Karbon ?e?itli allotropik modifikasyonlar olu?turma yetene?ine sahiptir. Bunlar elmas (en inert allotropik modifikasyon), grafit, fulleren ve karbindir.

K?m?r ve kurum amorf karbondur. Bu durumdaki karbon d?zenli bir yap?ya sahip de?ildir ve asl?nda ?ok k???k grafit katman par?alar?ndan olu?ur. S?cak su buhar? ile i?lenen amorf karbona aktif karbon denir. 1 gram aktif karbon, i?inde ?ok say?da g?zenek bulunmas? nedeniyle toplam y?zeyi ?? y?z metrekareden fazlad?r! Aktif karbon, ?e?itli maddeleri absorbe etme kabiliyeti nedeniyle, ?e?itli zehirlenme t?rleri i?in bir enterosorbentin yan? s?ra filtre dolgusu olarak da yayg?n olarak kullan?lmaktad?r.

Kimyasal a??dan bak?ld???nda amorf karbon en aktif formudur, grafit orta derecede aktivite sergiler ve elmas son derece at?l bir maddedir. Bu nedenle a?a??da tart???lan karbonun kimyasal ?zellikleri ?ncelikle amorf karbona atfedilmelidir.

Karbonun azalt?c? ?zellikleri

?ndirgeyici bir madde olarak karbon, oksijen, halojenler ve k?k?rt gibi metal olmayan maddelerle reaksiyona girer.

K?m?r?n yanmas? s?ras?nda oksijenin fazlal???na veya yoklu?una ba?l? olarak, karbon monoksit CO veya karbondioksit CO2 olu?umu m?mk?nd?r:

Karbon flor ile reaksiyona girdi?inde karbon tetraflor?r olu?ur:

Karbon k?k?rt ile ?s?t?ld???nda karbon dis?lf?r CS2 olu?ur:

Karbon, aktivite serisinde al?minyumdan sonra gelen metalleri oksitlerinden indirgeme yetene?ine sahiptir. ?rne?in:

Karbon ayn? zamanda aktif metallerin oksitleriyle de reaksiyona girer, ancak bu durumda kural olarak metalin indirgenmesi de?il, karb?r?n?n olu?umu g?zlenir:

Karbonun metal olmayan oksitlerle etkile?imi

Karbon, karbondioksit CO2 ile orant?lama reaksiyonuna girer:

End?striyel a??dan en ?nemli s?re?lerden biri s?zde buhar k?m?r? d?n???m?. ??lem, su buhar?n?n s?cak k?m?rden ge?irilmesiyle ger?ekle?tirilir. A?a??daki reaksiyon meydana gelir:

Y?ksek s?cakl?klarda karbon, silikon dioksit gibi inert bir bile?i?i bile azaltma yetene?ine sahiptir. Bu durumda ?artlara ba?l? olarak silisyum veya silisyum karb?r olu?umu m?mk?nd?r ( karborundum):

Ayr?ca indirgeyici bir madde olarak karbon, oksitleyici asitlerle, ?zellikle konsantre s?lf?rik ve nitrik asitlerle reaksiyona girer:

Karbonun oksidatif ?zellikleri

Karbon kimyasal elementi y?ksek derecede elektronegatif de?ildir, dolay?s?yla olu?turdu?u basit maddeler di?er metal olmayanlara kar?? nadiren oksitleyici ?zellikler sergiler.

Bu t?r reaksiyonlar?n bir ?rne?i, bir kataliz?r varl???nda ?s?t?ld???nda amorf karbonun hidrojen ile etkile?imidir:

ve ayr?ca 1200-1300 o C s?cakl?kta silikon ile:

Karbon, metallere g?re oksitleyici ?zellikler sergiler. Karbon, aktif metallerle ve baz? ara aktiviteli metallerle reaksiyona girebilmektedir. Is?t?ld???nda reaksiyonlar meydana gelir:

Silikonun kimyasal ?zellikleri

Silikon, karbon gibi, kristal ve amorf bir durumda mevcut olabilir ve karbon durumunda oldu?u gibi, amorf silikon, kristalin silikondan kimyasal olarak ?nemli ?l??de daha aktiftir.

Bazen amorf ve kristalin silikona allotropik modifikasyonlar denir ve bu kesinlikle do?ru de?ildir. Amorf silikon esas olarak birbirine g?re rastgele konumlanm?? k???k kristal silikon par?ac?klar?n?n bir k?mesidir.

Silikonun basit maddelerle etkile?imi

metal olmayanlar

Normal ko?ullar alt?nda silikon, inertli?i nedeniyle yaln?zca flor ile reaksiyona girer:

Silikon, yaln?zca ?s?t?ld???nda klor, brom ve iyot ile reaksiyona girer. Halojenin aktivitesine ba?l? olarak farkl? bir s?cakl???n gerekli olmas? karakteristiktir:

Yani klor ile reaksiyon 340-420 o C'de meydana gelir:

Bromlu – 620-700 o C:

?yotlu – 750-810 o C:

Silikonun oksijenle reaksiyonu meydana gelir, ancak g??l? oksit filmin etkile?imi zorla?t?rmas? nedeniyle ?ok g??l? bir ?s?tma (1200-1300 o C) gerektirir:

1200-1500 o C s?cakl?kta, silikon, elmasa benzer ve neredeyse ondan daha d???k olmayan bir atomik kristal kafesine sahip bir madde olan karborundum SiC'yi olu?turmak i?in grafit formundaki karbonla yava??a etkile?ime girer:

Silikon hidrojenle reaksiyona girmez.

metaller

D???k elektronegatifli?i nedeniyle silikon yaln?zca metallere kar?? oksitleyici ?zellikler sergileyebilir. Metallerden silikon, aktif (alkali ve toprak alkali) metallerin yan? s?ra bir?ok ara aktiviteli metalle reaksiyona girer. Bu etkile?imin bir sonucu olarak silisitler olu?ur:

Silikonun karma??k maddelerle etkile?imi

Silikon kaynat?ld???nda bile suyla reaksiyona girmez, ancak amorf silikon yakla??k 400-500 o C s?cakl?kta a??r? ?s?t?lm?? su buhar? ile etkile?ime girer. Bu durumda hidrojen ve silikon dioksit olu?ur:

T?m asitler aras?nda silikon (amorf durumda) yaln?zca konsantre hidroflorik asitle reaksiyona girer:

Silikon konsantre alkali ??zeltilerde ??z?n?r. Reaksiyona hidrojenin sal?nmas? e?lik eder.

Ba?lant? durumunda karbon Organik madde denilen maddelerin, yani her bitki ve hayvan?n v?cudunda bulunan bir?ok maddenin bir par?as?d?r. Suda ve havada karbondioksit ?eklinde, toprakta ve yer kabu?unun k?tlesinde ise karbondioksit tuzlar? ve organik kal?nt?lar halinde bulunur. Hayvanlar?n ve bitkilerin v?cudunu olu?turan maddelerin ?e?itlili?i herkes taraf?ndan bilinmektedir. Balmumu ve ya?, terebentin ve re?ine, pamuklu ka??t ve protein, bitki h?cresi dokusu ve hayvan kas dokusu, tartarik asit ve ni?asta - bunlar?n hepsi ve bitki ve hayvanlar?n dokular?nda ve sular?nda bulunan di?er bir?ok madde karbon bile?ikleridir. Karbon bile?iklerinin alan? o kadar geni?tir ki kimyan?n ?zel bir dal?n?, yani karbon kimyas?n?, daha do?rusu hidrokarbon bile?iklerini olu?turur.”

D.I. Mendeleev'in "Kimyan?n Temelleri" kitab?ndan al?nan bu s?zler, hayati element olan karbon hakk?ndaki hikayemize bir t?r geni?letilmi? epigraf g?revi g?r?yor. Ancak burada, modern madde bilimi a??s?ndan tart???labilecek bir tez var, ancak daha fazlas? a?a??da.

