Διοξείδιο του άνθρακα. Χαρακτηριστικό άνθρακα του στοιχείου και των χημικών ιδιοτήτων του άνθρακα στον πίνακα Mendeleev

Ανθρακας (Λατινικό Carboneum), C, Ομάδα χημικών στοιχείων IV περιοδικού συστήματος Mendeleev, ατομικός αριθμός 6, ατομικό βάρος 12,011. Δύο σταθερά ισότοπα είναι γνωστά: 12 C (98,892%) και 13 C (1,108%). Από τα ραδιενεργά ισότοπα, το 14 C είναι πιο σημαντικό με μισή ζωή (t \u003d 5,6α 10 3 έτη). Οι μικρές ποσότητες 14 C (περίπου 2α 10-10% κατά βάρος) σχηματίζονται συνεχώς στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας υπό τη δράση των νετρωμάτων κοσμικής ακτινοβολίας σε ισότοπο αζώτου 14 Ν. Σύμφωνα με την ειδική δραστηριότητα του ισότοπου 14 C στα υπολείμματα της βιογενετικής προέλευσης, η ηλικία τους καθορίζεται. 14 c χρησιμοποιείται ευρέως ως .

Ιστορική αναφορά . W. είναι γνωστό με βαθιά αρχαιότητα. Ο ξυλάνθρακας χρησίμευσε για να αποκαταστήσει μέταλλα από τις μεταλλεύσεις, το διαμάντι - σαν ένα κόσμημα. Ο γραφίτης για την κατασκευή χωνευτών και μολυβιών άρχισε να χρησιμοποιείται πολύ αργότερα.

Το 1778 Κ. Shelele, Ο θερμαινόμενος γραφίτης με το Selutyrah, ανακάλυψε ότι, καθώς και όταν διακρίνεται ο άνθρακας θέρμανσης με αιώνιο, διοξείδιο του άνθρακα. Η χημική σύνθεση του διαμαντιού ιδρύθηκε ως αποτέλεσμα των πειραμάτων Α. Πλανόδιος (1772) Για να μελετήσετε την καύση του διαμαντιού στον αέρα και την έρευνα S. Τενάντ (1797), το οποίο αποδείχθηκε ότι οι ίδιες ποσότητες διαμαντιών και άνθρακα δίδονται σε οξείδωση ίσες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Ο W. αναγνωρίστηκε ως χημικό στοιχείο το 1789 Lavanise. Λατινική ονομασία Carboneum W. που έλαβε από το Carbo - άνθρακα.

Διανομή στη φύση. Το μέσο περιεχόμενο του U. Στο κρούστα της γης 2.3; 10-2% κατά βάρος (1α 10-2 σε υπερήχους, 1α 10-2 - στο κύριο, 2α 10 -2 - κατά μέσο όρο, 3α 10 -2 - σε όξινα βράχια). Ο W. συσσωρεύεται στο πάνω μέρος της κρούστας της Γης (βιόσφαιρα): σε μια ζωντανή ουσία το 18% των ΗΠΑ, το ξύλο είναι 50%, μια πέτρινη γωνιά 80%, το έλαιο 85%, το ανθρακί 96%. Ένα σημαντικό μέρος της W. Lithosphere συμπυκνώνεται σε ασβεστόλιθο και Δολομίτες.

Ο αριθμός των ορυκτών U. - 112; Έναν εξαιρετικά μεγάλο αριθμό οργανικών ενώσεων των U. - υδρογονάνθρακες και τα παράγωγά τους.

Με τη συσσώρευση του W. στο φλοιό της γης συνδέεται με τη συσσώρευση και πολλά άλλα. Τα στοιχεία επιβάλλονται από οργανική ύλη και καταβυθίζονται υπό μορφή αδιάλυτη ανθρακικά άλατα κλπ. Ένας μεγάλος γεωχημικός ρόλος στην κρούστα της γης παίζεται από το CO 2 και το ανθρακωρυχείο. Ένα τεράστιο ποσό CO 2 ξεχωρίζει σε ένα ηφαιστειακό - στην ιστορία της γης, ήταν η κύρια πηγή του U. για τη βιόσφαιρα.

