ნახშირბადი პერიოდულ სისტემაში. Ნახშირორჟანგი

ფიზიკური თვისებები:ნახშირბადი აყალიბებს მრავალ ალოტროპულ მოდიფიკაციას: ბრილიანტი- ერთ-ერთი უმძიმესი ნივთიერება გრაფიტი, ქვანახშირი, ჭვარტლი.

ნახშირბადის ატომს აქვს 6 ელექტრონი: 1s 2 2s 2 2p 2 . ბოლო ორი ელექტრონი განლაგებულია ცალკეულ p-ორბიტალებში და დაუწყვილებელია. პრინციპში, ამ წყვილს შეუძლია დაიკავოს ერთი და იგივე ორბიტალი, მაგრამ ამ შემთხვევაში ინტერელექტრონის მოგერიება მნიშვნელოვნად იზრდება. ამ მიზეზით, ერთი მათგანი იღებს 2p x, ხოლო მეორე, ან 2p y , ან 2p z ორბიტალი.

გარე შრის s- და p-ქვედონეების ენერგიის სხვაობა მცირეა, ამიტომ ატომი საკმაოდ ადვილად გადადის აღგზნებულ მდგომარეობაში, რომელშიც 2s ორბიტალიდან ორი ელექტრონიდან ერთი გადადის თავისუფალზე. 2 რუბლი.ვალენტურობის მდგომარეობა ჩნდება კონფიგურაციით 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . ნახშირბადის ატომის ეს მდგომარეობაა დამახასიათებელი ალმასის გისოსებისთვის - ჰიბრიდული ორბიტალების ტეტრაედრული სივრცითი განლაგება, ბმების იდენტური სიგრძე და ენერგია.

ამ ფენომენს ცნობილია ე.წ sp 3 - ჰიბრიდიზაცია,და განვითარებადი ფუნქციები არის sp 3 -ჰიბრიდი . ოთხი sp 3 ბმის ფორმირება ნახშირბადის ატომს სამზე სტაბილურ მდგომარეობას აძლევს r-r-და ერთი s-s-კავშირი. sp 3 ჰიბრიდიზაციის გარდა, sp 2 და sp ჰიბრიდიზაცია ასევე შეინიშნება ნახშირბადის ატომში. . პირველ შემთხვევაში, ურთიერთგადახურვა ხდება s-და ორი p-ორბიტალი. იქმნება სამი ეკვივალენტური sp 2 ჰიბრიდული ორბიტალი, რომლებიც განლაგებულია იმავე სიბრტყეში, ერთმანეთის მიმართ 120° კუთხით. მესამე ორბიტალი p უცვლელია და მიმართულია სიბრტყის პერპენდიკულარულად sp2.

sp ჰიბრიდიზაციის დროს s და p ორბიტალები ერთმანეთს ემთხვევა. 180° კუთხე წარმოიქმნება ორ ეკვივალენტურ ჰიბრიდულ ორბიტალს შორის, რომლებიც წარმოიქმნება, ხოლო თითოეული ატომის ორი p-ორბიტალი უცვლელი რჩება.

ნახშირბადის ალოტროპია. ბრილიანტი და გრაფიტი

გრაფიტის კრისტალში ნახშირბადის ატომები განლაგებულია პარალელურ სიბრტყეში, რომლებიც იკავებენ რეგულარული ექვსკუთხედების წვეროებს. ნახშირბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია სამ მეზობელ sp 2 ჰიბრიდულ ბმასთან. პარალელურ სიბრტყეებს შორის კავშირი ხორციელდება ვან დერ ვაალის ძალების გამო. თითოეული ატომის თავისუფალი p-ორბიტალები მიმართულია კოვალენტური ბმების სიბრტყეზე პერპენდიკულურად. მათი გადახურვა ხსნის დამატებით π კავშირს ნახშირბადის ატომებს შორის. ამრიგად, დან ვალენტური მდგომარეობა, რომელშიც ნახშირბადის ატომები განლაგებულია ნივთიერებაში, განსაზღვრავს ამ ნივთიერების თვისებებს.

ნახშირბადის ქიმიური თვისებები

ყველაზე დამახასიათებელი ჟანგვის მდგომარეობებია: +4, +2.

დაბალ ტემპერატურაზე ნახშირბადი ინერტულია, მაგრამ გაცხელებისას მისი აქტივობა იზრდება.

ნახშირბადი, როგორც შემცირების აგენტი:

- ჟანგბადით
C 0 + O 2 – t° = CO 2 ნახშირორჟანგი
ჟანგბადის ნაკლებობით - არასრული წვა:
2C 0 + O 2 – t° = 2C +2 O ნახშირბადის მონოქსიდი

- ფტორთან ერთად
C + 2F 2 = CF 4

- წყლის ორთქლით
C 0 + H 2 O – 1200° = C +2 O + H 2 წყლის გაზი

- ლითონის ოქსიდებით. ასე დნება ლითონი მადნიდან.
C 0 + 2CuO – t° = 2Cu + C +4 O 2

- მჟავებით - ჟანგვითი აგენტებით:
C 0 + 2H 2 SO 4 (კონს.) = C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
C 0 + 4HNO 3 (კონს.) = C +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- გოგირდთან ერთად ქმნის ნახშირბადის დისულფიდს:
C + 2S 2 = CS 2.

ნახშირბადი, როგორც ჟანგვის აგენტი:

- ზოგიერთ მეტალთან ერთად ქმნის კარბიდებს

4Al + 3C 0 = Al 4 C 3

Ca + 2C 0 = CaC 2 -4

- წყალბადით - მეთანით (ისევე როგორც ორგანული ნაერთების დიდი რაოდენობა)

C0 + 2H2 = CH4

- სილიციუმთან ერთად წარმოქმნის კარბორუნდს (ელექტრო ღუმელში 2000 °C-ზე):

ნახშირბადის აღმოჩენა ბუნებაში

თავისუფალი ნახშირბადი გვხვდება ალმასის და გრაფიტის სახით. ნაერთების სახით ნახშირბადი გვხვდება მინერალებში: ცარცი, მარმარილო, კირქვა - CaCO 3, დოლომიტი - MgCO 3 *CaCO 3; ჰიდროკარბონატები - Mg(HCO 3) 2 და Ca(HCO 3) 2, CO 2 არის ჰაერის ნაწილი; ნახშირბადი არის ბუნებრივი ორგანული ნაერთების მთავარი კომპონენტი - გაზი, ზეთი, ქვანახშირი, ტორფი და არის ორგანული ნივთიერებების, ცილების, ცხიმების, ნახშირწყლების, ამინომჟავების ნაწილი, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ორგანიზმებს.

არაორგანული ნახშირბადის ნაერთები

არც C4+ და არც C4- იონები არ წარმოიქმნება რაიმე ჩვეულებრივი ქიმიური პროცესის დროს: ნახშირბადის ნაერთები შეიცავს სხვადასხვა პოლარობის კოვალენტურ ბმებს.