Muhtemelen en az bir bilimsel kitapta yer almayan kimyasal elementleri saymaya yetecek kadar parmak vard?r. Ancak ba??ms?z bir pop?ler bilim kitab? - ambalaj ka??d?ndan yap?lm?? kapa?? olan 20 tamamlanmam?? sayfal?k bir bro??r de?il, neredeyse 500 sayfal?k tamamen sa?lam bir cilt - yaln?zca bir element i?erir - karbon.

Genel olarak karbonla ilgili literat?r olduk?a zengindir. Bunlar ?ncelikle organik kimyagerlerin istisnas?z t?m kitap ve makaleleridir; ikincisi, polimerlerle ilgili hemen hemen her ?ey; ???nc?s? fosil yak?tlarla ilgili say?s?z yay?n; d?rd?nc?s?, biyomedikal literat?r?n ?nemli bir k?sm?...

Bu nedenle, s?n?rs?zl??? kucaklamaya ?al??mayaca??z (sonu?ta, 6 numaral? element hakk?ndaki pop?ler kitab?n yazarlar?n?n buna "T?kenmez" ad?n? vermesi tesad?f de?il!, ancak yaln?zca as?l ?eyin ana konusuna odaklanaca??z. - Karbonu ?? a??dan g?rmeye ?al??aca??z.

Karbon birka? elementten biridir"klans?z, kabilesiz." ?nsanlar?n bu maddeyle etkile?iminin tarihi tarih ?ncesi ?a?lara kadar uzan?yor. Karbonu ke?fedenin ad? bilinmiyor ve ayr?ca hangi elementel karbon formunun (elmas m? yoksa grafit mi) ilk ke?fedildi?i de bilinmiyor. Her ikisi de ?ok uzun zaman ?nce oldu. Kesin olarak tek bir ?ey s?ylenebilir: Elmastan ve grafitten ?nce, sadece birka? on y?l ?nce elementel karbonun ???nc?, amorf formu olarak kabul edilen bir madde ke?fedildi - k?m?r. Ancak ger?ekte odun k?m?r?, hatta odun k?m?r? bile saf karbon de?ildir. Hidrojen, oksijen ve di?er elementlerin izlerini i?erir. Do?ru, ??kar?labilirler, ancak o zaman bile k?m?rdeki karbon, elementel karbonun ba??ms?z bir modifikasyonu haline gelmeyecektir. Bu ancak y?zy?l?m?z?n ikinci ?eyre?inde kuruldu. Yap?sal analiz, amorf karbonun esasen grafit ile ayn? oldu?unu g?sterdi. Bu onun amorf de?il kristal oldu?u anlam?na gelir; sadece kristalleri ?ok k???kt?r ve daha fazla kusura sahiptir. Bundan sonra, D?nya'daki karbonun yaln?zca iki temel formda - grafit ve elmas ?eklinde - var oldu?una inanmaya ba?lad?lar.

Periyodik tablonun ikinci k?sa periyodunda, karbonu bir sonraki nitrojenden ay?ran ?izgi boyunca meydana gelen ?zelliklerdeki keskin "d?n?m noktas?n?n" nedenlerini hi? d???nd?n?z m?? Azot, oksijen ve flor normal ko?ullar alt?nda gaz halindedir. Karbon - her hal?karda - kat?d?r. Azotun erime noktas? eksi 210,5°C'dir ve karbonun (100 atm'nin ?zerinde bas?n? alt?nda grafit formunda) yakla??k art? 4000°C'dir...

Bu fark?n karbon molek?llerinin polimerik yap?s?yla a??kland???n? ?ne s?ren ilk ki?i Dmitry Ivanovich Mendeleev'di. ??yle yazd?: "E?er karbon, O2 gibi bir C2 molek?l? olu?tursayd?, bu bir gaz olurdu." Ve ayr?ca: “K?m?r atomlar?n?n birbirine ba?lanarak karma??k molek?ller olu?turma yetene?i, t?m karbon bile?iklerinde kendini g?sterir. Ba?ka hi?bir elementte bu karma??kl?k kapasitesi karbonda oldu?u kadar geli?memi?tir. Bug?ne kadar k?m?r, grafit veya elmas molek?llerinin polimerizasyon derecesini belirlemek i?in bir temel yoktur; yaln?zca bunlar?n Cn i?erdi?i d???n?lebilir, burada n b?y?k bir de?erdir."

Karbon ve polimerleri

Bu varsay?m zaman?m?zda do?rulanm??t?r. Hem grafit hem de elmas ayn? karbon atomlar?ndan olu?an polimerlerdir.

Profes?r Yu.V.'nin uygun s?zlerine g?re. Khodakov, "?stesinden gelinen g??lerin do?as?ndan yola ??karsak, elmas kesici mesle?i kimya mesle?i olarak s?n?fland?r?labilir." Asl?nda kesicinin, molek?ller aras? etkile?imin nispeten zay?f kuvvetlerinin de?il, karbon atomlar?n? bir elmas molek?l?nde birle?tiren kimyasal ba?lar?n kuvvetlerinin ?stesinden gelmesi gerekir. Herhangi bir elmas kristali, hatta alt? y?z graml?k devasa bir Cullinan bile, asl?nda tek bir molek?ld?r; son derece d?zenli, neredeyse m?kemmel yap?land?r?lm?? ?? boyutlu bir polimerin bir molek?l?.

Grafit farkl? bir konudur. Burada polimer s?ralamas? uzayda de?il d?zlem boyunca yaln?zca iki y?nde uzan?r. Bir grafit par?as?nda, bu d?zlemler olduk?a yo?un bir paket olu?turur; katmanlar? birbirine kimyasal kuvvetlerle de?il, molek?ller aras? etkile?imin daha zay?f kuvvetleriyle ba?lan?r. Grafitin ka??tla temas etti?inde bile bu kadar kolay pul pul d?k?lmesinin nedeni budur. Ayn? zamanda, bir grafit plakay? enine y?nde k?rmak ?ok zordur - buna kar?? ??kan bir kimyasal ba? vard?r.

Grafit ve elmas?n ?zellikleri aras?ndaki b?y?k fark? a??klayan, molek?ler yap?n?n ?zellikleridir. Grafit m?kemmel bir ?s? ve elektrik iletkenidir, elmas ise yal?tkand?r. Grafit ????? hi? iletmez; elmas ?effaft?r. Elmas ne kadar oksitlenirse oksitlensin oksidasyon ?r?n? yaln?zca CO2 olacakt?r. Ve grafiti oksitleyerek, istenirse, ?zellikle grafitik (de?i?ken bile?im) ve melitik C6 (COOH) 6 asitler olmak ?zere birka? ara ?r?n elde etmek m?mk?nd?r. Oksijen, grafit paketinin katmanlar? aras?na s?k??m?? gibi g?r?n?yor ve yaln?zca baz? karbon atomlar?n? oksitliyor. Bir elmas kristalinde zay?f nokta yoktur ve bu nedenle ya tamamen oksidasyon ya da tamamen oksidasyonma m?mk?nd?r; ???nc? bir se?enek yoktur...

Yani, elementel karbonun "uzaysal" bir polimeri var ve "d?zlemsel" bir polimer var. Prensip olarak, "tek boyutlu" - do?rusal bir karbon polimerinin varl??? uzun zamand?r varsay?lm??t?r, ancak do?ada bulunamam??t?r.