Σε σύγκριση με ένα μέσο περιεχόμενο στο φλοιό της γης, η ανθρωπότητα σε εξαιρετικά μεγάλες ποσότητες εξάγει W. από το υπέδαφος (άνθρακα, λάδι, φυσικό αέριο), καθώς αυτά τα απολιθώματα είναι η κύρια πηγή ενέργειας.

Μια τεράστια γεωχημική αξία έχει έναν κύκλο του U.

W. ευρέως διαδεδομένη επίσης στο διάστημα. Στον ήλιο, κατατάσσεται στην 4η μετά το υδρογόνο, το ήλιο και το οξυγόνο.

Φυσική και χημικές ιδιότητες. Τέσσερις κρυσταλλικές τροποποιήσεις είναι γνωστές: γραφίτη, διαμάντι, καραμπίνες και Lansdalet. Ο γραφίτης είναι γκρίζο-μαύρο, αδιαφανές, λίπος στην αφή, η λωρίδα, πολύ μαλακή μάζα με μεταλλική λάμψη. Χτισμένο από κρυστάλλους εξαγωνικής δομής: Α \u003d 2.462 Α, C \u003d 6.701 Α. Σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική πίεση (0,1 Mn / m 2, ή 1. kGF / cm 2) Ο γραφίτης είναι θερμοδυναμικά σταθερός. Το διαμάντι είναι πολύ στερεό, κρυσταλλικό. Οι κρύσταλλοι έχουν ένα κυβικό βραζερισμένο πλέγμα: a \u003d. 3,560 α. Για τη θερμοκρασία δωματίου και την κανονική πίεση, το Metastable Diamond (για λεπτομέρειες σχετικά με τη δομή και τις ιδιότητες του διαμαντιού και του γραφίτη, δείτε τα σχετικά άρθρα). Μία αξιοσημείωτη μετατροπή του διαμαντιού σε γραφίτη παρατηρείται σε θερμοκρασίες άνω των 1400 ° C υπό κενό ή σε αδρανή ατμόσφαιρα. Στην ατμοσφαιρική πίεση και η θερμοκρασία προέρχεται γραφίτη περίπου 3700 ° C. Υγρό u. Μπορεί να ληφθεί σε πιέσεις πάνω από 10.5 Mn / m 2(105 kGF / cm 2) και θερμοκρασίες άνω των 3700 ° C. Για στερεό u. ( Οπτάνθρακα, αιθάλη, κάρβουνο) Είναι επίσης χαρακτηριστικό ενός κράτους με μια μη συνδεδεμένη δομή - το λεγόμενο "άμορφο" u., Το οποίο δεν αντιπροσωπεύει ανεξάρτητη τροποποίηση. Η βάση της δομής της είναι η δομή του μικρού κρυσταλλικού γραφίτη. Θέρμανση Ορισμένες ποικιλίες "άμορφου" W. Πάνω από 1500-1600 ° C χωρίς πρόσβαση στον αέρα τους προκαλεί να μεταμορφώσει σε γραφίτη. Οι φυσικές ιδιότητες του "άμορφου" u. Αυτό εξαρτάται πολύ από τη διασπορά των σωματιδίων και την παρουσία ακαθαρσιών. Η πυκνότητα, η θερμική ικανότητα, η θερμική αγωγιμότητα και η ηλεκτρική αγωγιμότητα του "άμορφου" W. είναι πάντα υψηλότερη από το γραφίτη. Το Karbin λαμβάνεται τεχνητά. Είναι μια μικρή κρυσταλλική μαύρη σκόνη (1,9-2 πυκνότητα g / cm 3) . Χτισμένο από μεγάλες αλυσίδες ατόμων με, τοποθετημένα παράλληλα μεταξύ τους. Lonsdaleit που βρέθηκαν στους μετεωρίτες και αποκτήθηκε τεχνητά. Η δομή και οι ιδιότητές του εγκαθίστανται τελικά.

Διαμόρφωση του εξωτερικού ηλεκτρονικού κελύφους του U. 2s 2 2p 2. Για W. που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό τεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών λόγω της διέγερσης του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων στην κατάσταση 2 sP 3. Επομένως, ο W. είναι ικανός εξίσου να προσελκύσει και να δώσει ηλεκτρόνια. Η χημική επικοινωνία μπορεί να πραγματοποιηθεί από sP 3 -, SP 2 -και sp.-Υβριδικά τροχιακά, τα οποία αντιστοιχούν στους αριθμούς συντονισμού 4, 3 και 2. ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους U. και ο αριθμός των τροχιακών στοιχείων σθένος είναι εξίσου. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τη βιωσιμότητα της σύνδεσης μεταξύ των ατόμων.

