Подготовила ученица 11 класса МОУ СОШ №1 Кружилина Яна

1. Подготовила ученица 11 класса МОУ СОШ №1 Кружилина Яна

3. ЭЛЕМЕНТ УГЛЕРОД • Элемент углерод C: Самая простейшая и знакомая нам форма углерода – это графит, -черный, с металлическим блеском, довольно хрупкий. Из графита может быть получен искусственный алмаз. Алмаз является одним из самых твёрдых и тугоплавких (t пл. >4000 °С) веществ. В то же время алмаз хрупок: его довольно легко расколоть на части. Аля этого ювелиры пользуются ножом, по которому ударяют молотком. Немногие знают, что эта форма углерода - алмаз обладает очень высокой теплопроводностью — проводит тепло лучше, чем многие чистые металлы (в 4 раза лучше, чем медь). В то же время алмаз не проводит электрический ток.

5. Часто алмаз имеет тот или иной оттенок. Известны алмазы оранжевого, голубого, розового, жёлтого, коричневого, молочно-белого, синего, зелёного, серого и даже чёрного цвета. Окраска алмаза связана как с дефектами в их кристаллической структуре, так и с замещением части атомов углерода на атомы бора, азота и даже алюминия. Серая и чёрная окраска алмазов обусловлена включениями графита. Графит — наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода.

6. Теоретически все алмазы должны были уже давно превратиться в графит, но с заметной скоростью такая реакция идёт лишь начиная с температуры около 1000 °С, а при 2000 °С она происходит почти мгновенно. Однако с практической точки зрения гораздо больший интерес представляет обратный процесс — превращение графита в алмаз. Это становится возможным при температуре около 3000 °С и давлении 3•106 атм. К сожалению, алмазы, которые удаётся получить из графита, обычно очень мелкие и невысокого качества. Они могут быть использованы лишь для технических целей. В природе алмазы встречаются в виде включений в кимберлитовых трубках — воронкообразной формы разломах земной коры, заполненных породой кимберлитом. 

7. При разрушении (выветривании) трубок алмазы переходят в россыпи Алмаз встречается в природе в виде бесформенной прозрачной массы. Алмаз –это чистый углерод - иная форма углерода с отличным структурным строением от графита, очень твёрдый (твёрдость алмаза принята в технической литературе за единицу) Мы привыкли видеть, что при нагревании тела из твёрдого состояния переходят в жидкое. Но для химического элемента углерода эта версия ошибочна. Если нагреть элемент углерод до 3500°С, то мы увидим, что он, минуя жидкую фазу, переходит в газообразное состояние (возгоняется). Углерод имеет свойство впитывать как губка различные красители и запахи.

8. Например, если в чернильный раствор положить кусочек угля, то мы можем вскоре заметить достаточную разницу между цветом первоначального раствора и раствора, где находился кусочек угля. Известно, что таким способом пользуются для нейтрализации различных ядов в организме. В аптеках можно найти углерод в виде таблеток под названием ''активированный уголь'' - самый обыкновенный углерод, только очищенный и пригодный для принятия организмом. Огромное количество элемента углерода найдено в космосе, на больших астероидах, в основаниях планет, в составе комет. Изотопы углерода являются результатом термоядерного синтеза и распада других химических элементов. Рассмотрим некоторые химические свойства углерода

9. Химический элемент Углерод • Химический элемент углерод отличный восстановитель. При высокой температуре, с его помощью синтезируют огромное число органических соединений (их намного больше, чем неорганических). В промышленности с помощью углерода получают некоторые чистые металлы, восстанавливая их из их окислов. Явным примером может служить восстановление чистого железа из его оксида в среде углерода при нагревании. В зависимости от того, сколько кислорода подаётся на окисление углерода (сжигание углерода), образуются различные оксиды углерода. При сжигании углерода в атмосфере, слабо обогащённой кислородом, образуется угарный газ (цвета и запаха не имеет), но имеющий удушающую способность.

10. Угарный газ • Угарный газ - CO - имеет большую химическую активность. При попадании в организм человека может вызывать головокружение, так как забирает из крови кислород, превращаясь в углекислый газ CO2. По этой же причине (взаимодействии с кислородом и образовании углекислого газа) разжигать костры в закрытом пространстве не рекомендуется. Даже обычный всем знакомый углекислый газ CO2 при концентрации в 10% вызывает болезненные ощущения и удушье. При действии солнечного света оксид углерода CO может прореагировать с хлором, образовав при этом очень ядовитый газ фосген COCl2. При электрическом разряде между графитовыми электродами в атмосфере азота образуется очень ядовитый газ циан CN. Все органические соединения имеют в своём составе химический элемент углерод. Именно по этому принципу и дают им определение.

12. Нахождение в природе • Содержание углерода в земной коре 0,1 % по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода в виде природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые угли(64—80 % С), каменные угли (76—95 % С), горючие сланцы (56—78 % С), нефть (82—87 % С), горючих природных газов (до 99 %метана), торф (53—56 % С), а также битумы и др. В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО2, в воздухе 0,046 % СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений и животных (~18 %).В организм человека углерод поступает с пищей (в норме около 300 г в сутки). Общее содержание углерода в организме человека достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани. Выводится из организма преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и мочой (мочевина).

13. Кругооборот углерода в природе включает биологический цикл, выделение СО2 в атмосферу при сгорании ископаемого топлива, из вулканических газов, горячих минеральных источников, из поверхностных слоев океанических вод и др. Биологический цикл состоит в том, что углерод в виде СО2 поглощается из тропосферы растениями. Затем из биосферы вновь возвращается в геосферу: с растениями углерод попадает в организм животных и человека, а затем при гниении животных и растительных материалов — в почву и в виде СО2 — в атмосферу. • В парообразном состоянии и в виде соединений с азотом и водородом углерод обнаружен в атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и железных метеоритах.

14. Большинство соединений углерода, и прежде всего углеводороды, обладают ярко выраженным характером ковалентных соединений. Прочность простых, двойных и тройных связей атомов С между собой, способность образовывать устойчивые цепи и циклы из атомов С обусловливают существования огромного числа углеродсодержащих соединений, изучаемых органической химией.