ნახშირბადის მონოქსიდი CO

ნახშირბადის მონოქსიდი; უფერო, უსუნო, წყალში ოდნავ ხსნადი, ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი, ტოქსიკური, დუღილის წერტილი = -192°C; t pl. = -205°C.

ქვითარი
1) ინდუსტრიაში (გაზის გენერატორებში):
C + O 2 = CO 2

2) ლაბორატორიაში - ფორმულის ან ოქსილის მჟავას თერმული დაშლა H 2 SO 4-ის თანდასწრებით (კონს.):
HCOOH = H2O + CO

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

ქიმიური თვისებები

ნორმალურ პირობებში CO ინერტულია; როდესაც თბება - შემცირების აგენტი; მარილწარმომქმნელი ოქსიდი.

1) ჟანგბადით

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

2) ლითონის ოქსიდებით

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

3) ქლორთან ერთად (შუქზე)

CO + Cl 2 – hn = COCl 2 (ფოსგენი)

4) რეაგირებს ტუტე დნობასთან (წნევის ქვეშ)

CO + NaOH = HCOONa (ნატრიუმის ფორმატი)

5) გარდამავალი ლითონებით ქმნის კარბონილებს

Ni + 4CO – t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO – t° = Fe(CO) 5

ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) CO2

ნახშირორჟანგი, უფერო, უსუნო, წყალში ხსნადობა - 0,9V CO 2 იხსნება 1V H 2 O (ნორმალურ პირობებში); ჰაერზე მძიმე; t°pl = -78,5°C (მყარ CO 2-ს ეწოდება "მშრალი ყინული"); არ უჭერს მხარს წვას.

ქვითარი

1. ნახშირმჟავას მარილების (კარბონატების) თერმული დაშლა. კირქვის სროლა:

CaCO 3 – t° = CaO + CO 2

1. ძლიერი მჟავების მოქმედება კარბონატებზე და ბიკარბონატებზე:

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

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

ქიმიურითვისებებიCO2
მჟავა ოქსიდი: რეაგირებს ძირითად ოქსიდებთან და ფუძეებთან ნახშირმჟავას მარილების წარმოქმნით

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3

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

NaOH + CO 2 = NaHCO 3

მაღალ ტემპერატურაზე შეიძლება გამოავლინოს ჟანგვის თვისებები

C +4 O 2 + 2Mg – t° = 2Mg +2 O + C 0

თვისებრივი რეაქცია

კირის წყლის ღრუბლიანობა:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯ (თეთრი ნალექი) + H 2 O

ის ქრება, როდესაც CO 2 გადის კირწყალში დიდი ხნის განმავლობაში, რადგან უხსნადი კალციუმის კარბონატი იქცევა ხსნად ბიკარბონატად:

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

ნახშირბადის მჟავა და მისიმარილი

H 2CO 3 -სუსტი მჟავა, ის არსებობს მხოლოდ წყალხსნარში:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

დიბაზური:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - მჟავა მარილები - ბიკარბონატები, ბიკარბონატები
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- საშუალო მარილები - კარბონატები

მჟავების ყველა თვისება დამახასიათებელია.

კარბონატები და ბიკარბონატები შეიძლება გარდაიქმნას ერთმანეთში:

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

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

ლითონის კარბონატები (გარდა ტუტე ლითონებისა) დეკარბოქსილატდება გაცხელებისას ოქსიდის წარმოქმნით:

CuCO 3 – t° = CuO + CO 2

თვისებრივი რეაქცია- "ადუღება" ძლიერი მჟავის გავლენის ქვეშ:

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

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

კარბიდები

კალციუმის კარბიდი:

CaO + 3 C = CaC 2 + CO

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

აცეტილენი გამოიყოფა თუთიის, კადმიუმის, ლანთანისა და ცერიუმის კარბიდების წყალთან ურთიერთქმედებისას:

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

იყოს 2 C და Al 4 C 3 იშლება წყლით და წარმოიქმნება მეთანი:

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

ტექნოლოგიაში გამოიყენება ტიტანის კარბიდები TiC, ვოლფრამი W 2 C (მყარი შენადნობები), სილიციუმის SiC (კარბორუნდი - როგორც აბრაზიული და გამათბობლების მასალა).

ციანიდი

მიღებული სოდის გაცხელებით ამიაკის და ნახშირბადის მონოქსიდის ატმოსფეროში:

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

ჰიდროციანმჟავა HCN არის ქიმიური მრეწველობის მნიშვნელოვანი პროდუქტი და ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზში. მისი გლობალური წარმოება წელიწადში 200 ათას ტონას აღწევს. ციანიდის ანიონის ელექტრონული სტრუქტურა ნახშირბადის მონოქსიდის (II) მსგავსია; ასეთ ნაწილაკებს იზოელექტრონული ეწოდება:

C = O: [:C = N:] –

ციანიდები (0,1-0,2% წყალხსნარი) გამოიყენება ოქროს მოპოვებაში:

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

ციანიდის ხსნარების გოგირდთან ან დნობის მყარ ნივთიერებებთან დუღილის დროს ისინი წარმოიქმნება თიოციანატები:
KCN + S = KSCN.

დაბალაქტიური ლითონების ციანიდების გაცხელებისას მიიღება ციანიდი: Hg(CN) 2 = Hg + (CN) 2. ციანიდის ხსნარები იჟანგება ციანატები:

2 KCN + O 2 = 2 KOCN.

ციანის მჟავა არსებობს ორი ფორმით:

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

1828 წელს ფრიდრიხ უოლერმა (1800-1882) მიიღო შარდოვანა ამონიუმის ციანატიდან: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 წყალხსნარის აორთქლების გზით.

ეს მოვლენა ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც სინთეზური ქიმიის გამარჯვება "ვიტალისტურ თეორიაზე".

არსებობს ციანიუმის მჟავას იზომერი - ასაფეთქებელი მჟავა

H-O-N=C.
მისი მარილები (ვერცხლისწყლის ფულმინატი Hg(ONC) 2) გამოიყენება ზემოქმედების ანთებით.

სინთეზი შარდოვანა(შარდოვანა):

CO 2 + 2 NH 3 = CO(NH 2) 2 + H 2 O. 130 0 C და 100 ატმ.

შარდოვანა არის ნახშირმჟავას ამიდი, ასევე არის მისი "აზოტის ანალოგი" - გუანიდინი.

კარბონატები

ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული ნახშირბადის ნაერთებია ნახშირმჟავას მარილები (კარბონატები). H 2 CO 3 არის სუსტი მჟავა (K 1 = 1.3 10 -4; K 2 = 5 10 -11). კარბონატული ბუფერული საყრდენი ნახშირორჟანგის ბალანსიატმოსფეროში. მსოფლიო ოკეანეებს აქვთ უზარმაზარი ბუფერული სიმძლავრე, რადგან ისინი ღია სისტემაა. ძირითადი ბუფერული რეაქცია არის წონასწორობა ნახშირმჟავას დისოციაციის დროს:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - .

როდესაც მჟავიანობა მცირდება, ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგის დამატებითი შეწოვა ხდება მჟავის წარმოქმნით:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 .

მჟავიანობის მატებასთან ერთად იხსნება კარბონატული ქანები (ჭურვები, ცარცი და კირქვის ნალექები ოკეანეში); ეს ანაზღაურებს ჰიდროკარბონატის იონების დაკარგვას:

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 —

CaCO 3 (მყარი) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

მყარი კარბონატები გადაიქცევა ხსნად ბიკარბონატებად. ეს არის ჭარბი ნახშირორჟანგის ქიმიური დაშლის პროცესი, რომელიც ეწინააღმდეგება "სათბურის ეფექტს" - გლობალურ დათბობას ნახშირორჟანგის მიერ დედამიწიდან თერმული გამოსხივების შთანთქმის გამო. მსოფლიოში სოდა (ნატრიუმის კარბონატი Na 2 CO 3) წარმოების დაახლოებით მესამედი გამოიყენება მინის წარმოებაში.

ნახშირორჟანგი, ნახშირორჟანგი, ნახშირორჟანგი - ეს ყველაფერი არის ერთი ნივთიერების სახელები, რომლებიც ჩვენთვის ცნობილია როგორც ნახშირორჟანგი. რა თვისებები აქვს ამ გაზს და რა არის მისი გამოყენების სფეროები?

ნახშირორჟანგი და მისი ფიზიკური თვისებები

ნახშირორჟანგი შედგება ნახშირბადისა და ჟანგბადისგან. ნახშირორჟანგის ფორმულა ასე გამოიყურება - CO₂. ბუნებაში, იგი წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერებების წვის ან დაშლის დროს. საკმაოდ მაღალია ჰაერსა და მინერალურ წყაროებში გაზის შემცველობაც. გარდა ამისა, ადამიანები და ცხოველები ამოსუნთქვისას ასევე გამოყოფენ ნახშირორჟანგს.

ბრინჯი. 1. ნახშირორჟანგის მოლეკულა.

ნახშირორჟანგი სრულიად უფერო აირია და მისი დანახვა შეუძლებელია. ასევე არ აქვს სუნი. თუმცა, მაღალი კონცენტრაციით, ადამიანს შეიძლება განუვითარდეს ჰიპერკაპნია, ანუ დახრჩობა. ნახშირორჟანგის ნაკლებობამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ჯანმრთელობის პრობლემები. ამ აირის ნაკლებობის შედეგად შეიძლება განვითარდეს დახრჩობის საპირისპირო მდგომარეობა - ჰიპოკაპნია.

თუ ნახშირორჟანგს დაბალ ტემპერატურულ პირობებში მოათავსებთ, მაშინ -72 გრადუსზე ის კრისტალიზდება და თოვლს დაემსგავსება. ამიტომ, ნახშირორჟანგს მყარ მდგომარეობაში ეწოდება "მშრალი თოვლი".

ბრინჯი. 2. მშრალი თოვლი – ნახშირორჟანგი.

ნახშირორჟანგი ჰაერზე 1,5-ჯერ უფრო მკვრივია. მისი სიმკვრივეა 1,98 კგ/მ³ ნახშირორჟანგის მოლეკულაში ქიმიური ბმა არის პოლარული კოვალენტური. ის პოლარულია იმის გამო, რომ ჟანგბადს აქვს უფრო მაღალი ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობა.

ნივთიერებების შესწავლის მნიშვნელოვანი კონცეფციაა მოლეკულური და მოლური მასა. ნახშირორჟანგის მოლური მასა არის 44. ეს რიცხვი წარმოიქმნება მოლეკულის შემადგენელი ატომების ფარდობითი ატომური მასების ჯამიდან. ფარდობითი ატომური მასების მნიშვნელობები აღებულია ცხრილიდან D.I. მენდელეევი და მრგვალდება მთელ რიცხვებზე. შესაბამისად, CO2-ის მოლური მასა = 12+2*16.

ნახშირორჟანგში ელემენტების მასური წილების გამოსათვლელად აუცილებელია დაიცვან ნივთიერების თითოეული ქიმიური ელემენტის მასური წილადების გამოთვლის ფორმულა.

ნ- ატომების ან მოლეკულების რაოდენობა.
ა რ- ქიმიური ელემენტის ფარდობითი ატომური მასა.
ბატონი- ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური მასა.
გამოვთვალოთ ნახშირორჟანგის ფარდობითი მოლეკულური მასა.

Mr(CO₂) = 14 + 16 * 2 = 44 w(C) = 1 * 12 / 44 = 0.27 ან 27% ვინაიდან ნახშირორჟანგის ფორმულა მოიცავს ჟანგბადის ორ ატომს, მაშინ n = 2 w(O) = 2 * 16 / 44 = 0.73 ან 73%

პასუხი: w(C) = 0.27 ან 27%; w(O) = 0.73 ან 73%

ნახშირორჟანგის ქიმიური და ბიოლოგიური თვისებები

ნახშირორჟანგს აქვს მჟავე თვისებები, რადგან ის არის მჟავე ოქსიდი და წყალში გახსნისას წარმოქმნის ნახშირმჟავას:

CO2+H2O=H2CO3

რეაგირებს ტუტეებთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება კარბონატები და ბიკარბონატები. ეს გაზი არ იწვის. მასში იწვის მხოლოდ გარკვეული აქტიური ლითონები, როგორიცაა მაგნიუმი.

გაცხელებისას ნახშირორჟანგი იშლება ნახშირბადის მონოქსიდში და ჟანგბადად:

2CO₃=2CO+O3.

სხვა მჟავე ოქსიდების მსგავსად, ეს გაზი ადვილად რეაგირებს სხვა ოქსიდებთან:

СaO+Co₃=CaCO₃.

ნახშირორჟანგი ყველა ორგანული ნივთიერების ნაწილია. ბუნებაში ამ გაზის ცირკულაცია ხორციელდება მწარმოებლების, მომხმარებლებისა და დამშლელების დახმარებით. სიცოცხლის პროცესში ადამიანი გამოიმუშავებს დაახლოებით 1 კგ ნახშირორჟანგს დღეში. ჩასუნთქვისას ვიღებთ ჟანგბადს, მაგრამ ამ დროს ალვეოლებში ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება. ამ მომენტში ხდება გაცვლა: ჟანგბადი შედის სისხლში და გამოდის ნახშირორჟანგი.

ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება ალკოჰოლის წარმოების დროს. ეს გაზი ასევე არის აზოტის, ჟანგბადის და არგონის წარმოების ქვეპროდუქტი. ნახშირორჟანგის გამოყენება აუცილებელია კვების მრეწველობაში, სადაც ნახშირორჟანგი მოქმედებს როგორც კონსერვანტი, ხოლო ნახშირორჟანგი თხევადი სახით გვხვდება ცეცხლმაქრებში.