?imdilik bulunamad?. Sentezinden birka? y?l sonra, Almanya'daki bir g?kta?? kraterinde do?rusal bir karbon polimeri bulundu. Ve bunu ilk elde edenler Sovyet kimyagerleri V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin ve Yu.P. Kudryavtsev. Karbonun do?rusal polimerine karbin ad? verildi. D??a do?ru siyah ince kristalli bir toza benziyor, yar? iletken ?zelliklere sahip ve ?????n etkisi alt?nda karbininin elektriksel iletkenli?i b?y?k ?l??de art?yor. Carbyne tamamen beklenmedik ?zellikler ke?fetti. ?rne?in, kan?n onunla temas etti?inde p?ht? - tromb?s olu?turmad??? ortaya ??kt?, bu nedenle karbin kapl? lif, v?cut taraf?ndan reddedilmeyen yapay kan damarlar?n?n ?retiminde kullan?lmaya ba?land?.

Karbin ka?iflerine g?re onlar i?in en zor ?ey, karbon atomlar?n?n bir zincire hangi ba?larla ba?land???n? belirlemekti. Alternatif tek ve ??l? ba?lara sahip olabilir (-C = C-C=C -C=), veya yaln?zca ?ift ba?lara sahip olabilir (=C=C=C=C=)... Veya her ikisine de ayn? anda sahip olabilir . Sadece birka? y?l sonra Korshak ve Sladkov, karbinde ?ift ba? olmad???n? kan?tlamay? ba?ard?lar. Bununla birlikte, teori, yaln?zca ?ift ba?lara sahip do?rusal bir karbon polimerinin varl???na izin verdi?inden, bu t?r?n (esas olarak elementel karbonun d?rd?nc? bir modifikasyonu) elde edilmesi i?in bir giri?imde bulunuldu.

Minerallerdeki karbon

Bu madde SSCB Bilimler Akademisi Organoelement Bile?ikleri Enstit?s?'nde elde edildi. Karbonun yeni do?rusal polimerine polik?m?len ad? verildi. Ve ?imdi kristal kafesin yap?s?nda birbirinden farkl? olan en az sekiz do?rusal karbon polimeri bilinmektedir. Yabanc? literat?rde hepsine karabina denir.

Bu element her zaman d?rt de?erliklidir, ancak periyodun tam ortas?nda yer ald???ndan, farkl? durumlarda oksidasyon durumu bazen +4, bazen - 4't?r. Metal olmayanlarla reaksiyonlarda elektropozitiftir, metallerle ise tam tersi. Ba??n iyonik de?il kovalent oldu?u durumlarda bile karbon kendine sad?k kal?r; resmi de?eri d?rde e?it kal?r.

Karbonun en az?ndan resmi olarak d?rt d???nda bir de?erlik sergiledi?i ?ok az bile?ik vard?r. Genel olarak bu t?rden yaln?zca bir bile?ik bilinmektedir - karbonun iki de?erlikli g?r?nd??? CO, karbon monoksit. ?yle g?r?n?yor ki ger?ekte burada daha karma??k bir ba?lant? t?r? var. Karbon ve oksijen atomlar? 3-kovalent polarize bir ba?la ba?lan?r ve bu bile?i?in yap?sal form?l? ?u ?ekilde yaz?l?r: O+=C."

1900 y?l?nda M. Gomberg, trifenilmetil (C6H5)3C organik bile?i?ini elde etti. Buradaki karbon atomunun ?? de?erlikli oldu?u g?r?l?yordu. Ancak daha sonra bu seferki ola?and??? de?erin tamamen resmi oldu?u ortaya ??kt?. Trifenilmetil ve analoglar? serbest radikallerdir ancak ?o?u radikalin aksine olduk?a stabildirler.

Tarihsel olarak inorganik kimya ?at?s? alt?nda ?ok az say?da karbon bile?i?i kalm??t?r. Bunlar karbon oksitler, karb?rler - metallerle bile?ikleri, ayr?ca bor ve silikon, karbonatlar - en zay?f karbonik asidin tuzlar?, karbon dis?lf?r CS2, siyan?r bile?ikleridir. ?retimde s?kl?kla oldu?u (veya oldu?u) gibi, terminolojideki eksikliklerin "?aft" ile telafi edildi?i ger?e?iyle kendimizi teselli etmeliyiz. Asl?nda, yer kabu?undaki karbonun en b?y?k k?sm? bitki ve hayvan organizmalar?nda, k?m?rde, petrolde ve di?er t?m organik maddelerde de?il, yaln?zca iki inorganik bile?ikte - kire?ta?? CaCO 3 ve dolomit MgCa( C03) 2. Karbon birka? d?zine daha fazla mineralin bir par?as?d?r; mermer CaCO 3'? (katk? maddeleri ile), malakit Cu 2 (OH) 2 CO 3'?, ?inko minerali Smithsonite ZnCO 3'? hat?rlay?n ... Hem magmatik kayalarda hem de kristal ?istlerde karbon vard?r.

Karb?r i?eren mineraller ?ok nadirdir. Kural olarak bunlar ?zellikle derin k?kenli maddelerdir; Bu nedenle bilim insanlar? yerk?renin ?ekirde?inde karbon bulundu?unu varsay?yorlar.

Kimya end?strisi i?in, karbon ve onun inorganik bile?ikleri, ?o?unlukla hammadde olarak, daha az s?kl?kla da in?aat malzemesi olarak b?y?k ilgi g?rmektedir.

Is? e?anj?rleri gibi bir?ok kimyasal ?retim ekipman? grafitten yap?lm??t?r. Ve bu do?ald?r: Grafit m?kemmel bir ?s? direncine ve kimyasal dirence sahiptir ve ayn? zamanda ?s?y? iyi iletir. Bu arada, ayn? ?zellikler sayesinde grafit jet teknolojisi i?in ?nemli bir malzeme haline geldi. D?menler grafitten yap?lm??t?r ve do?rudan nozul aparat?n?n alevinde ?al???r. Grafiti havada tutu?turmak neredeyse imkans?zd?r (saf oksijende bile bu kolay de?ildir) ve grafiti buharla?t?rmak i?in bir roket motorunda bile geli?en s?cakl?ktan ?ok daha y?ksek bir s?cakl??a ihtiyac?n?z vard?r. Ayr?ca normal bas?n?ta granit gibi grafit de erimez.

Grafit olmadan modern elektrokimyasal ?retimi hayal etmek zordur. Grafit elektrotlar yaln?zca elektrometalurjistler taraf?ndan de?il ayn? zamanda kimyagerler taraf?ndan da kullan?lmaktad?r. Kostik soda ve klor ?retmek i?in kullan?lan elektroliz?rlerde anotlar?n grafit oldu?unu hat?rlamak yeterlidir.

Karbon kullan?m?

Karbon bile?iklerinin kimya end?strisinde kullan?m? hakk?nda bir?ok kitap yaz?lm??t?r. Kalsiyum karbonat, kire?ta??, kire?, ?imento ve kalsiyum karb?r ?retiminde hammadde g?revi g?r?r. Ba?ka bir mineral olan dolomit, b?y?k bir dolomit refrakter grubunun “atas?d?r”. Sodyum karbonat ve bikarbonat - soda k?l? ve kabartma tozu. Soda k?l?n?n ana t?keticilerinden biri, d?nya Na 2 CO 3 ?retiminin yakla??k ??te birini sa?layan cam end?strisi olmu?tur ve olmaya devam etmektedir.

Ve son olarak karb?rler hakk?nda biraz bilgi verelim. Genellikle karb?r dedikleri zaman, bir asetilen kayna?? olan ve dolay?s?yla ?ok say?da organik sentez ?r?n? olan kalsiyum karb?r anlam?na gelir. Ancak kalsiyum karb?r, en ?nl?s? olmas?na ra?men, bu gruptaki tek ?ok ?nemli ve gerekli madde olmaktan uzakt?r. Bor karb?r B 4 C ?nemli bir n?kleer malzemedir

teknolojisinde silisyum karb?r SiC veya karborundum en ?nemli a??nd?r?c? malzemedir. Bir?ok metalin karb?rleri, y?ksek kimyasal diren? ve ola?an?st? sertlik ile karakterize edilir; ?rne?in Carborundum elmastan yaln?zca biraz daha d???kt?r. Mooca ?l?e?ine g?re sertli?i 9,5-9,75'tir (elmas - 10). Ancak karborundum elmastan daha ucuzdur. Kok ve kuvars kumu kar???m?ndan yakla??k 2000°C s?cakl?kta elektrikli f?r?nlarda ?retilir.