Η μοναδική ικανότητα των ατόμων που συνδέονται μεταξύ τους με τον σχηματισμό ανθεκτικών και μεγάλων αλυσίδων και κύκλων οδήγησαν στην εμφάνιση ενός τεράστιου αριθμού διαφόρων ενώσεων του U., μελετήθηκαν Οργανική χημεία.

Σε ενώσεις, ο W. δείχνει τους βαθμούς οξείδωσης -4, +2; +4. Ατομική ακτίνα 0,77 Α, ομοιοπολική ακτίνα 0,77 α, 0,67 Α, 0,60 Α, αντίστοιχα, σε μονό, διπλούς και τριπλούς δεσμούς. ακτίνα ιόντων c 4- 2.60 Α, C 4+ 0,20 α. Υπό κανονικές συνθήκες, το U. είναι χημικά αδρανές, σε υψηλές θερμοκρασίες, συνδέεται με πολλά στοιχεία, δείχνοντας ισχυρές ιδιότητες αποκατάστασης. Η χημική δραστηριότητα μειώνεται σε μια σειρά: "άμορφο", u., Γραφίτη, διαμάντι? Η αλληλεπίδραση με οξυγόνο αέρα (καύση) εμφανίζεται, αντίστοιχα, σε θερμοκρασίες άνω των 300-500 ° C, 600-700 ° C και 850-1000 ° C με το σχηματισμό διοξειδίου του άνθρακα CO2 και του μονοξειδίου του άνθρακα.

Το CO 2 διαλύεται στο νερό για να σχηματιστεί Φορτηγό οξύ. Το 1906 ο. Dils.Αφαιρεθεί W. C 3 o 2. Όλες οι μορφές U. είναι ανθεκτικές στα αλκάλια και τα οξέα και οξειδώνονται αργά μόνο από πολύ ισχυροί οξειδωτικούς παράγοντες (μίγμα χρωμίου, ένα μίγμα συμπυκνωμένων ΧΝΟ3 και KCLO3 κλπ.). Το "Αμβοσμώδες" W. αντιδρά με φθόριο σε θερμοκρασία δωματίου, γραφίτη και διαμάντι - όταν θερμαίνεται. Η άμεση ένωση W. με το χλώριο συμβαίνει σε ένα ηλεκτρικό τόξο. με βρώμιο και ιωδόμου u. Δεν αντιδρά, τόσο πολυάριθμα Ακίλια άνθρακα Συνθετικό έμμεσο τρόπο. Από τα οξυγαλοειδή του γενικού τύπου Cox2 (όπου το Χ-αλογόνο) είναι το πιο γνωστό Cocl 2 ( φωσγένιο) . Το υδρογόνο με διαμάντι δεν αλληλεπιδράσει. Με τον γραφίτη και το "άμορφο" W. αντιδρά σε υψηλές θερμοκρασίες παρουσία καταλυτών (ΝΙ, ΡΤ): στους 600-1000 ° C, σχηματίζεται κυρίως μεθανίου CH4, στους 1500-200 ° C - ακετυλένιο C2H2 , Ο Δρ. Υδρογονάνθρακες μπορεί επίσης να υπάρχουν στα προϊόντα, όπως αιθάνιο C2H6 , Βενζόλε C 6 h 6. Η αλληλεπίδραση του θείου με "άμορφο" και γραφίτη ξεκινά στους 700-800 ° C, με ένα διαμάντι στους 900-1000 ° C. Σε όλες τις περιπτώσεις, σχηματίζεται CS 2 Harvester Serougo. Δρ Οι ενώσεις U., που περιέχουν θείο (CS Tyooca, κυανίδιο C3S2, COS και θειοφωσγνικό CSCI2) λαμβάνονται με έμμεσο τρόπο. Όταν το CS 2 αλληλεπιδρά με μέταλλα θειούχων, τα θειοανθρακικά σχηματίζονται - άλατα ασθενούς θυλακικού οξέος. Η αλληλεπίδραση του U. Με άζωτο για να ληφθεί κυανό (CN) 2 συμβαίνει όταν η ηλεκτρική εκκένωση μεταβιβάζεται μεταξύ των ηλεκτροδίων άνθρακα στην ατμόσφαιρα αζώτου. Μεταξύ των ενώσεων που περιέχουν άζωτο του W. μια σημαντική πρακτική τιμή είναι η κυανική HCN υδρογόνου και τα πολυάριθμα παράγωγά του: κυανίδια, αλογόνα, νιτρίλια κλπ. Σε θερμοκρασίες άνω των 1000 ° C. U. αλληλεπιδρούν με πολλά μέταλλα, δίνοντας Καρβίδια. Όλες οι μορφές του U. Όταν θερμαίνονται, τα οξείδια των μετάλλων αποκαθίστανται για να σχηματίσουν ελεύθερα μέταλλα (Zn, CD, Cu, Pb κ.λπ.) ή καρβίδια (CAC 2, MO2C, WO, TAC κ.λπ.). W. αντιδρά σε θερμοκρασίες άνω των 600-800 ° C με υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα . Ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό του γραφίτη είναι η ικανότητα σε μέτρια θέρμανση στους 300-400 ° C για να αλληλεπιδράσει με αλκαλικά μέταλλα και αλογονίδια για να σχηματιστεί Συνδεδεμένες συνδέσεις Τύπος C 8 Me, C 24 Me, C 8 x (όπου x - αλογόνο, me - μέταλλο). Οι γνωστές ενώσεις της ένταξης του γραφίτη με ΗΝΟ3, Η2ΟΟ4, FECL3 κλπ. (Για παράδειγμα, διχοτόφωνα γραφίτη C 24 S04H2). Όλες οι μορφές U. είναι αδιάλυτες σε συμβατικούς ανόργανα και οργανικούς διαλύτες, αλλά διαλύονται σε μερικά τετηγμένα μέταλλα (για παράδειγμα, Fe, Ni, CO).

