Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Множество физически форми
- Структура на въглероден атом
- Химични свойства
- Въглеродни вериги
Въглеродът представлява един от най-разпространените химични елементи на Земята и по своята маса пада на второ място след кислорода. Животът на Земята дължи съществуването на въглерод, тъй като това е химическата основа за всички живи същества на тази планета. Поради своите четири валентни електрона, въглеродните молекули се свързват с кислород, водород и азот. Въглеродът също се свързва с фосфор и сяра, за да образува биохимичните градивни елементи, които включват мазнини, протеини и въглехидрати. Без въглерод, хората не биха съществували във вида, който правят днес.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Характеристиките на въглерода включват способността му да се свързва с кислород, водород, азот, фосфор и сяра. Въглеродните биохимични съединения са от съществено значение за целия живот на планетата. Поради способността си за свързване въглеродът може да образува единични, двойни или тройни ковалентни връзки с други атоми.
Множество физически форми
Като алотропен биохимичен елемент, въглеродът съществува в множество физични форми, въпреки че са химически сходни. Въглеродът съществува като остатъци от графит, диамант или въглерод, когато съединенията на основата на въглерод изпитват топлина и налягане. Графитът, който съществува в структура, подобна на листа, е мек и провежда електричество. За разлика от тях диамантът е изключително твърд, не провежда електричество и е инертен. Въглеродните остатъци включват въглища, въглен и други вещества, които хората използват за енергия.
Структура на въглероден атом
Стабилният въглероден атом притежава шест протона, шест неутрона и шест електрона, което води до атомна маса 12.011 и се намира на шеста позиция в Периодичната таблица на елементите. Четири от неговите електрони се намират във външната обвивка на атома, докато другите два съществуват във вътрешната обвивка. Твърдоцелните молекули, състоящи се само от свързани въглеродни атоми, образуват тетраедрични или шестоъгълни форми, в зависимост от физическото състояние на веществото.
Химични свойства
Въглеродът гори в кислород, за да създаде въглероден диоксид и въглероден окис. Въглеродът също може да образува карбиди при нагряване с оксиди. Например калциевият оксид, нагряван с въглерод, образува калциев карбид и въглероден оксид. В допълнение, въглеродните съединения като въглеродния оксид действат като редуциращо средство към металните оксиди. Например, прилагането на екстремна топлина от източник като пещ до железен оксид в среда на въглероден окис намалява железния оксид до желязо.
Въглеродни вериги
Въглеродът може да образува въглеродни вериги в единични, двойни и тройни връзки с други въглеродни атоми. Наречен катенация, този процес е основата за създаването на органични съединения и изучаването на органичната химия. Въпреки че други елементи като силиций или германий са способни на ограничена катенация, въглеродът също може да образува вериги с неограничен размер. В допълнение, само въглеродът може да катенира двойни и тройни връзки, докато други елементи могат да образуват само единични връзки.