ბრინჯი. 3. ცეცხლმაქრი.

რა ვისწავლეთ?

ნახშირორჟანგი არის ნივთიერება, რომელიც ნორმალურ პირობებში უფერო და უსუნოა. გარდა მისი საერთო სახელისა, ნახშირორჟანგი, მას ასევე უწოდებენ ნახშირორჟანგს ან ნახშირორჟანგს.

ტესტი თემაზე

ანგარიშის შეფასება

Საშუალო რეიტინგი: 4.3. სულ მიღებული შეფასებები: 116.

ნახშირის, ჭვარტლისა და ჭვარტლის სახით კაცობრიობა უხსოვარი დროიდან იყო ცნობილი; დაახლოებით 100 ათასი წლის წინ, როდესაც ჩვენი წინაპრები ცეცხლს დაეუფლნენ, ისინი ყოველდღიურად ებრძოდნენ ნახშირს და ჭვარტლს. ალბათ, ძალიან ადრეულმა ადამიანებმა გაიცნეს ნახშირბადის ალოტროპული მოდიფიკაციები - ალმასი და გრაფიტი, აგრეთვე ნამარხი ნახშირი. გასაკვირი არ არის, რომ ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებების წვა იყო ერთ-ერთი პირველი ქიმიური პროცესი, რომელიც აინტერესებდა ადამიანს. მას შემდეგ, რაც დამწვარი ნივთიერება გაქრა ცეცხლის მოხმარებისას, წვა განიხილებოდა ნივთიერების დაშლის პროცესად და, შესაბამისად, ქვანახშირი (ან ნახშირბადი) არ განიხილებოდა ელემენტად. ელემენტი იყო ცეცხლი - წვის თანმხლები ფენომენი; ელემენტების შესახებ ძველ სწავლებებში ცეცხლი ჩვეულებრივ ერთ-ერთ ელემენტად ჩნდება. XVII - XVIII საუკუნეების მიჯნაზე. წარმოიშვა ფლოგისტონის თეორია, რომელიც წამოაყენეს ბეჩერმა და სტალმა. ეს თეორია აღიარებდა თითოეულ წვად სხეულში სპეციალური ელემენტარული ნივთიერების - უწონო სითხის - ფლოგისტონის არსებობას, რომელიც აორთქლდება წვის პროცესში. მას შემდეგ, რაც დიდი რაოდენობით ნახშირი იწვება, მხოლოდ ცოტა ნაცარი რჩება, ფლოგისტიკოსები თვლიდნენ, რომ ნახშირი თითქმის სუფთა ფლოგისტონი იყო. სწორედ ამით აიხსნება, კერძოდ, ნახშირის „ფლოგისტიკური“ ეფექტი - მისი უნარი, აღადგინოს ლითონები „ცაცხვიდან“ და მადნებიდან. მოგვიანებით ფლოგისტიკამ, როიმურმა, ბერგმანმა და სხვებმა, უკვე დაიწყეს იმის გაგება, რომ ქვანახშირი ელემენტარული ნივთიერებაა. თუმცა, "სუფთა ქვანახშირი" პირველად აღიარა ლავუაზიემ, რომელმაც შეისწავლა ნახშირის და სხვა ნივთიერებების წვის პროცესი ჰაერში და ჟანგბადში. გიტონ დე მორვოს, ლავუაზიეს, ბერტოლეტისა და ფურკრუას წიგნში "ქიმიური ნომენკლატურის მეთოდი" (1787) ფრანგული "სუფთა ქვანახშირის" (charbone pur) ნაცვლად გამოჩნდა სახელი "carbon" (carbone). ამავე სახელწოდებით, ნახშირბადი გვხვდება „მარტივი სხეულების ცხრილში“ ლავუაზიეს „ქიმიის ელემენტარულ სახელმძღვანელოში“. 1791 წელს ინგლისელმა ქიმიკოსმა ტენანტმა პირველმა მიიღო თავისუფალი ნახშირბადი; მან ფოსფორის ორთქლი გადააყოლა ცარცზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნა კალციუმის ფოსფატი და ნახშირბადი. დიდი ხანია ცნობილია, რომ ალმასი ძლიერად გახურებისას ნარჩენების გარეშე იწვის. ჯერ კიდევ 1751 წელს საფრანგეთის მეფე ფრენსის I დათანხმდა ალმასის და ლალის მიცემას წვის ექსპერიმენტებისთვის, რის შემდეგაც ეს ექსპერიმენტები მოდურიც კი გახდა. აღმოჩნდა, რომ მხოლოდ ბრილიანტი იწვის, ხოლო ლალი (ალუმინის ოქსიდი ქრომის ნაზავით) უძლებს ხანგრძლივ გათბობას ანთების ლინზის ფოკუსში დაზიანების გარეშე. ლავუაზიემ ბრილიანტების დაწვაზე ახალი ექსპერიმენტი ჩაატარა დიდი ცეცხლგამჩენი მანქანის გამოყენებით და მივიდა დასკვნამდე, რომ ბრილიანტი კრისტალური ნახშირბადია. ნახშირბადის მეორე ალოტროპი - გრაფიტი ალქიმიურ პერიოდში ითვლებოდა მოდიფიცირებულ ტყვიის სიკაშკაშედ და ეწოდებოდა პლუმბაგოს; მხოლოდ 1740 წელს პოტმა აღმოაჩინა გრაფიტში ტყვიის მინარევების არარსებობა. შელემ შეისწავლა გრაფიტი (1779) და, როგორც ფლოგისტიკოსი, მას მიიჩნია გოგირდის სპეციალური სახეობა, სპეციალური მინერალური ნახშირი, რომელიც შეიცავს შეკრულ "აერო მჟავას" (CO 2) და დიდი რაოდენობით ფლოგისტონის.

ოცი წლის შემდეგ, გიტონ დე მორვომ ბრილიანტი გადააქცია გრაფიტად, შემდეგ კი ნახშირმჟავად ფრთხილად გახურებით.

საერთაშორისო სახელწოდება Carboneum მომდინარეობს ლათინურიდან. ნახშირი (ნახშირი). ეს სიტყვა ძალიან უძველესი წარმოშობისაა. მას ადარებენ კრემორთან - დაწვა; root sag, cal, რუსული gar, gal, gol, სანსკრიტი sta ნიშნავს მოხარშვას, მოხარშვას. სიტყვა "კარბო" დაკავშირებულია ნახშირბადის სახელებთან სხვა ევროპულ ენებში (ნახშირბადი, შარბონი და ა.შ.). გერმანული Kohlenstoff მოდის Kohle - ქვანახშირი (ძველი გერმანული kolo, შვედური kylla - გაცხელება). ძველ რუსულ უგორატს, ანუ უგარათს (დაწვა, დაწვა) აქვს ძირი გარ, ანუ მთები, გოლზე შესაძლო გადასვლით; ნახშირი ძველ რუსულ იუგალში, ან ნახშირი, იგივე წარმოშობისა. სიტყვა ბრილიანტი (Diamante) მომდინარეობს ძველი ბერძნულიდან - ურღვევი, შეუვალი, მყარი, ხოლო გრაფიტი ბერძნულიდან - ვწერ.

