవిరి చేయడం ద్వారా.

ఈ సంఘటన సాధారణంగా "ప్రాణవాద సిద్ధాంతం"పై సింథటిక్ కెమిస్ట్రీ విజయంగా పరిగణించబడుతుంది.

సయానిక్ యాసిడ్ ఐసోమర్ ఉంది - పేలుడు ఆమ్లం

H-O-N=C.
దీని లవణాలు (మెర్క్యూరిక్ ఫుల్మినేట్ Hg(ONC) 2) ఇంపాక్ట్ ఇగ్నైటర్లలో ఉపయోగించబడతాయి.

సంశ్లేషణ యూరియా(యూరియా):

CO 2 + 2 NH 3 = CO(NH 2) 2 + H 2 O. 130 0 C మరియు 100 atm వద్ద.

యూరియా ఒక కార్బోనిక్ యాసిడ్ అమైడ్; దాని "నత్రజని అనలాగ్" కూడా ఉంది - గ్వానిడైన్.

కార్బోనేట్లు

అతి ముఖ్యమైన అకర్బన కార్బన్ సమ్మేళనాలు కార్బోనిక్ ఆమ్లం (కార్బోనేట్లు) యొక్క లవణాలు. H 2 CO 3 బలహీనమైన ఆమ్లం (K 1 = 1.3 10 -4; K 2 = 5 10 -11). కార్బోనేట్ బఫర్ మద్దతు కార్బన్ డయాక్సైడ్ సంతులనంవాతావరణంలో. ప్రపంచ మహాసముద్రాలు అపారమైన బఫర్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి ఎందుకంటే అవి బహిరంగ వ్యవస్థ. ప్రధాన బఫర్ ప్రతిచర్య కార్బోనిక్ ఆమ్లం యొక్క విచ్ఛేదనం సమయంలో సమతౌల్యం:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - .

ఆమ్లత్వం తగ్గినప్పుడు, వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క అదనపు శోషణ ఆమ్లం ఏర్పడటంతో సంభవిస్తుంది:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 .

ఆమ్లత్వం పెరిగినప్పుడు, కార్బోనేట్ శిలలు (పెంకులు, సుద్ద మరియు సముద్రంలో సున్నపురాయి అవక్షేపాలు) కరిగిపోతాయి; ఇది హైడ్రోకార్బోనేట్ అయాన్ల నష్టాన్ని భర్తీ చేస్తుంది:

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 —

CaCO 3 (ఘన) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

ఘన కార్బోనేట్లు కరిగే బైకార్బోనేట్‌లుగా మారుతాయి. అదనపు కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క రసాయన రద్దు ప్రక్రియ "గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం" - భూమి నుండి థర్మల్ రేడియేషన్‌ను కార్బన్ డయాక్సైడ్ ద్వారా గ్రహించడం వల్ల గ్లోబల్ వార్మింగ్‌ను వ్యతిరేకిస్తుంది. ప్రపంచంలోని సోడా (సోడియం కార్బోనేట్ Na 2 CO 3) ఉత్పత్తిలో దాదాపు మూడోవంతు గాజు ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

కార్బన్ పురాతన కాలం నుండి తెలుసు. 1778లో, K. Scheele, సాల్ట్‌పీటర్‌తో గ్రాఫైట్‌ను వేడి చేయడం, ఈ సందర్భంలో, సాల్ట్‌పీటర్‌తో బొగ్గును వేడి చేసినప్పుడు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ విడుదలవుతుందని కనుగొన్నారు. వజ్రం యొక్క రసాయన కూర్పు A. లావోసియర్ (1772) యొక్క ప్రయోగాల ఫలితంగా గాలిలో వజ్రం యొక్క దహనాన్ని అధ్యయనం చేయడం మరియు S. టెన్నంట్ (1797) యొక్క అధ్యయనాల ఫలితంగా స్థాపించబడింది, అతను వజ్రం మరియు బొగ్గు సమాన మొత్తంలో ఉత్పత్తి అవుతాయని నిరూపించాడు. ఆక్సీకరణ సమయంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ మొత్తం. కార్బన్‌ను రసాయన మూలకంగా 1789లో ఎ. లావోసియర్ మాత్రమే గుర్తించారు. 19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో. రష్యన్ రసాయన సాహిత్యంలో పాత పదం బొగ్గు కొన్నిసార్లు "కార్బోనేట్" అనే పదంతో భర్తీ చేయబడింది (షెరర్, 1807; సెవెర్గిన్, 1815); 1824 నుండి, సోలోవివ్ కార్బన్ అనే పేరును ప్రవేశపెట్టాడు. కార్బన్ కార్బో - బొగ్గు నుండి దాని లాటిన్ పేరు కార్బన్ను పొందింది.