Η εθνική οικονομική σημασία του W. καθορίζεται από το γεγονός ότι πάνω από το 90% όλων των πρωταρχικών πηγών ενέργειας που καταναλώνεται στον κόσμο πέφτουν στο βιολογικό καύσιμα, Ο κύριος ρόλος του οποίου θα συνεχιστεί για τις επόμενες δεκαετίες, παρά την εντατική ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας. Μόνο το 10% του παραγόμενου καυσίμου χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για Βασική οργανική σύνθεση και πετροχημική σύνθεση, για να πάρει πλαστικές μάζες και τα λοιπά.

Β. Α. Ποπόβιτς.

W. στο σώμα . Το U. είναι το πιο σημαντικό βιογενές στοιχείο που αποτελεί τη βάση της ζωής στη γη, μια δομική μονάδα ενός τεράστιου αριθμού οργανικών ενώσεων που εμπλέκονται σε οικοδόμηση οργανισμών και εξασφαλίζοντας τα μέσα διαβίωσής τους ( βιοπολυμερή Εκτός από τις βιολογικά δραστικές ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους - βιταμίνες, ορμόνες, μεσολαβητές κ.λπ.). Ένα σημαντικό μέρος των απαραίτητων ενεργειακών οργανισμών σχηματίζεται σε κύτταρα λόγω της οξείδωσης του W. Η εμφάνιση ζωής στη γη θεωρείται στη σύγχρονη επιστήμη ως πολύπλοκη διαδικασία εξέλιξης των ενώσεων άνθρακα .