Ნახშირბადის(ლათინური კარბონეუმი), C, მენდელეევის პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 6, ატომური მასა 12.011. ცნობილია ორი სტაბილური იზოტოპი: 12 c (98,892%) და 13 c (1,108%). რადიოაქტიური იზოტოპებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია 14 წამი ნახევარგამოყოფის პერიოდით (T = 5,6 × 10 3 წელი). მცირე რაოდენობით 14 c (დაახლოებით 2 × 10 -10% მასის მიხედვით) მუდმივად წარმოიქმნება ატმოსფეროს ზედა ფენებში კოსმოსური გამოსხივების ნეიტრონების მოქმედებით აზოტის იზოტოპზე 14 n. ბიოგენური წარმოშობის ნარჩენებში 14c იზოტოპის სპეციფიკური აქტივობიდან გამომდინარე, განისაზღვრება მათი ასაკი. 14 c ფართოდ გამოიყენება როგორც .

ისტორიული ცნობა . უძველესი დროიდან ცნობილია უ. ნახშირი ემსახურებოდა მადნებიდან ლითონების აღდგენას, ბრილიანტი - როგორც ძვირფასი ქვა. მოგვიანებით, გრაფიტის გამოყენება დაიწყო ჭურჭლისა და ფანქრების დასამზადებლად.

1778 წელს კ. შილე,გრაფიტის გაცხელება მარილით, აღმოვაჩინე, რომ ამ შემთხვევაში, როგორც ნახშირის მარილით გაცხელებისას, გამოიყოფა ნახშირორჟანგი. ალმასის ქიმიური შემადგენლობა ექსპერიმენტების შედეგად დადგინდა ა. ლავუაზიე(1772) ჰაერში ალმასის წვის შესწავლისა და ს. მოიჯარე(1797), რომელმაც დაამტკიცა, რომ ალმასის და ნახშირის თანაბარი რაოდენობა ჟანგვის დროს წარმოქმნის თანაბარი რაოდენობით ნახშირორჟანგს. 1789 წელს ლავუაზიემ ქიმიურ ელემენტად აღიარა უ. უ.-მ მიიღო ლათინური სახელწოდება carboneum კარბო - ქვანახშირისგან.

გავრცელება ბუნებაში. ურანის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 2,3? 10 -2% წონით (1 ? 10 -2 ულტრაბაზიურში, 1 ? 10 -2 - ძირითადში, 2 ? 10 -2 - საშუალოში, 3 ? 10 -2 - ვმჟავე ქანები). U. გროვდება დედამიწის ქერქის (ბიოსფეროს) ზედა ნაწილში: ცოცხალ ნივთიერებაში 18% U., ხე 50%, ქვანახშირი 80%, ზეთი 85%, ანტრაციტი 96%. U. ლითოსფეროს მნიშვნელოვანი ნაწილი კონცენტრირებულია კირქვებსა და დოლომიტებში.

უ.ს საკუთარი წიაღისეულის რაოდენობაა 112; ნახშირწყალბადების და მათი წარმოებულების ორგანული ნაერთების რაოდენობა განსაკუთრებით დიდია.

ნახშირბადის დაგროვება დედამიწის ქერქში დაკავშირებულია მრავალი სხვა ელემენტის დაგროვებასთან, რომლებიც სორბირებულია ორგანული ნივთიერებებით და ნალექი უხსნადი კარბონატების სახით და ა.შ. Co 2 და ნახშირბადის მჟავა მთავარ გეოქიმიურ როლს ასრულებს დედამიწის ქერქში. დიდი რაოდენობით CO2 გამოიყოფა ვულკანიზმის დროს - დედამიწის ისტორიაში ეს იყო ნახშირორჟანგის მთავარი წყარო ბიოსფეროსთვის.

დედამიწის ქერქის საშუალო შემცველობასთან შედარებით, კაცობრიობა წიაღიდან (ქვანახშირი, ნავთობი, ბუნებრივი აირი) ურანს გამოაქვს განსაკუთრებით დიდი რაოდენობით, ვინაიდან ეს მინერალები ენერგიის ძირითადი წყაროა.

ურანის ციკლს დიდი გეოქიმიური მნიშვნელობა აქვს.

კოსმოსშიც გავრცელებულია უ. მზეზე იგი მე-4 ადგილზეა წყალბადის, ჰელიუმის და ჟანგბადის შემდეგ.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. ცნობილია ნახშირბადის ოთხი კრისტალური მოდიფიკაცია: გრაფიტი, ბრილიანტი, კარაბინი და ლონსდალეიტი. გრაფიტი არის რუხი-შავი, გაუმჭვირვალე, შეხებით ცხიმიანი, ქერცლიანი, ძალიან რბილი მასა მეტალის ბზინვარებით. აგებულია ექვსკუთხა სტრუქტურის კრისტალებისგან: a=2,462 a, c=6,701 a. ოთახის ტემპერატურაზე და ნორმალურ წნევაზე (0.1 Mn/m 2,ან 1 კგფ/სმ 2) გრაფიტი თერმოდინამიკურად სტაბილურია. ბრილიანტი არის ძალიან მყარი, კრისტალური ნივთიერება. კრისტალებს აქვთ სახეზე ორიენტირებული კუბური ბადე: a = 3,560 ა. ოთახის ტემპერატურაზე და ნორმალურ წნევაზე ალმასი მეტასტაბილურია (დიამასის და გრაფიტის სტრუქტურისა და თვისებების შესახებ იხილეთ შესაბამისი სტატიები). ალმასის შესამჩნევი ტრანსფორმაცია გრაფიტად შეინიშნება 1400 °C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე ვაკუუმში ან ინერტულ ატმოსფეროში. ატმოსფერული წნევისა და დაახლოებით 3700 °C ტემპერატურაზე გრაფიტი ამაღლდება. თხევადი U. მიიღება 10,5-ზე მეტი წნევით მნ/მ 2(105 კგფ/სმ 2) და 3700 °C-ზე მაღალი ტემპერატურა. მძიმე U. ( კოკა, ჭვარტლი, ნახშირი) დამახასიათებელია ასევე მოუწესრიგებელი სტრუქტურის მქონე მდგომარეობა - ე.წ „ამორფული“ უ., რომელიც არ წარმოადგენს დამოუკიდებელ მოდიფიკაციას; მისი სტრუქტურა ეფუძნება წვრილი კრისტალური გრაფიტის სტრუქტურას. ზოგიერთი ჯიშის „ამორფული“ ნახშირბადის 1500-1600 °C-ზე ზევით გაცხელება ჰაერზე წვდომის გარეშე იწვევს მათ გარდაქმნას გრაფიტად. "ამორფული" ნახშირბადის ფიზიკური თვისებები ძალიან არის დამოკიდებული ნაწილაკების დისპერსიაზე და მინარევების არსებობაზე. "ამორფული" ნახშირბადის სიმკვრივე, სითბოს გამტარუნარიანობა, თბოგამტარობა და ელექტრული გამტარობა ყოველთვის უფრო მაღალია ვიდრე გრაფიტისა. კარბინი მიიღება ხელოვნურად. ეს არის წვრილად კრისტალური შავი ფხვნილი (სიმკვრივე 1,9-2 გ/სმ 3) . აგებულია ერთმანეთის პარალელურად განლაგებული C ატომების გრძელი ჯაჭვებისაგან. ლონსდალეიტი გვხვდება მეტეორიტებში და მიიღება ხელოვნურად; მისი სტრუქტურა და თვისებები საბოლოოდ არ არის დადგენილი.