?nl? Sovyet bilim adam? Akademisyen I.L.'ye g?re. Knunyants'a g?re organik kimya, bilimin cans?z do?adan en y?ksek formu olan hayata do?ru att??? bir t?r k?pr? olarak d???n?lebilir. Ve sadece bir bu?uk y?zy?l ?nce, o zaman?n en iyi kimyagerleri, takip?ilerine organik kimyan?n, baz? garip "maddenin" - hayati g?c?n kat?l?m?yla ve rehberli?i alt?nda olu?an maddelerin bilimi oldu?una inand?lar ve ??rettiler. Ancak bu g?? ?ok ge?meden do?a tarihinin ??pl???ne at?ld?. ?re, asetik asit, ya?lar, ?eker benzeri maddeler gibi ?e?itli organik maddelerin sentezi onu tamamen gereksiz hale getirdi.

K. Schorlemmer'in 100 y?l sonra anlam?n? yitirmeyen klasik bir tan?m? ortaya ??kt?: "Organik kimya, hidrokarbonlar?n ve t?revlerinin kimyas?d?r, yani hidrojenin ba?ka atomlar veya atom gruplar? ile de?i?tirilmesiyle olu?an ?r?nlerdir."

Yani organikler tek bir elementin de?il, bu elementin bile?iklerinin yaln?zca bir s?n?f?n?n kimyas?d?r. Ama ne s?n?f! S?n?f yaln?zca gruplara ve alt gruplara de?il, ba??ms?z bilimlere de b?l?nm??t?r. Biyokimya, sentetik polimerlerin kimyas?, biyolojik olarak aktif maddelerin kimyas? ve organiklerden ortaya ??kan t?bbi bile?ikler...

Art?k milyonlarca organik bile?ik (karbon bile?ikleri!) ve di?er t?m elementlerin toplam yakla??k y?z bin bile?i?i bilinmektedir.

Hayat?n karbon ?zerine in?a edildi?i yayg?n bir bilgidir. Peki neden D?nya'da en bol bulunan on birinci element olan karbon, t?m ya?am?n temeli olmak gibi en zor g?revi ?stlendi?

Bu sorunun cevab? belirsizdir. Birincisi, "hi?bir elementte karbonda oldu?u kadar karma??kl?k kapasitesi geli?memi?tir." ?kincisi, karbon ?o?u elementle ve ?ok ?e?itli ?ekillerde birle?ebilir. ???nc?s?, karbon atomlar?n?n birbirleriyle ve ayr?ca hidrojen, oksijen, nitrojen, k?k?rt, fosfor ve organik maddeleri olu?turan di?er elementlerin atomlar?yla ba?lant?s?, do?al fakt?rlerin etkisiyle tahrip edilebilir. Bu nedenle karbon do?ada s?rekli olarak dola??r: atmosferden bitkilere, bitkilerden hayvan organizmalar?na, canl?lardan ?l?lere,

?l?den diriye...

Bir karbon atomunun d?rt de?eri d?rt el gibidir. Ve e?er bu t?r iki atom birle?irse, o zaman zaten alt? "el" vard?r. Veya - d?rt, e?er ?ift olu?umu i?in iki elektron harcan?rsa (?ift ba?). Veya - asetilende oldu?u gibi ba? ??l? ise sadece iki. Ancak bu ba?lant?lar (bunlara doymam?? denir) cebinizdeki bomba veya ?i?edeki cin gibidir. ?imdilik gizleniyorlar, ancak do?ru anda kimyasal etkile?imler ve d?n???mlerden olu?an f?rt?nal?, kumar oyununda kendi bedellerini ?demek i?in serbest kal?yorlar. Bu “oyunlar” sonucunda e?er karbon da i?in i?ine giriyorsa ?ok ?e?itli yap?lar olu?uyor. ?ocuk Ansiklopedisi edit?rleri, 20 karbon atomu ve 42 hidrojen atomundan, 366.319 farkl? hidrokarbonun, C 20 H42 bile?imindeki 366.319 maddenin elde edilebilece?ini hesaplad?. Ve e?er "oyunun" alt? d?zine de?il, birka? bin kat?l?mc?s? varsa; aralar?nda iki "tak?m?n" de?il, sekiz ki?inin temsilcileri varsa!

Karbonun oldu?u yerde ?e?itlilik vard?r. Karbonun oldu?u yerde karma??kl?k vard?r. Ve molek?ler mimarideki tasar?mlar ?ok farkl?d?r. B?tan CH3-CH2-CH2-CH3 veya polietilen -CH2-CH2-CH2-CH2- gibi basit zincirler ve en basiti izob?tan olan dallanm?? yap?lar.

Karbon eski ?a?lardan beri bilinmektedir. 1778'de grafiti g?her?ile ?s?tan K. Scheele, bu durumda k?m?r?n g?her?ile ?s?t?ld???nda oldu?u gibi karbondioksit sal?nd???n? ke?fetti. Elmas?n kimyasal bile?imi, A. Lavoisier'in (1772) elmas?n havada yanmas?n? inceleyen deneyleri ve e?it miktarda elmas ve k?m?r?n e?it miktarda elmas ?retti?ini kan?tlayan S. Tennant'?n (1797) ?al??malar? sonucunda olu?turulmu?tur. Oksidasyon s?ras?nda karbondioksit miktar?. Kimyasal bir element olarak karbon yaln?zca 1789'da A. Lavoisier taraf?ndan tan?nd?. 19. y?zy?l?n ba??nda. Rus kimya literat?r?ndeki eski k?m?r kelimesinin yerini bazen “karbonat” kelimesi alm??t?r (Scherer, 1807; Severgin, 1815); 1824'ten beri Soloviev karbon ad?n? tan?tt?. Carbon, Latince carbonum ad?n? carbo - k?m?rden alm??t?r.

Fi?:

Metan?n eksik yanmas?: CH4 + O2 = C + 2H20 (kurum);
Odun, k?m?r (odun k?m?r?, kok) kuru dam?t?m?.

Fiziki ozellikleri:

Karbonun ?e?itli kristal modifikasyonlar? bilinmektedir: grafit, elmas, karbin, grafen.
Grafit- gri-siyah, opak, dokunuldu?unda ya?l?, pullu, metalik parlakl??a sahip ?ok yumu?ak bir k?tle. Oda s?cakl???nda ve normal bas?n?ta (0,1 Mn/m2 veya 1 kgf/cm2) grafit termodinamik olarak kararl?d?r. Atmosfer bas?nc?nda ve yakla??k 3700°C s?cakl?kta grafit s?blimle?ir. S?v? karbon, 10,5 Mn/m2'nin (1051 kgf/cm2) ?zerindeki bas?n?larda ve 3700°C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda elde edilebilir. ?nce kristalli grafitin yap?s?, ba??ms?z bir modifikasyonu (kok, is, odun k?m?r?) temsil etmeyen "amorf" karbon yap?s?n?n temelini olu?turur. Baz? “amorf” karbon t?rlerinin havaya eri?im olmadan 1500-1600°C'nin ?zerine ?s?t?lmas?, bunlar?n grafite d?n??mesine neden olur. "Amorf" karbonun fiziksel ?zellikleri b?y?k ?l??de par?ac?klar?n da??l?m?na ve yabanc? maddelerin varl???na ba?l?d?r. “Amorf” karbonun yo?unlu?u, ?s? kapasitesi, termal iletkenli?i ve elektriksel iletkenli?i her zaman grafitten daha y?ksektir.
Elmas- ?ok sert, kristalimsi bir madde. Kristallerin y?zey merkezli k?bik kafesi vard?r: a=3.560. Oda s?cakl???nda ve normal bas?n?ta elmas yar? kararl?d?r. Vakumda veya inert atmosferde 1400°C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda elmas?n grafite g?zle g?r?l?r bir d?n???m? g?zlemlenir.
Karabin yapay olarak elde edilmi?tir. ?nce kristalli siyah bir tozdur (yo?unluk 1,9 - 2 g/cm3). Birbirine paralel d?zenlenmi? uzun C atomu zincirlerinden olu?ur.
Grafen- bal pete?i ?eklinde, iki boyutlu bir kafes ?eklinde s?k? bir ?ekilde paketlenmi? karbon atomlar?ndan olu?an monomolek?ler bir katman (bir molek?l kal?nl???nda bir katman). Grafen ilk olarak bu ke?ifle 2010 Nobel Fizik ?d?l?'n? kazanan Alexander Geim ve Konstantin Novoselov taraf?ndan elde edildi ve ?zerinde ?al???ld?.

