Рефераты, дипломные проекты и тд. Скачать бесплатно!

Категории работ

Социология

Менеджмент (Теория управления и организации)

Психология, Общение, Человек

Культурология

Технология

Химия

История

Материаловедение

Историческая личность

Политология, Политистория

Международные экономические и валютно-кредитные отношения

Гражданская оборона

Экономическая теория, политэкономия, макроэкономика

Теория государства и права

Литература, Лингвистика

Искусство

Философия

Физкультура и Спорт

История экономических учений

Бухгалтерский учет

Маркетинг, товароведение, реклама

Религия

Педагогика

Медицина

Банковское дело и кредитование

Налоговое право

Криминалистика и криминология

Уголовное право

Российское предпринимательское право

Техника

Компьютерные сети

Математика

Микроэкономика, экономика предприятия, предпринимательство

Семейное право

Физика

Биология

Музыка

География, Экономическая география

Здоровье

Программирование, Базы данных

Международное частное право

Программное обеспечение

Теория систем управления

Охрана природы, Экология, Природопользование

Иностранные языки

Сельское хозяйство

Государственное регулирование, Таможня, Налоги

Компьютеры и периферийные устройства

Транспорт

Разное

Ценные бумаги

Римское право

Москвоведение

Правоохранительные органы

Космонавтика

Трудовое право

Астрономия

История государства и права зарубежных стран

Гражданское право

Радиоэлектроника

Страховое право

Военная кафедра

Право

Таможенное право

Прокурорский надзор

Конституционное (государственное) право России

Юридическая психология

Уголовный процесс

Подобные работы

Спирты

echo "Поэтому такая связь частично поляризована: на атоме кислорода появляется частичный отрицательный, а на водороде — частичный положительный заряды: d - d + O ¬ H Однако эта поляризация снижается з

Углерод

echo "Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз - как драгоценный камень. Значительно позднее стали применяться графит для изготовления тиглей и карандашей. В 1778 К. Шееле, на

Фтор

echo "Первое соединение фтора - флюорит (плавиковый шпат) Ca F 2 - описано в конце 15 века под на з ванием 'фл ю ор' (от латинского fluo - теку , по свойству Са F 2 делать жидкотекучими вя з кие шлаки

Катализ

echo "Каталитические реакции - реакции, протекающие в присутствии катализаторов. Положительным называют катализ, при котором скоость реакции возрастает, отрицательным (ингибированием) - при котором о

Электросинтез хлорной кислоты

echo "Хлорная кислота была получена в 1835 г. Берцелиусом при электролизе соляной кислоты, а позже – при электролизе водного раствора двуокиси хлора и взаимодействием перхлората калия с серной кислот

Инертные газы: история открытия, свойства, применение

echo "Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа – аргона – произошло в то время, когда построение периодической системы казалось завершённым и в ней оставалось лишь несколько

Бетон

echo "Прочность кладки древних сооружений обеспечивалась идеальной подгонкой камней. (Вяжущие материалы тогда не применяли вовсе. Их научились приготавливать много позже.) Бетон был изобретён ещё в Др

Источники и виды загрязнения атмосферного воздуха

echo "Сохранение теплоты Земли и защита живых организмов от губительных доз космического излучения, источник кислорода для дыхания, углекислого газа для фотосинтеза, энергии и разнообразных химических

Углерод

Углерод

Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз - как драгоценный камень.

Значительно позднее стали применяться графит для изготовления тиглей и карандашей. В 1778 К. Шееле, нагревая графит с селитрой, обнаружил, что при этом, как и при нагревании угля с селитрой, выделяется углекислый газ.

Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А.Лавуазье (1772) по изучения горения алмаза на воздухе и исследований С.Теннанта (1797), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа.

Углерод как химический элемент был признан только в 1789 А.Лавуазье.

Латинское название с arboneum углерод получил от с arbo — уголь.