U ატომის გარე ელექტრონული გარსის კონფიგურაცია. 2s 2 2p 2 .ნახშირბადი ხასიათდება ოთხი კოვალენტური ბმის წარმოქმნით, გარე ელექტრონული გარსის 2-მდე აგზნების გამო. sp3.ამრიგად, ნახშირბადს თანაბრად შეუძლია ელექტრონების მოზიდვა და დონაცია. ქიმიური კავშირი შეიძლება მოხდეს იმის გამო sp 3 -, sp 2 -და sp-ჰიბრიდული ორბიტალები, რომლებიც შეესაბამება 4, 3 და 2 საკოორდინაციო რიცხვებს. ელექტრონის ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა და ვალენტური ორბიტალების რაოდენობა ერთნაირია; ეს არის U ატომებს შორის კავშირის სტაბილურობის ერთ-ერთი მიზეზი.

ურანის ატომების უნიკალურმა უნარმა ერთმანეთთან დაკავშირება ძლიერი და გრძელი ჯაჭვებისა და ციკლების შესაქმნელად, განაპირობა ურანის სხვადასხვა ნაერთების უზარმაზარი რაოდენობის შესწავლა. ორგანული ქიმია.

ნაერთებში ურანი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას -4; +2; +4. ატომური რადიუსი 0,77 ა, კოვალენტური რადიუსი 0,77 ა, 0,67 ა, 0,60 ა, შესაბამისად, ერთ, ორმაგ და სამმაგ ბმებში; იონური რადიუსი c 4- 2.60 a , c 4+ 0.20 a . ნორმალურ პირობებში ურანი ქიმიურად ინერტულია; მაღალ ტემპერატურაზე ის ერწყმის ბევრ ელემენტს და ავლენს ძლიერ შემცირების თვისებებს. ქიმიური აქტივობა მცირდება შემდეგი თანმიმდევრობით: „ამორფული“ ნახშირბადი, გრაფიტი, ბრილიანტი; ურთიერთქმედება ჰაერის ჟანგბადთან (წვა) ხდება შესაბამისად 300-500 °C, 600-700 °C და 850-1000 °C ზემოთ ტემპერატურაზე ნახშირორჟანგის co 2 და ნახშირორჟანგის co ფორმირებით.

co 2 იხსნება წყალში და წარმოიქმნება ნახშირბადის მჟავა. 1906 წელს ო. დიელებიმიიღო სუბოქსიდი U. c 3 o 2. U.-ს ყველა ფორმა მდგრადია ტუტეებისა და მჟავების მიმართ და ნელ-ნელა იჟანგება მხოლოდ ძალიან ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით (ქრომის ნარევი, კონცენტრირებული hno 3-ისა და kclo 3-ის ნარევი და ა.შ.). “ამორფული” U. რეაგირებს ფტორთან ოთახის ტემპერატურაზე, გრაფიტთან და ბრილიანტთან – გაცხელებისას. ნახშირორჟანგის პირდაპირი კავშირი ქლორთან ხდება ელექტრულ რკალში; U. არ რეაგირებს ბრომთან და იოდთან, შესაბამისად მრავალრიცხოვანი ნახშირბადის ჰალოგენებისინთეზირებულია ირიბად. ზოგადი ფორმულის ოქსიჰალიდებიდან cox 2 (სადაც X არის ჰალოგენი), ყველაზე ცნობილი არის ოქსიქლორიდი cocl 2 ( ფოსგენი) . წყალბადი არ ურთიერთქმედებს ალმასთან; რეაგირებს გრაფიტთან და "ამორფულ" ნახშირბადთან მაღალ ტემპერატურაზე კატალიზატორების თანდასწრებით (ni, pt): 600-1000 °C-ზე ძირითადად წარმოიქმნება მეთანი ch 4, 1500-2000 ° C - აცეტილენი c 2 სთ 2. , სხვა ნახშირწყალბადები შეიძლება ასევე იყოს პროდუქტებში, მაგალითად ეთანი c 2 h 6 , ბენზოლი c 6 h 6 . გოგირდის ურთიერთქმედება „ამორფულ“ ნახშირბადთან და გრაფიტთან იწყება 700-800 °C-დან, ბრილიანტთან 900-1000 °C-ზე; ყველა შემთხვევაში წარმოიქმნება ნახშირბადის დისულფიდი cs 2. Dr. გოგირდის შემცველი U. ნაერთები (cs thioxide, c 3 s 2 thioxide, cos sulfide და thiophosgene cscl 2) მიიღება არაპირდაპირი გზით. როდესაც cs 2 ურთიერთქმედებს ლითონის სულფიდებთან, წარმოიქმნება თიოკარბონატები - სუსტი თიოკარბონმჟავას მარილები. ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედება აზოტთან ციანოგენის (cn) 2-ის წარმოქმნით ხდება მაშინ, როდესაც აზოტის ატმოსფეროში ნახშირბადის ელექტროდებს შორის ელექტრული გამონადენი გადადის. ურანის აზოტის შემცველ ნაერთებს შორის დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს წყალბადის ციანიდს hcn და მის მრავალრიცხოვან წარმოებულებს: ციანიდებს, ჰალო-ჰალოგენატებს, ნიტრილებს და ა.შ. კარბიდები.ნახშირბადის ყველა ფორმა, გაცხელებისას, ამცირებს ლითონის ოქსიდებს თავისუფალი ლითონების (zn, cd, cu, pb და სხვ.) ან კარბიდების (cac 2, mo 2 c, wo, tac და ა.შ.) წარმოქმნით. U. 600-800 °C-ზე ზევით ტემპერატურაზე რეაგირებს წყლის ორთქლთან და ნახშირორჟანგთან . გრაფიტის გამორჩეული თვისებაა 300-400 °C-მდე ზომიერად გაცხელების უნარი, ურთიერთქმედდეს ტუტე ლითონებთან და ჰალოგენებთან წარმოქმნას. გადართვის კავშირებიტიპი c 8 me, c 24 me, c 8 x (სადაც X არის ჰალოგენი, მე არის მეტალი). ცნობილ ნაერთებს მიეკუთვნება გრაფიტი hno 3, h 2 so 4, fecl 3 და ა.შ. (მაგალითად, გრაფიტის ბისულფატი c 24 so 4 h 2). ურანის ყველა ფორმა უხსნადია ჩვეულებრივ არაორგანულ და ორგანულ გამხსნელებში, მაგრამ იხსნება ზოგიერთ გამდნარ ლითონში (მაგალითად, fe, ni, co).