Kimyasal ?zellikler:

Karbon aktif de?ildir; so?ukta sadece F2 ile reaksiyona girer (CF4 olu?turur). Is?t?ld???nda bir?ok metal olmayan ve karma??k maddeyle reaksiyona girerek indirgeyici ?zellikler sergiler:
CO 2 + C = 900°C'nin ?zerinde CO
2H2O + C = 1000°C'nin ?zerinde CO2 + H2 veya 1200°C'nin ?zerinde H2O + C = CO + H2
CuO + C = Cu + CO
HNO 3 + 3C = 3 CO 2 + 4 NO + 2 H 2 O
Zay?f oksitleyici ?zellikler metaller, hidrojen ile reaksiyonlarda kendini g?sterir.
Ca + C = CaC2 kalsiyum karb?r
Si + C = CSi karborundum
CaO + C = CaC2 + CO

En ?nemli ba?lant?lar:

Oksitler CO, CO2
Karbonik asit H2CO3, kalsiyum karbonatlar (tebe?ir, mermer, kalsit, kire?ta??),
Karb?rler SaS2
Organik madde?rne?in hidrokarbonlar, proteinler, ya?lar

Ba?vuru:

Grafit kalem end?strisinde kullan?l?r ve ayr?ca ?zellikle y?ksek veya d???k s?cakl?klarda ya?lay?c? olarak da kullan?l?r. Elmas, a??nd?r?c? olarak ve tak?larda de?erli ta? olarak kullan?l?r. Matkaplar?n ta?lama ata?manlar? elmasla kaplanm??t?r. Farmakoloji ve t?pta karbon bile?ikleri kullan?l?r - karbonik asit ve karboksilik asitlerin t?revleri, ?e?itli heterosikller, polimerler vb. Bu nedenle, ?e?itli toksinlerin v?cuttan emilmesi ve uzakla?t?r?lmas? i?in karbolen (aktif karbon) kullan?l?r; grafit (merhem ?eklinde) - cilt hastal?klar?n?n tedavisi i?in; radyoaktif karbon izotoplar? - bilimsel ara?t?rmalar i?in (radyokarbon tarihleme). Fosil yak?t formundaki karbon: k?m?r ve hidrokarbonlar (petrol, do?al gaz) insanl?k i?in en ?nemli enerji kaynaklar?ndan biridir.

Karpenko D.
HF Tyumen Devlet ?niversitesi 561gr.

Kaynaklar:
Karbon // Vikipedi. G?ncelleme tarihi: 18.01.2019. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=97565890 (eri?im tarihi: 02/04/2019).

Karbon, Mendeleev'in periyodik tablosunun alt?nc? elementidir. Atom a??rl??? 12'dir.

Karbon, Mendeleev sisteminin ikinci periyodunda ve bu sistemin d?rd?nc? grubunda yer almaktad?r.

Periyot numaras? bize karbonun alt? elektronunun iki enerji seviyesinde bulundu?unu s?yler.

D?rd?nc? grup numaras? ise karbonun d?? enerji seviyesinde d?rt elektrona sahip oldu?unu s?yl?yor. Bunlardan ikisi e?le?tirilmi? S-elektronlar ve di?er ikisi e?lenmemi? R-elektronlar.

Karbon atomunun d?? elektron katman?n?n yap?s? a?a??daki ?emalarla ifade edilebilir:

Bu diyagramlardaki her h?cre ayr? bir elektron y?r?ngesi anlam?na gelir; ok, y?r?ngede yer alan bir elektron anlam?na gelir. Bir h?crenin i?indeki iki ok, ayn? y?r?ngede bulunan ancak z?t d?n??lere sahip iki elektrondur.

Bir atom uyar?ld???nda (ona enerji verildi?inde), e?le?tirilmi? atomlardan biri S-elektronlar i?gal edildi R-orbital.

Uyar?lm?? bir karbon atomu d?rt kovalent ba??n olu?umuna kat?labilir. Bu nedenle bile?iklerinin b?y?k ?o?unlu?unda karbon, d?rt de?erlik sergiler.

B?ylece, en basit organik bile?ik olan hidrokarbon metan ?u bile?ime sahiptir: 4. B?l?m. Yap?s? yap?sal veya elektronik form?llerle ifade edilebilir:

Elektronik form?l, metan molek?l?ndeki karbon atomunun kararl? sekiz elektronlu bir d?? kabu?a sahip oldu?unu ve hidrojen atomlar?n?n kararl? iki elektronlu bir kabu?a sahip oldu?unu g?sterir.

Metandaki (ve di?er benzer bile?iklerdeki) d?rt kovalent karbon ba??n?n t?m? e?ittir ve uzayda simetrik olarak y?nlendirilmi?tir. Karbon atomu, tetrahedronun (d?zenli d?rtgen piramit) merkezinde bulunur ve ona ba?l? d?rt atom (metan durumunda, d?rt hidrojen atomu), tetrahedronun k??elerinde bulunur.

Herhangi bir ba? ?iftinin y?nleri aras?ndaki a??lar ayn?d?r ve 109 derece 28 dakikad?r.

Bu, bir karbon atomunun di?er d?rt atomla kovalent ba? olu?turdu?unda birinden S- ve ?? P- sonu? olarak y?r?ngeler sp3 Hibridizasyon, uzayda simetrik olarak konumlanm?? d?rt hibrit ?retir. sp3-y?r?ngeler tetrahedronun k??elerine do?ru uzan?yordu.

Karbonun ?zelliklerinin ?zellikleri.

D?? enerji seviyesindeki elektron say?s?, bir elementin kimyasal ?zelliklerini belirleyen temel fakt?rd?r.

Periyodik tablonun sol taraf?nda, d?? elektronik seviyesi d???k olan elementler bulunur. Birinci grubun elemanlar?n?n d?? seviyesinde bir elektronu, ikinci grubun elemanlar?n?n ise iki elektronu vard?r.

Bu iki grubun unsurlar? metaller. Kolayca oksitlenirler, yani. d?? elektronlar?n? kaybederek pozitif iyon haline gelirler.

Periyodik tablonun sa? taraf?nda ise tam tersine metal olmayanlar (oksitleyici maddeler). Metallerle kar??la?t?r?ld???nda daha fazla say?da proton i?eren bir ?ekirde?e sahiptirler. B?ylesine b?y?k bir ?ekirdek, elektron bulutundan ?ok daha g??l? bir ?ekim sa?lar.

Bu t?r elementler elektronlar?n? b?y?k zorluklarla kaybederler, ancak di?er atomlardan ilave elektronlar?n eklenmesinden de ?ekinmezler. onlar? oksitler ve ayn? zamanda negatif iyona d?n???r.

Periyodik tablodaki grup say?s? artt?k?a elementlerin metalik ?zellikleri zay?flar ve di?er elementleri oksitleme yetenekleri artar.