Ο μοναδικός ρόλος του W. στην άγρια \u200b\u200bφύση οφείλεται στις ιδιότητές της, οι οποίες, στη συσσωμάτωση, δεν τίθεται άλλο στοιχείο του περιοδικού συστήματος. Μεταξύ των ατόμων του U., καθώς και μεταξύ U. και άλλων στοιχείων, σχηματίζονται ισχυροί χημικοί δεσμοί, οι οποίοι, ωστόσο, μπορούν να σπάσουν σε σχετικά μαλακές φυσιολογικές συνθήκες (αυτοί οι δεσμοί μπορούν να είναι ενιαία, διπλά και τριπλά). Ικανότητα να σχηματίσει 4 ισοδύναμες επικοινωνίες σθένος με άλλα άτομα του U. δημιουργεί την ικανότητα κατασκευής σκελετών άνθρακα διαφόρων τύπων - γραμμικά, διακλαδισμένα, κυκλικά. Είναι σημαντικό μόνο τρία στοιχεία είναι C, O και H - ποσοστό στο 98% της συνολικής μάζας των ζωντανών οργανισμών. Αυτό επιτυγχάνει μια συγκεκριμένη οικονομία στην άγρια \u200b\u200bφύση: με μια πρακτικά απεριόριστη δομική ποικιλία ενώσεων άνθρακα, ένας μικρός αριθμός τύπων χημικών δεσμών καθιστά πολύ μειωμένη από τον αριθμό των ενζύμων που απαιτούνται για τη διάσπαση και τη σύνθεση της οργανικής ύλης. Χαρακτηριστικά της δομής του U. Atom Underlie τη βάση διαφόρων ειδών Ισομερία Οι οργανικές ενώσεις (η ικανότητα του οπτικού ισομερισμού αποδείχθηκε αποφασιστική στη βιοχημική εξέλιξη των αμινοξέων, των υδατανθράκων και ορισμένων αλκαλοειδών).

Σύμφωνα με την γενικά αποδεκτή υπόθεση, Α. Ι. Oparin, Οι πρώτες οργανικές ενώσεις στη γη είχαν αμβογόνο προέλευση. Πηγές του W. σερβίρεται μεθανίου (CH4) και το υδρογόνο κυανιούχου (HCN) που περιέχονται στην πρωτογενή ατμόσφαιρα της γης. Με την εμφάνιση της ζωής η μόνη πηγή ανόργανου W., λόγω της οποίας σχηματίζεται ολόκληρη η οργανική ύλη της βιόσφαιρας, είναι Διοξείδιο του άνθρακα(CO 2), το οποίο βρίσκεται στην ατμόσφαιρα, καθώς και διαλύεται σε φυσικά ύδατα με τη μορφή HCO - 3. Ο ισχυρότερος μηχανισμός αφομοίωσης (αφομοίωση) U. (με τη μορφή CO 2) - Φωτοσύνθεση - Εκτελείται σε όλα τα πράσινα φυτά (περίπου 100 δισεκατομμύρια εξομοιώνονται ετησίως. Τ. CO 2). Στη Γη, υπάρχει ένας εξελικτικός αρχαίος τρόπος για να αφομοιώσει το CO 2 από χημοσύνθεση; Σε αυτή την περίπτωση, οι χημοσυνθετικοί μικροοργανισμοί δεν χρησιμοποιούν την ακτινοβολούμενη ενέργεια του ήλιου και την ενέργεια της οξείδωσης των ανόργανων ενώσεων. Τα περισσότερα ζώα καταναλώνουν u. Με τα τρόφιμα με τη μορφή έτοιμων οργανικών ενώσεων. Ανάλογα με τη μέθοδο απορρόφησης των οργανικών ενώσεων, είναι συνηθισμένο να γίνει διάκριση Αυτοτροφικοί οργανισμοί και Ετεροτροφικούς οργανισμούς. Εφαρμογή για βιοσύνθεση πρωτεϊνών και άλλα θρεπτικά συστατικά μικροοργανισμών που χρησιμοποιούν ως η μόνη πηγή του W. Υδρογονάνθρακες Το πετρέλαιο, είναι ένα από τα σημαντικά σύγχρονα επιστημονικά και τεχνικά προβλήματα.