ენერგიის ეროვნული ეკონომიკური მნიშვნელობა განისაზღვრება იმით, რომ მსოფლიოში მოხმარებული ენერგიის ყველა პირველადი წყაროს 90%-ზე მეტი ორგანული წყაროებიდან მოდის. საწვავი,რომლის დომინანტური როლი გაგრძელდება მომდევნო ათწლეულების განმავლობაში, მიუხედავად ბირთვული ენერგიის ინტენსიური განვითარებისა. მოპოვებული საწვავის მხოლოდ 10% გამოიყენება ნედლეულად ძირითადი ორგანული სინთეზიდა ნავთობქიმიური სინთეზი,მისაღებად პლასტმასისდა ა.შ.

ბ.ა. პოპოვკინი.

სხეულში უ . U. არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოგენური ელემენტი, რომელიც ქმნის სიცოცხლის საფუძველს დედამიწაზე, დიდი რაოდენობით ორგანული ნაერთების სტრუქტურული ერთეული, რომელიც მონაწილეობს ორგანიზმების მშენებლობაში და უზრუნველყოფს მათ სასიცოცხლო ფუნქციებს ( ბიოპოლიმერები,ასევე მრავალრიცხოვანი დაბალმოლეკულური ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები - ვიტამინები, ჰორმონები, შუამავლები და ა.შ.). ორგანიზმებისთვის საჭირო ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი უჯრედებში წარმოიქმნება ნახშირბადის დაჟანგვის გამო.დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენა თანამედროვე მეცნიერებაში განიხილება, როგორც ნახშირბადის ნაერთების ევოლუციის რთული პროცესი. .

ნახშირბადის უნიკალური როლი ცოცხალ ბუნებაში განპირობებულია მისი თვისებებით, რომლებიც მთლიანობაში არ გააჩნია პერიოდული სისტემის არცერთ სხვა ელემენტს. ძლიერი ქიმიური ბმები იქმნება ნახშირბადის ატომებს შორის, ასევე ნახშირბადსა და სხვა ელემენტებს შორის, რომლებიც, თუმცა, შეიძლება დაირღვეს შედარებით მსუბუქ ფიზიოლოგიურ პირობებში (ეს ბმები შეიძლება იყოს ერთჯერადი, ორმაგი ან სამმაგი). ნახშირბადის უნარი, შექმნას ოთხი ეკვივალენტური ვალენტური ბმა ნახშირბადის სხვა ატომებთან, შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა ტიპის ნახშირბადის ჩონჩხების აგებას - ხაზოვანი, განშტოებული და ციკლური. მნიშვნელოვანია, რომ მხოლოდ სამი ელემენტი - C, O და H - შეადგენს ცოცხალი ორგანიზმების მთლიანი მასის 98%-ს. ეს აღწევს გარკვეულ ეფექტურობას ცოცხალ ბუნებაში: ნახშირბადის ნაერთების თითქმის უსაზღვრო სტრუქტურული მრავალფეროვნებით, ქიმიური ბმების ტიპების მცირე რაოდენობა შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად შეამციროს ორგანული ნივთიერებების დაშლისა და სინთეზისთვის აუცილებელი ფერმენტების რაოდენობა. ნახშირბადის ატომის სტრუქტურული მახასიათებლები საფუძვლად უდევს სხვადასხვა ტიპებს იზომერიზმიორგანული ნაერთები (ოპტიკური იზომერიზმის უნარი გადამწყვეტი აღმოჩნდა ამინომჟავების, ნახშირწყლების და ზოგიერთი ალკალოიდის ბიოქიმიურ ევოლუციაში).

საყოველთაოდ მიღებული ჰიპოთეზის მიხედვით A.I. ოპარინა,დედამიწაზე პირველი ორგანული ნაერთები აბიოგენური წარმოშობისა იყო. წყალბადის წყაროები იყო მეთანი (ch 4) და წყალბადის ციანიდი (hcn), რომლებიც შეიცავს დედამიწის პირველად ატმოსფეროში. სიცოცხლის გაჩენით, არაორგანული ნახშირბადის ერთადერთი წყარო, რომლის წყალობითაც წარმოიქმნება ბიოსფეროს ყველა ორგანული ნივთიერება, არის ნახშირორჟანგი(co 2), მდებარეობს ატმოსფეროში და ასევე იხსნება ბუნებრივ წყლებში hco - 3 სახით. U-ს ასიმილაციის (ასიმილაციის) უძლიერესი მექანიზმი (co 2-ის სახით) - ფოტოსინთეზი -ახორციელებს ყველგან მწვანე მცენარეებით (წლიურად დაახლოებით 100 მილიარდი ასიმილირებულია). თ co 2). დედამიწაზე არსებობს ევოლუციურად უფრო უძველესი მეთოდი co 2-ის ასიმილაციისთვის ქიმიოსინთეზი;ამ შემთხვევაში, ქიმიოსინთეზური მიკროორგანიზმები იყენებენ არა მზის გასხივოსნებულ ენერგიას, არამედ არაორგანული ნაერთების დაჟანგვის ენერგიას. ცხოველების უმეტესობა ურანს საკვებთან ერთად მოიხმარს მზა ორგანული ნაერთების სახით. ორგანული ნაერთების ასიმილაციის მეთოდიდან გამომდინარე, ჩვეულებრივია განასხვავოთ ავტოტროფული ორგანიზმებიდა ჰეტეროტროფული ორგანიზმები.მიკროორგანიზმების გამოყენება ცილების და სხვა საკვები ნივთიერებების ბიოსინთეზისთვის U-ის, როგორც ერთადერთი წყაროს გამოყენებით. ნახშირწყალბადებინავთობი ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი თანამედროვე სამეცნიერო და ტექნიკური პრობლემაა.