Karbon d?rd?nc? gruptad?r, yani. Kolayca elektron veren metaller ile bu elektronlar? kolayca kazanan metal olmayanlar?n tam ortas?nda.

Bu y?zden karbonun elektron ba???lama veya kazanma konusunda belirgin bir e?ilimi yoktur.

Karbon zincirleri.

Organik bile?iklerin ?e?itlili?ini belirleyen karbonun ola?an?st? bir ?zelli?i, atomlar?n?n birbirine g??l? kovalent ba?larla ba?lanarak neredeyse s?n?rs?z uzunlukta karbon devreleri olu?turma yetene?idir.

Karbona ek olarak, ayn? atom zincirleri, grup IV - silikondan gelen analogu taraf?ndan olu?turulur. Ancak bu t?r zincirler alt?dan fazla Si atomu i?ermez. Uzun k?k?rt atomu zincirleri bilinmektedir, ancak bunlar? i?eren bile?ikler k?r?lgand?r.

Kar??l?kl? ba?lant? i?in kullan?lmayan karbon atomlar?n?n de?erleri, di?er atomlar?n veya gruplar?n eklenmesi i?in (hidrokarbonlarda - hidrojen eklenmesi i?in) kullan?l?r.

Yani hidrokarbonlar etan ( C 2 H 6) ve propan ( C 3 H 8) s?ras?yla iki ve ?? karbon atomlu zincirler i?erir. Yap?lar? a?a??daki yap?sal ve elektronik form?llerle ifade edilir:

Zincirlerinde y?zlerce veya daha fazla karbon atomu i?eren bile?ikler bilinmektedir.

Karbon ba?lar?n?n tetrahedral y?nelimi nedeniyle, zincire dahil olan atomlar d?z bir ?izgide de?il, zikzak ?eklinde yerle?tirilmi?tir. Ayr?ca atomlar?n ba? ekseni etraf?nda d?nme olas?l??? nedeniyle uzaydaki zincir farkl? ?ekiller (konformasyonlar) alabilir:

Zincirlerin bu yap?s?, u?taki veya biti?ik olmayan di?er karbon atomlar?n?n birbirine yakla?mas?n? m?mk?n k?lar. Bu atomlar aras?nda ba? olu?mas?n?n bir sonucu olarak, karbon zincirleri halkalara (d?ng?lere) yak?nla?abilir, ?rne?in:

Bu nedenle, organik bile?iklerin ?e?itlili?i ayn? zamanda bir molek?lde ayn? say?da karbon atomu ile a??k, a??k karbon atomu zincirine sahip bile?iklerin yan? s?ra molek?lleri d?ng? i?eren maddelerin de m?mk?n olmas? ger?e?iyle belirlenir.

Basit ve ?oklu ba?lant?lar.

Bir ?ift genelle?tirilmi? elektronun olu?turdu?u karbon atomlar? aras?ndaki kovalent ba?lara basit ba?lar denir.

Karbon atomlar? aras?ndaki ba? bir de?il iki veya ?? ortak elektron ?ifti taraf?ndan ger?ekle?tirilebilir. Daha sonra ?oklu ?ift veya ??l? ba? i?eren zincirler elde ederiz. Bu ba?lant?lar ?u ?ekilde g?sterilebilir:

?oklu ba? i?eren en basit bile?ikler hidrokarbonlard?r etilen(?ift ba? ile) ve asetilen(??l? ba? ile):

?oklu ba?a sahip hidrokarbonlara doymam?? veya doymam?? denir. Etilen ve asetilen, iki homolog serinin (etilen ve asetilen hidrokarbonlar) ilk temsilcileridir.

Karbon(lat. Carboneum), C, Mendeleev periyodik sisteminin IV. grubunun kimyasal elementi, atom numaras? 6, atom k?tlesi 12.011. ?ki kararl? izotop bilinmektedir: 12C (%98,892) ve 13C (%1,108). Radyoaktif izotoplardan en ?nemlisi yar? ?mr? olan 14 C'dir (T 1/2 = 5,6 10 3 y?l). Nitrojen izotopu 14 N ?zerindeki kozmik radyasyon n?tronlar?n?n etkisi alt?nda atmosferin ?st katmanlar?nda s?rekli olarak k???k miktarlarda 14 C (k?tle olarak yakla??k % 2.10 - 10) olu?ur. 14 C izotopunun kal?nt?lardaki spesifik aktivitesi Ya?lar?n? belirlemek i?in biyojenik k?kenli olanlar kullan?l?r. 14C izotop izleyici olarak yayg?n ?ekilde kullan?l?r.

Tarihsel referans. Karbon eski ?a?lardan beri bilinmektedir. K?m?r, de?erli bir ta? olarak metalleri cevherlerden, elmastan geri kazanmaya hizmet etti. ?ok daha sonra grafit pota ve kur?un kalem yap?m?nda kullan?lmaya ba?land?.

1778'de grafiti g?her?ile ?s?tan K. Scheele, bu durumda k?m?r?n g?her?ile ?s?t?ld???nda oldu?u gibi karbondioksit sal?nd???n? ke?fetti. Elmas?n kimyasal bile?imi, A. Lavoisier'in (1772) elmas?n havada yanmas?n? inceleyen deneyleri ve e?it miktarda elmas ve k?m?r?n e?it miktarda elmas ?retti?ini kan?tlayan S. Tennant'?n (1797) ?al??malar? sonucunda olu?turulmu?tur. Oksidasyon s?ras?nda karbondioksit miktar?. Karbon, 1789 y?l?nda Lavoisier taraf?ndan kimyasal bir element olarak tan?nd?. Karbon, Latince carboneum ad?n? carbo - k?m?rden alm??t?r.

Karbonun do?adaki da??l?m?. Yer kabu?undaki ortalama karbon i?eri?i k?tlece %2,3 10 -2'dir (ultrabazik kayalarda 1 10 -2, bazik kayalarda 1 10 -2, orta kayalarda 2 10 -2, asidik kayalarda 3 10 -2). Karbon, yer kabu?unun ?st k?sm?nda (biyosfer) birikir: canl? maddelerde %18 Karbon, %50 odun, %80 k?m?r, %85 petrol, %96 antrasit. Litosferdeki karbonun ?nemli bir k?sm? kire?ta?lar? ve dolomitlerde yo?unla?m??t?r.

Karbonun kendi minerallerinin say?s? 112'dir; Organik karbon bile?iklerinin (hidrokarbonlar ve t?revleri) say?s? son derece fazlad?r.

Karbonun yer kabu?unda birikmesi, organik madde taraf?ndan emilen ve ??z?nmeyen karbonatlar vb. ?eklinde ??keltilen di?er bir?ok elementin birikmesiyle ili?kilidir. CO2 ve karbonik asit, yer kabu?unda ?nemli bir jeokimyasal rol oynar. Volkanizma s?ras?nda b?y?k miktarda CO 2 a???a ??kar - D?nya tarihinde bu, biyosfer i?in ana Karbon kayna??yd?.

Yerkabu?undaki ortalama i?erikle kar??la?t?r?ld???nda insanl?k, yeralt?ndan (k?m?r, petrol, do?al gaz) son derece b?y?k miktarlarda Karbon ??kar?r, ??nk? bu fosiller ana enerji kayna??d?r.

Karbon d?ng?s? b?y?k jeokimyasal ?neme sahiptir.

Karbon uzayda da yayg?nd?r; G?ne?'te hidrojen, helyum ve oksijenden sonra 4. s?rada yer al?r.