Распространение в природе: Среднее содержание углерода в земной коре 2,3 * 10 -2 % по массе (1 * 10 –2 в ультраосновных, 1 * 10 –2 в основных, 2 * 10 –2 в средних, 3 * 10 –2 в кислых горных породах). Углерода накапливается в верхней части земной коры (биосфере): в живом веществе 18 % углерода, в древесине 50 %, в каменном угле 80 %, в нефти 85 %, антраците 96 %. Значит часть углерода литосферы сосредоточена в известняках и доломитах. Число собственных минералов углерода - 112; исключительно велико число органических соединений углерода - углеводородов и их производных. С накоплением углерода в земной коре связано накопление и многих других элементов, сорбируемых органическим веществом и осаждающихся в виде нерастворимых карбонатов и т.д. По сравнению со средним содержанием в земной коре человечество в исключительно больших количествах извлекает углерод из недр (уголь, нефть, природный газ), т.к. эти ископаемые — основные источники энергии.

Углерод широко распространён также в космосе; на Солнце он занимает 4-е место после водорода, гелия и кислорода.

Физические и химические свойства: Известны четыре кристаллические модификации углерода: графит, алмаз, карбин и лонсдейлит.

Графит - серо-черная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском. При комнатной температуре и нормальном давлении (0,1 Мн/м 2 , или 1кгс/см 2 ) графит термодинамически стабилен. Алмаз - очень твердое, кристаллическое вещество.

Кристаллы имеют кубическую гранецентрированную решетку: а = 3,560 . При комнатной температуре и нормальном давлении алмаз метастабилен.

Заметное превращение алмаза в графит наблюдается при температурах выше 1400 ° С в вакууме или в инертной атмосфере. При атмосферном давлении и температуре около 3700 ° С графит возгоняется.

Жидкий углерод может быть получен при давлении выше 10,5 Мн/м 2 (1051 кгс/см 2 ) и температурах выше 3700 ° С. Для твердого углерода (кокс, сажа, древесный уголь) характерно также состояние с неупорядоченной структурой “аморфный” углерод, который не представляет собой самостоятельной модификации; в основе его строения лежит структура мелкокристаллического графита.

Нагревание некоторых разновидностей “аморфного” углерода выше 1500-1600 ° С без доступа воздуха вызывает их превращение в графит.

Физические свойства “аморфный” углерода очень сильно зависят от дисперсности частиц и наличия примесей.

Плотность, теплоемкость, теплопроводность и электропроводность “аморфный” углерода всегда выше, чем графита.

Карбин получен искусственно. Он представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета (плотность 1,9 - 2 г/см 3 ). Построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно друг другу. Л онсдейлит найден в метеоритах и получен искусственно; его структура и свойства окончательно не установлены.

Конфигурация внешней оболочки атома углерода 2 s 2 2p 2 . Для углерода характерно образование четырех ковалентных связей, обусловленное возбуждение внешней электронной оболочки до состояния 2 sp 3 . Поэтому углерод способен в равной степени как притягивать, так и отдавать электроны.

Химическая связь может осуществляться за счет sp 3 -, sp 2 - и sp - гибридных орбиталей, которым соответствуют координационные числа 4,3 и 2. Число валентных электронов углерода и число валентных орбиталей одинаково; это одна из причин устойчивости связи между атомами углерода.

Уникальная способность атомов углерода соединяться между собой с образованием прочных и длинных цепей и циклов привела к возникновению громадного числа разнообразных соединений углерода, изучаемых органической химией. В соединениях углерод проявляет степени окисления -4; +2; +4. Атомный радиус 0,77 ,ковалентные радиусы 0,77 , 0,67 , 0,60 соответственно в одинарной, двойной и тройной связях; ионной радиус С 4- 2,60 , С 4+ 0,20 . При обычных условиях углерод химически инертен, при высоких температурах он соединяется со многими элементами, проявляя сильные восстановительные свойства. Все формы углерода устойчивы к щелочам и кислотам и медленно окисляются только очень сильными окислителями (хромовая смесь, смесь концентриров. HNO 3 и KCIO 3 и др.). “Аморфный” углерод реагирует с фтором при комнатной температуре, графит и алмаз - при нагревании.