రసీదు:

మీథేన్ యొక్క అసంపూర్ణ దహనం: CH 4 + O 2 = C + 2H 2 O (మసి);
చెక్క, బొగ్గు (బొగ్గు, కోక్) యొక్క పొడి స్వేదనం.

భౌతిక లక్షణాలు:

కార్బన్ యొక్క అనేక స్ఫటికాకార మార్పులు అంటారు: గ్రాఫైట్, డైమండ్, కార్బైన్, గ్రాఫేన్.
గ్రాఫైట్- బూడిద-నలుపు, అపారదర్శక, స్పర్శకు జిడ్డు, పొలుసులు, మెటాలిక్ షీన్‌తో చాలా మృదువైన ద్రవ్యరాశి. గది ఉష్ణోగ్రత మరియు సాధారణ పీడనం వద్ద (0.1 Mn/m2, లేదా 1 kgf/cm2), గ్రాఫైట్ థర్మోడైనమిక్‌గా స్థిరంగా ఉంటుంది. వాతావరణ పీడనం మరియు సుమారు 3700°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, గ్రాఫైట్ ఉత్కృష్టంగా ఉంటుంది. ద్రవ కార్బన్‌ను 10.5 Mn/m2 (1051 kgf/cm2) కంటే ఎక్కువ ఒత్తిడి మరియు 3700°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పొందవచ్చు. ఫైన్-స్ఫటికాకార గ్రాఫైట్ యొక్క నిర్మాణం "నిరాకార" కార్బన్ యొక్క నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది స్వతంత్ర మార్పు (కోక్, మసి, బొగ్గు) ప్రాతినిధ్యం వహించదు. గాలికి ప్రాప్యత లేకుండా 1500-1600 ° C కంటే ఎక్కువ "నిరాకార" కార్బన్ యొక్క కొన్ని రకాలను వేడి చేయడం గ్రాఫైట్‌గా రూపాంతరం చెందుతుంది. "నిరాకార" కార్బన్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు కణాల వ్యాప్తి మరియు మలినాలు ఉనికిపై ఆధారపడి ఉంటాయి. "నిరాకార" కార్బన్ యొక్క సాంద్రత, ఉష్ణ సామర్థ్యం, ​​ఉష్ణ వాహకత మరియు విద్యుత్ వాహకత ఎల్లప్పుడూ గ్రాఫైట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి.
డైమండ్- చాలా కఠినమైన, స్ఫటికాకార పదార్థం. స్ఫటికాలు ముఖం-కేంద్రీకృత క్యూబిక్ లాటిస్‌ను కలిగి ఉంటాయి: a=3.560. గది ఉష్ణోగ్రత మరియు సాధారణ పీడనం వద్ద, వజ్రం మెటాస్టేబుల్. వాక్యూమ్‌లో లేదా జడ వాతావరణంలో 1400°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద డైమండ్ గ్రాఫైట్‌గా మారడం గమనించదగినది.
కార్బిన్కృత్రిమంగా పొందబడింది. ఇది చక్కటి స్ఫటికాకార నల్ల పొడి (సాంద్రత 1.9 - 2 గ్రా/సెం3). ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా అమర్చబడిన సి పరమాణువుల పొడవైన గొలుసుల నుండి నిర్మించబడింది.
గ్రాఫేన్- తేనెగూడు ఆకారంలో రెండు డైమెన్షనల్ లాటిస్‌లో గట్టిగా ప్యాక్ చేయబడిన కార్బన్ అణువుల యొక్క మోనోమోలిక్యులర్ పొర (ఒక పొర ఒక అణువు మందపాటి). గ్రాఫేన్‌ను మొదటిసారిగా అలెగ్జాండర్ గీమ్ మరియు కాన్స్టాంటిన్ నోవోసెలోవ్ పొందారు మరియు అధ్యయనం చేశారు, ఈ ఆవిష్కరణ కోసం భౌతికశాస్త్రంలో 2010 నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నారు.