ცოცხალ ორგანიზმებში U შემცველობა გამოითვლება მშრალი ნივთიერების საფუძველზე: 34,5-40% წყლის მცენარეებსა და ცხოველებში, 45,4-46,5% ხმელეთის მცენარეებსა და ცხოველებში და 54% ბაქტერიებში. ორგანიზმების სიცოცხლის განმავლობაში, ძირითადად იმის გამო ქსოვილის სუნთქვა,ორგანული ნაერთების ჟანგვითი დაშლა ხდება co 2-ის გათავისუფლებით გარე გარემოში. U. ასევე გამოიყოფა როგორც უფრო რთული მეტაბოლური საბოლოო პროდუქტების ნაწილი. ცხოველებისა და მცენარეების სიკვდილის შემდეგ ნახშირბადის ნაწილი კვლავ გარდაიქმნება CO2-ში მიკროორგანიზმების მიერ განხორციელებული დაშლის პროცესების შედეგად. ასე ხდება ნახშირბადის ციკლი ბუნებაში . ურანის მნიშვნელოვანი ნაწილი მინერალიზებულია და ქმნის წიაღისეული ურანის საბადოებს: ქვანახშირი, ზეთი, კირქვა და ა.შ. ძირითადი ფუნქციების გარდა - ურანის წყარო - co 2, გახსნილი ბუნებრივ წყლებში და ბიოლოგიურ სითხეებში, მონაწილეობს შენარჩუნებაში. გარემოს ოპტიმალური მჟავიანობა სიცოცხლის პროცესებისთვის. როგორც caco 3-ის ნაწილი, U. ქმნის მრავალი უხერხემლო ცხოველის ეგზოჩონჩხს (მაგალითად, მოლუსკის ჭურვი) და ასევე გვხვდება მარჯანებში, ფრინველების კვერცხის ნაჭუჭებში და ა.შ. U. ნაერთები, როგორიცაა hcn, co, ccl 4, რომლებიც ჭარბობდა დედამიწის პირველადი ატმოსფერო პრებიოლოგიურ პერიოდში, მოგვიანებით, ბიოლოგიური ევოლუციის პროცესში, გადაიქცა ძლიერად. ანტიმეტაბოლიტებიმეტაბოლიზმს.

ნახშირბადის სტაბილური იზოტოპების გარდა, ბუნებაში გავრცელებულია რადიოაქტიური 14c (ადამიანის სხეული შეიცავს დაახლოებით 0,1 მაკკური) . ურანის იზოტოპების გამოყენება ბიოლოგიურ და სამედიცინო კვლევებში დაკავშირებულია ბევრ მთავარ მიღწევასთან მეტაბოლიზმისა და ბუნებაში ურანის ციკლის შესწავლაში. . ამრიგად, რადიოკარბონული ტეგის დახმარებით დადასტურდა მცენარეებისა და ცხოველების ქსოვილების მიერ h 14 co - 3 ფიქსაციის შესაძლებლობა, დადგინდა ფოტოსინთეზის რეაქციების თანმიმდევრობა, შეისწავლა ამინომჟავების მეტაბოლიზმი, მრავალი ბიოსინთეზის გზები. იკვლიეს ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთები და ა.შ. 14 c-ის გამოყენებამ ხელი შეუწყო მოლეკულური ბიოლოგიის წარმატებას ცილების ბიოსინთეზის მექანიზმების შესწავლაში და მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემაში. ნახშირბადის შემცველ ორგანულ ნარჩენებში 14 ც-ის სპეციფიკური აქტივობის განსაზღვრა შესაძლებელს ხდის მათი ასაკის მსჯელობას, რომელიც გამოიყენება პალეონტოლოგიასა და არქეოლოგიაში.

ნ.ნ ჩერნოვი.

ნათ.: Shafranovsky I.I., Almazy, M. - L., 1964; Ubbelohde A.R., Lewis F.A., გრაფიტი და მისი კრისტალური ნაერთები, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1965; რემი გ., არაორგანული ქიმიის კურსი, თარგმანი. გერმანულიდან, ტ.1, მ., 1972; Perelman A.I., ელემენტების გეოქიმია ჰიპერგენეზის ზონაში, მ., 1972; ნეკრასოვი ბ.ვ., ზოგადი ქიმიის საფუძვლები, მე-3 გამოცემა, მ., 1973; ახმეტოვი ნ.ს., არაორგანული ქიმია, მე-2 გამოცემა, მ., 1975; ვერნადსკი V.I., ნარკვევები გეოქიმიის შესახებ, მე-6 გამოცემა, მ., 1954; Roginsky S.Z., Shnol S.E., იზოტოპები ბიოქიმიაში, მ., 1963; ბიოქიმიის ჰორიზონტები, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1964; ევოლუციური და ტექნიკური ბიოქიმიის პრობლემები, მ., 1964; კალვინ მ., ქიმიური ევოლუცია, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1971; Löwy A., Sikiewitz F., Cell structure and function, trans. ინგლისურიდან, 1971 წ. 7; ბიოსფერო, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1972 წ.

ჩამოტვირთეთ აბსტრაქტი

ნახშირბადი C მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში მე-6 ნომერია. პირველყოფილმა ადამიანებმაც კი შეამჩნიეს, რომ შეშის დაწვის შემდეგ წარმოიქმნება ქვანახშირი, რომელიც შეიძლება გამოქვაბულის კედლებზე დახატოს. ყველა ორგანული ნაერთი შეიცავს ნახშირბადს. ნახშირბადის ორი ყველაზე შესწავლილი ალოტროპული მოდიფიკაცია არის გრაფიტი და ბრილიანტი.

ნახშირბადი ორგანულ ქიმიაში

ნახშირბადს განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს პერიოდულ სისტემაში. მისი სტრუქტურის გამო, იგი ქმნის ხაზოვანი ან ციკლური სტრუქტურის ობლიგაციების გრძელ ჯაჭვებს. ცნობილია 10 მილიონზე მეტი ორგანული ნაერთი. მიუხედავად მათი მრავალფეროვნებისა, ჰაერში და ტემპერატურის გავლენის ქვეშ ისინი ყოველთვის გადაიქცევიან ნახშირორჟანგად და.

ნახშირბადის როლი ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში უზარმაზარია. ნახშირორჟანგის გარეშე, ფოტოსინთეზი, ერთ-ერთი მთავარი ბიოლოგიური პროცესი, არ მოხდება.

ნახშირბადის გამოყენება

ნახშირბადი ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში სხვადასხვა ორგანული მედიკამენტების შესაქმნელად. ნახშირბადის იზოტოპები რადიონახშირბადის დათარიღების საშუალებას იძლევა. ნახშირბადის გარეშე მეტალურგიული ინდუსტრია ვერ იმუშავებს. მყარი საწვავის პიროლიზის ქვაბებში დამწვარი ნახშირი ემსახურება ენერგიის წყაროს. ნავთობის გადამუშავების ინდუსტრიაში ბენზინი და დიზელის საწვავი იწარმოება ორგანული ნახშირბადის ნაერთებისგან. ნახშირბადის დიდი ნაწილი საჭიროა შაქრის წარმოებისთვის. იგი ასევე გამოიყენება ყოველდღიური ცხოვრების ყველა სფეროსთვის მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთების სინთეზში.