Karbonun fiziksel ?zellikleri. Karbonun ?e?itli kristal modifikasyonlar? bilinmektedir: grafit, elmas, karbin, lonsdaleit ve di?erleri. Grafit, gri-siyah, opak, dokunuldu?unda ya?l?, pullu, metalik parlakl??a sahip ?ok yumu?ak bir k?tledir. Alt?gen yap?l? kristallerden yap?lm??t?r: a = 2,462?, c = 6,701?. Oda s?cakl???nda ve normal bas?n?ta (0,1 Mn/m2 veya 1 kgf/cm2) grafit termodinamik olarak kararl?d?r. Elmas ?ok sert, kristalimsi bir maddedir. Kristallerin y?zey merkezli k?bik kafesi vard?r: a = 3.560?. Oda s?cakl???nda ve normal bas?n?ta elmas yar? kararl?d?r. Vakumda veya inert atmosferde 1400 °C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda elmas?n grafite g?zle g?r?l?r bir d?n???m? g?zlemlenir. Atmosfer bas?nc?nda ve yakla??k 3700°C s?cakl?kta grafit s?blimle?ir. S?v? Karbon, 10,5 Mn/m2'nin (105 kgf/cm2) ?zerindeki bas?n?larda ve 3700 °C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda elde edilebilir. Kat? Karbon (kok, is, odun k?m?r?) ayn? zamanda d?zensiz bir yap?ya sahip bir durumla da karakterize edilir - ba??ms?z bir modifikasyonu temsil etmeyen "amorf" Karbon olarak adland?r?l?r; Yap?s? ince kristalli grafit yap?s?na dayanmaktad?r. Baz? “amorf” Karbon t?rlerinin havaya eri?im olmadan 1500-1600 °C'nin ?zerine ?s?t?lmas?, bunlar?n grafite d?n??mesine neden olur. "Amorf" karbonun fiziksel ?zellikleri b?y?k ?l??de par?ac?klar?n da??l?m?na ve yabanc? maddelerin varl???na ba?l?d?r. “Amorf” Karbonun yo?unlu?u, ?s? kapasitesi, termal iletkenli?i ve elektrik iletkenli?i her zaman grafitten daha y?ksektir. Carbyne yapay olarak elde edilir. ?nce kristalli siyah bir tozdur (yo?unluk 1.9-2 g/cm3). Birbirine paralel d?zenlenmi? uzun C atomu zincirlerinden olu?ur. Lonsdaleite meteoritlerde bulunur ve yapay olarak elde edilir.

Karbonun kimyasal ?zellikleri. Karbon atomunun d?? elektron kabu?unun konfig?rasyonu 2s 2 2p 2'dir. Karbon, d?? elektron kabu?unun 2sp3 durumuna uyar?lmas? nedeniyle d?rt kovalent ba??n olu?mas?yla karakterize edilir. Bu nedenle Karbon, elektronlar? hem ?ekme hem de verme konusunda e?it derecede yeteneklidir. Kimyasal ba?, koordinasyon say?lar? 4, 3 ve 2'ye kar??l?k gelen sp 3 -, sp 2 - ve sp- hibrid y?r?ngeleri nedeniyle ger?ekle?tirilebilir. Karbonun de?erlik elektronlar?n?n say?s? ve de?erlik y?r?ngelerinin say?s? ayn?d?r; karbon atomlar? aras?ndaki ba??n stabilitesinin nedenlerinden biri budur.

Karbon atomlar?n?n g??l? ve uzun zincirler ve d?ng?ler olu?turacak ?ekilde birbirine ba?lanma yetene?i, organik kimyada incelenen ?ok say?da farkl? Karbon bile?i?inin ortaya ??kmas?na yol a?m??t?r.

Bile?iklerde Karbon -4'l?k bir oksidasyon durumu sergiler; +2; +4. Tekli, ?iftli ve ??l? ba?larda atom yar??ap? 0,77?, kovalent yar??ap 0,77?, 0,67?, 0,60?; iyonik yar??ap C 4- 2,60?, C 4+ 0,20?. Normal ko?ullar alt?nda Karbon kimyasal olarak inerttir; y?ksek s?cakl?klarda bir?ok elementle birle?erek g??l? indirgeme ?zellikleri sergiler. Kimyasal aktivite ?u s?rayla azal?r: “amorf” Karbon, grafit, elmas; hava oksijeni (yanma) ile etkile?im, s?ras?yla 300-500 °C, 600-700 °C ve 850-1000 °C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda, karbon monoksit (IV) C02 ve karbon monoksit (II) CO olu?umu ile meydana gelir.

CO2 suda ??z?nerek karbonik asit olu?turur. 1906'da O. Diels karbon altoksit C302'yi elde etti. T?m Karbon formlar? alkalilere ve asitlere kar?? dayan?kl?d?r ve yaln?zca ?ok g??l? oksitleyici maddeler (krom kar???m?, konsantre HNO3 ve KClO3 kar???m? ve di?erleri) taraf?ndan yava? yava? oksitlenir. "Amorf" Karbon, ?s?t?ld???nda oda s?cakl???nda flor, grafit ve elmasla reaksiyona girer. Karbonun klor ile do?rudan birle?imi bir elektrik ark?nda meydana gelir; Karbon, brom ve iyot ile reaksiyona girmez, bu nedenle ?ok say?da karbon halojen?r dolayl? olarak sentezlenir. COX2 genel form?l?ne sahip oksihalojen?rlerden (burada X bir halojendir) en iyi bilineni kloroksit COCl'dir (fosgen). Hidrojen elmasla etkile?ime girmez; kataliz?rlerin (Ni, Pt) varl???nda y?ksek s?cakl?klarda grafit ve "amorf" Karbon ile reaksiyona girer: 600-1000 °C'de esas olarak metan CH4 olu?ur, 1500-2000 ° C'de - asetilen C2H2; ?r?nlerde ba?ka hidrokarbonlar da bulunabilir; ?rne?in etan C2H6, benzen C6H6. S?lf?r?n “amorf” Karbon ve grafit ile etkile?imi 700-800 °C'de, elmasla ise 900-1000 °C'de ba?lar; her durumda karbon dis?lfit CS2 olu?ur. K?k?rt i?eren di?er karbon bile?ikleri (CS tioksit, C3S2 tiyon oksit, COS s?lf?r oksit ve tiyofosjen CSCl2) dolayl? olarak elde edilir. CS2 metal s?lfitlerle etkile?ime girdi?inde tiyokarbonatlar olu?ur - zay?f tiyokarbonik asit tuzlar?. Siyanojen (CN) 2 ?retmek i?in Karbonun nitrojenle etkile?imi, nitrojen atmosferinde karbon elektrotlar aras?ndan bir elektrik de?arj? ge?ti?inde meydana gelir. Azot i?eren Karbon bile?ikleri aras?nda, hidrojen siyan?r HCN (Prusik asit) ve bunun ?e?itli t?revleri: siyan?rler, halojenyanidler, nitriller ve di?erleri pratik ?neme sahiptir. 1000 °C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda Karbon bir?ok metalle reaksiyona girerek karb?rler verir. Karbonun t?m formlar? ?s?t?ld???nda, serbest metallerin (Zn, Cd, Cu, Pb ve di?erleri) veya karb?rlerin (CaC2, Mo2C, WC, TaC ve di?erleri) olu?umuyla metal oksitleri azalt?r. Karbon, 600-800 °C'nin ?zerindeki s?cakl?klarda su buhar? ve karbondioksit ile reaksiyona girer (yak?t?n gazla?t?r?lmas?). Grafitin ay?rt edici bir ?zelli?i, orta derecede 300-400 °C'ye ?s?t?ld???nda alkali metaller ve halojen?rlerle etkile?ime girerek C 8 Me, C 24 Me, C 8 X (X'in halojen oldu?u, Ben metalim). HNO 3, H2S04, FeCl3 ve di?erlerini i?eren grafit kapan?mlar?n?n bile?ikleri bilinmektedir (?rne?in, grafit bis?lfat C24S04H2). Karbonun t?m formlar? s?radan inorganik ve organik ??z?c?lerde ??z?nmez ancak baz? erimi? metallerde (?rne?in Fe, Ni, Co) ??z?n?r.