రసాయన లక్షణాలు:

కార్బన్ క్రియారహితంగా ఉంటుంది; చలిలో అది F2తో మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది (CF4 ఏర్పడుతుంది). వేడిచేసినప్పుడు, ఇది అనేక లోహాలు మరియు సంక్లిష్ట పదార్ధాలతో చర్య జరుపుతుంది, తగ్గించే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది:
CO 2 + C = CO 900°C పైన
2H 2 O + C = CO 2 + H 2 పైన 1000°C లేదా H 2 O + C = CO + H 2 1200°C పైన
CuO + C = Cu + CO
HNO 3 + 3C = 3 CO 2 + 4 NO + 2 H 2 O
లోహాలు, హైడ్రోజన్‌తో ప్రతిచర్యలలో బలహీనమైన ఆక్సీకరణ లక్షణాలు వ్యక్తమవుతాయి
Ca + C = CaC 2 కాల్షియం కార్బైడ్
Si + C = CSi కార్బోరండం
CaO + C = CaC 2 + CO

అత్యంత ముఖ్యమైన కనెక్షన్లు:

ఆక్సైడ్లు CO, CO 2
కార్బోనిక్ ఆమ్లం H 2 CO 3, కాల్షియం కార్బోనేట్లు (సుద్ద, పాలరాయి, కాల్సైట్, సున్నపురాయి),
కార్బైడ్లు SaS 2
సేంద్రీయ పదార్థం, ఉదా. హైడ్రోకార్బన్లు, ప్రోటీన్లు, కొవ్వులు

అప్లికేషన్:

గ్రాఫైట్ పెన్సిల్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ముఖ్యంగా అధిక లేదా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కందెనగా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. వజ్రాన్ని రాపిడిగా మరియు నగలలో రత్నంగా ఉపయోగిస్తారు. డ్రిల్స్ యొక్క గ్రౌండింగ్ జోడింపులు వజ్రంతో పూత పూయబడ్డాయి. ఫార్మకాలజీ మరియు మెడిసిన్‌లో, కార్బన్ సమ్మేళనాలు ఉపయోగించబడతాయి - కార్బోనిక్ ఆమ్లం మరియు కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాలు, వివిధ హెటెరోసైకిల్స్, పాలిమర్‌లు మొదలైన వాటి ఉత్పన్నాలు. అందువలన, శరీరం నుండి వివిధ టాక్సిన్స్ యొక్క శోషణ మరియు తొలగింపు కోసం కార్బోలిన్ (యాక్టివేటెడ్ కార్బన్) ఉపయోగించబడుతుంది; గ్రాఫైట్ (లేపనాల రూపంలో) - చర్మ వ్యాధుల చికిత్స కోసం; రేడియోధార్మిక కార్బన్ ఐసోటోపులు - శాస్త్రీయ పరిశోధన కోసం (రేడియోకార్బన్ డేటింగ్). శిలాజ ఇంధనాల రూపంలో కార్బన్: బొగ్గు మరియు హైడ్రోకార్బన్లు (చమురు, సహజ వాయువు) మానవాళికి అత్యంత ముఖ్యమైన శక్తి వనరులలో ఒకటి.

కార్పెంకో డి.
HF Tyumen స్టేట్ యూనివర్శిటీ 561gr.

మూలాలు:
కార్బన్ // వికీపీడియా. నవీకరణ తేదీ: 01/18/2019. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=97565890 (యాక్సెస్ తేదీ: 02/04/2019).