Непосредственно соединение углерода с хлором происходит в электрической дуге; с бромом и йодом углерод не реагирует, поэтому многочисленные углерода галогениды синтезируют косвенным путем. Из оксигалогенидов общей формулы COX 2 ( где Х - галоген ) наиболее известная хлорокись COCI 2 (фосген). При температурах выше 1000 ° С углерод взаимодействует со многими металлами, давая карбиды. Все формы углерода при нагревании восстанавливают окислы металлов с образованием свободных металлов ( Zn, Cd, Cu, Pb и др.) или карбидов ( CaC 2 , Mo 2 C, WC, TaC и др.). Углерод реагирует при температурах выше 600 - 800 ° С с водяным паром и углекислым газом. Все формы углерода нерастворимы в обычных неорганических и органических растворителях, но растворяются в некоторых расплавленных металлах (например, Fe, Ni, Co ) . Народнохозяйственное значение: Углерод определяется тем, что свыше 90 % всех первичных источников потребляемой в мире энергии приходится на органическое топливо, главенствующая роль которого сохранится и на ближайшие десятилетия, несмотря на интенсивное развитие ядерной энергетики.

Только около 10% добываемого топлива используется в качестве сырья для основного органического синтеза и нефтехимического синтеза, для получения пластичных масс и др.

Углерод в организме: Углерод - важнейший биогенный элемент, составляющий основу жизни на Земле, структурная единица огромного числа органических соединений, участвующих в построении организмов и обеспечении их жизнедеятельности (биополимеры, а также многочисленные низкомолекулярные биологически активные вещества - витамины, гормоны, медиаторы и др.). Значительную часть необходимой организмам энергии образуется в клетках за счет окисления углерода.

Возникновение жизни на Земле рассматривается в современной науке как сложный процесс эволюции углеродистых соединений.

Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой элемент периодической системы. Между атомами углерода, а также между углеродом и другими элементами образуются прочные химические связи, которые, однако, могут быть разорваны в сравнительно мягких физиологических условиях (эти связи могут быть одинарными, двойными и тройными). Способность углерода образовывать 4 равнозначные валентные связи с другими атомами.

Углерод создает возможность для построения углеродных скелетов различных типов - линейных, разветвленных, циклических.

Показательно, что всего три элемента - С, О, Н - составляют 98 % общей массы живых организмов. Этим достигается определенная экономичность в живой природе: при практически безграничном структурном разнообразии углеродистых соединений небольшое число типов химических связей позволяет на много сократить количество ферментов, необходимых для расщепления и синтеза органических веществ.

Особенности строения атома углерода лежит в основе различных видов изомерии органических соединений (способность к оптической изомерии оказалась решающей в биохимической эволюции аминокислот, углеводов и некоторых алкалоидов). Согласно гипотезе А. И. Опарина, первые органические соединения на Земле имели абиогенное происхождение.

Источниками углерода служили (СН 4 )и цианистый водород ( HCN ),содержавшиеся в первичной атмосфере Земли. С возникновением жизни единственным источником неорганического углерода, за счет которого образуется всё органическое вещество биосферы, является углерода двуокись (СО 2 ),находящийся в атмосфере, а также растворенная в природных водах в виде НСО 3 . Наиболее мощный механизм усвоения (ассимиляция) углерода (в форме СО 2 ) - фотосинтез - осуществляется повсеместно зелеными растениями. На Земле существует и эволюционно более древний способ усвоения СО 2 путем хемосинтеза; в этом случае микроорганизмы - хемосинтетики используют не лучистую энергию Солнца, а энергию окисления неорганических соединений.

Большинство животных потребляют углерод с пищей в виде уже готовых органических соединений. В зависимости от способа усвоения органических соединений принято различать автотрофные организмы и гетеротрофные организмы.

Применение для биосинтеза белка и других питательных веществ микроорганизмов, использующих в качестве единственного источника углерода, углеводороды нефти, - одна из важных современных научно - технических проблем.

Помимо стабильных изотопов углерода, в природе распространен радиоактивный 14 С (в организме человека его содержится около 0,1мккюри). С использованием изотопов углерода в биологических и медицинских исследованиях связаны многие крупные достижения в изучении обмена веществ и круговорота углерода в природе. Так, с помощью радиоуглеродной метки была доказана возможность фиксации Н 14 СО 3 растениями и тканями животных, установлена последовательность реакции фотосинтеза, изучен обмен аминокислот, прослежены пути биосинтеза многих биологически активных соединений и т. д.