Karbonun ulusal ekonomik ?nemi, d?nyada t?ketilen t?m birincil enerji kaynaklar?n?n %90'?ndan fazlas?n?n, n?kleer enerjinin yo?un geli?imine ra?men, ?n?m?zdeki ony?llarda bask?n rol? devam edecek olan organik yak?ttan gelmesi ger?e?iyle belirlenmektedir. ??kar?lan yak?t?n yaln?zca %10'u temel organik sentez ve petrokimyasal sentez, plastik ve di?er maddelerin ?retiminde hammadde olarak kullan?l?yor.

V?cuttaki karbon. Karbon, D?nya'daki ya?am?n temelini olu?turan en ?nemli biyojenik elementtir; organizmalar?n yap?m?nda yer alan ve hayati i?levlerini sa?layan ?ok say?da organik bile?i?in (biyopolimerlerin yan? s?ra ?ok say?da d???k molek?ler biyolojik olarak aktif madde) yap?sal bir birimidir. - vitaminler, hormonlar, arac?lar ve di?erleri). Organizmalar i?in gerekli olan enerjinin ?nemli bir k?sm?, Karbonun oksidasyonu nedeniyle h?crelerde olu?ur. D?nyadaki ya?am?n ortaya ??k???, modern bilimde karbon bile?iklerinin evriminin karma??k bir s?reci olarak kabul edilmektedir.

Karbonun canl? do?adaki benzersiz rol?, periyodik tablonun ba?ka hi?bir elementinin toplamda sahip olmad??? ?zelliklerinden kaynaklanmaktad?r. Karbon atomlar? aras?nda ve Karbon ile di?er elementler aras?nda g??l? kimyasal ba?lar olu?ur, ancak bunlar nispeten hafif fizyolojik ko?ullar alt?nda k?r?labilir (bu ba?lar tek, ?ift ve ??l? olabilir). Karbonun di?er Karbon atomlar?yla 4 e?de?er de?erlik ba?? olu?turma yetene?i, ?e?itli tiplerde (do?rusal, dallanm??, d?ng?sel) karbon iskeletleri olu?turma f?rsat? yarat?r. Yaln?zca ?? elementin (C, O ve H) canl? organizmalar?n toplam k?tlesinin %98'ini olu?turmas? ?nemlidir. Bu, canl? do?ada belirli bir verimlilik sa?lar: Karbon bile?iklerinin neredeyse s?n?rs?z yap?sal ?e?itlili?i ile az say?da kimyasal ba? t?r?, organik maddelerin par?alanmas? ve sentezi i?in gerekli enzimlerin say?s?n?n ?nemli ?l??de azalt?lmas?n? m?mk?n k?lar. Karbon atomunun yap?sal ?zellikleri, organik bile?iklerdeki ?e?itli izomerizm t?rlerinin temelini olu?turur (optik izomerizm yetene?inin, amino asitlerin, karbonhidratlar?n ve baz? alkaloitlerin biyokimyasal evriminde belirleyici oldu?u ortaya ??kt?).

A.I.Oparin'in genel kabul g?ren hipotezine g?re, D?nyadaki ilk organik bile?ikler abiogenik k?kenliydi. Karbon kaynaklar?, D?nya'n?n birincil atmosferinde bulunan metan (CH4) ve hidrojen siyan?r (HCN) idi. Ya?am?n ortaya ??k???yla birlikte, biyosferin t?m organik maddesinin olu?tu?u inorganik Karbonun tek kayna??, atmosferde bulunan ve ayn? zamanda do?al sularda da ??z?nen karbon monoksittir (IV) (CO2). HCO3'?n. Karbonun (CO2 formunda) asimilasyonu (asimilasyonu) i?in en g??l? mekanizma - fotosentez - her yerde ye?il bitkiler taraf?ndan ger?ekle?tirilir (y?lda yakla??k 100 milyar ton CO2 asimile edilir). D?nya'da CO2'yi kemosentez yoluyla asimile etmenin evrimsel olarak daha eski bir y?ntemi vard?r; bu durumda kemosentetik mikroorganizmalar G?ne?'in ???n?m enerjisini de?il, inorganik bile?iklerin oksidasyon enerjisini kullan?r. ?o?u hayvan, haz?r organik bile?ikler formundaki yiyeceklerle birlikte karbon t?ketir. Organik bile?iklerin asimilasyon y?ntemine ba?l? olarak, ototrofik organizmalar ile heterotrofik organizmalar aras?nda ayr?m yapmak gelenekseldir. Protein ve di?er besin maddelerinin biyosentezi i?in tek karbon kayna?? olarak petrol hidrokarbonlar?n? kullanan mikroorganizmalar?n kullan?lmas?, ?nemli modern bilimsel ve teknik sorunlardan biridir.

Kuru madde baz?nda hesaplanan canl? organizmalardaki karbon i?eri?i: suda ya?ayan bitki ve hayvanlarda %34,5-40, karada ya?ayan bitki ve hayvanlarda %45,4-46,5 ve bakterilerde %54't?r. Organizmalar?n ya?am? boyunca, esas olarak doku solunumu nedeniyle, CO2'nin d?? ortama sal?nmas?yla organik bile?iklerin oksidatif ayr??mas? meydana gelir. Karbon ayr?ca daha karma??k metabolik son ?r?nlerin bir par?as? olarak da sal?n?r. Hayvanlar?n ve bitkilerin ?l?m?nden sonra, mikroorganizmalar?n ger?ekle?tirdi?i ??r?me i?lemleri sonucunda Karbonun bir k?sm? yeniden CO2'ye d?n??t?r?l?r. Do?ada karbon d?ng?s? bu ?ekilde ger?ekle?ir. Karbonun ?nemli bir k?sm? mineralizedir ve fosil Karbon birikintileri olu?turur: k?m?r, petrol, kire?ta?? ve di?erleri. Ana i?levine ek olarak - do?al sularda ve biyolojik s?v?larda ??z?nm?? bir Karbon - CO2 kayna??, ya?am s?re?leri i?in ?evrenin asitli?inin en uygun ?ekilde korunmas?na kat?l?r. CaCO3'?n bir par?as? olarak Karbon, bir?ok omurgas?z?n (?rne?in yumu?ak?a kabuklar?) d?? iskeletini olu?turur ve ayr?ca mercanlarda, ku?lar?n yumurta kabuklar?nda ve di?erlerinde bulunur.Birincilde bask?n olan HCN, CO, CCl 4 gibi karbon bile?ikleri Biyolojik ?ncesi d?nemde D?nya atmosferinde, daha sonra biyolojik evrim s?recinde g??l? metabolizma antimetabolitlerine d?n??t?ler.

Karbonun kararl? izotoplar?na ek olarak, radyoaktif 14C do?ada yayg?nd?r (insan v?cudu yakla??k 0,1 mikrok?ri i?erir). Karbon izotoplar?n?n biyolojik ve t?bbi ara?t?rmalarda kullan?lmas?, metabolizma ve do?adaki Karbon d?ng?s? ara?t?rmalar?nda bir?ok ?nemli ba?ar? ile ili?kilidir. B?ylece, bir radyokarbon etiketi yard?m?yla, H14 CO3'?n bitki ve hayvan dokular? taraf?ndan sabitlenme olas?l??? kan?tland?, fotosentez reaksiyonlar?n?n s?ras? olu?turuldu, amino asitlerin metabolizmas? incelendi, biyolojik olarak aktif bir?ok biyosentez yolu incelendi. bile?ikler izlendi vb. 14C'nin kullan?m?, protein biyosentezi ve kal?tsal bilgilerin aktar?m? mekanizmalar?n?n incelenmesinde molek?ler biyolojinin ba?ar?s?na katk?da bulundu. Karbon i?eren organik kal?nt?larda 14 C'nin spesifik aktivitesinin belirlenmesi, paleontoloji ve arkeolojide kullan?lan ya?lar?n?n belirlenmesini m?mk?n k?lar.