Το περιεχόμενο του W. στους ζωντανούς οργανισμούς στον υπολογισμό της ξηράς ουσίας είναι: 34,5-40% σε υδατικά φυτά και ζώα, 45,4-46,5% σε φυτά και ζώα και 54% από βακτήρια. Στη διαδικασία των διαβίωσης των οργανισμών, κυρίως λόγω αναπνοή ιστού Υπάρχει μια οξειδωτική αποσύνθεση οργανικών ενώσεων με την απελευθέρωση στο εξωτερικό μέσο CO 2. W. επισημανθεί επίσης ως μέρος πιο περίπλοκου πεπερασμένων μεταβολικών προϊόντων. Μετά το θάνατο των ζώων και των φυτών, μέρος του U. και πάλι μετατρέπεται σε CO 2 ως αποτέλεσμα διαδικασιών περιστροφής που εκτελούνται από μικροοργανισμούς. Έτσι, υπάρχει ένας κύκλος του W. στη φύση . Σημαντικό μέρος του W. Μεταλλειοποιεί και σχηματίζει τις καταθέσεις του ορυκτού στο ορυκτό: πέτρινο κάρβουνα, το πετρέλαιο, τον ασβεστόλιθο κλπ. Εκτός από τις κύριες λειτουργίες - την πηγή του U.-CO 2, διαλυμένα σε φυσικά ύδατα και σε βιολογικά υγρά , εμπλέκεται στη διατήρηση των βέλτιστων διαδικασιών περιβαλλοντικής οξύτητας. Ως μέρος του CACO3 U. σχηματίζει τον εξωτερικό σκελετό πολλών ασπόνδυλων (για παράδειγμα, μαλάκια), και επίσης περιέχονται στα κοράλλια, τα πουλιά, κλπ. Τέτοιες ενώσεις του W., όπως το HCN, CO, CCL 4, το οποίο επικρατεί Η πρωταρχική ατμόσφαιρα της γης η περίοδος, στο μέλλον, στη διαδικασία της βιολογικής εξέλιξης, μετατράπηκε σε ισχυρή Αντιμέτοολοι μεταβολισμός.

Εκτός από τις σταθερές ισότοπες, ο., Στη φύση, το ραδιενεργό 14 c εξαπλώνεται (στο ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 0,1 iccuri) . Χρησιμοποιώντας ισότοπα W. σε βιολογική και ιατρική έρευνα, πολλά μεγάλα επιτεύγματα συνδέονται στη μελέτη του μεταβολισμού και του κύκλου του U. στη φύση . Έτσι, χρησιμοποιώντας μια ετικέτα ραδιοακράνθρακα, αποδείχθηκε η πιθανότητα στερέωσης των φυτών και των φυτών και των ιστών των ζώων H14, η αλληλουχία των αντιδράσεων φωτοσύνθεσης, μελετήθηκε η ανταλλαγή αμινοξέων, οι διαδρομές βιοσύνθεσης εντοπίστηκαν πολλές βιολογικώς δραστικές ενώσεις, και τα λοιπά. Η εφαρμογή 14 C συνέβαλε στις επιτυχίες της μοριακής βιολογίας στη μελέτη των μηχανισμών της πρωτεϊνικής βιοσύνθεσης και τη μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών. Ο προσδιορισμός της ειδικής δραστικότητας των 14 C σε οργανικά υπολείμματα που περιέχει άνθρακα σάς επιτρέπει να κρίνετε την ηλικία τους, η οποία χρησιμοποιείται στην Παλαιοντολογία και την αρχαιολογία.

Ν. Ν. Τσενόφ.

Lit: Shafranovsky Ι. Ι., Διαμάντια, Μ. - L., 1964; Ubbelyod Α. R., Lewis F. Α., Γραφίτη και οι κρύσταλλο της ενώσεις, ανά. από τα αγγλικά, Μ., 1965; Remy, πορεία ανόργανης χημείας, ανά. μαζί του., τόμος 1, Μ., 1972; Perelman Α. Ι., Γεωχημεία στοιχείων στη ζώνη Hypergenesis, Μ., 1972. Nekrasov B.V., βασικές αρχές της Γενικής Χημείας, 3 ed., Μ., 1973; Akhmetov Ν. S., Ανόργανη Χημεία, 2 ed., Μ., 1975; Vernadsky V. I., Δοκίμια της Γεωχημείας, 6 ed., Μ., 1954; Roginsky S.Z., Schnol S. Ε., Ισότοπα στη βιοχημεία, Μ., 1963; Βιοχημεία ορίζοντες, λωρίδα. από τα αγγλικά, Μ., 1964; Προβλήματα εξελικτικής και τεχνικής βιοχημείας, Μ., 1964; Calvin Μ., Χημική εξέλιξη, ανά. από τα αγγλικά, Μ., 1971; Leo A., Siciewits F., δομή και λειτουργίες του κελιού, λωρίδα. Από τα Αγγλικά, 1971, Ch. 7; Βιόσφαιρα, ανά. Από τα Αγγλικά, Μ., 1972.

Λήψη αφηρημένου

Διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα - Όλα αυτά τα ονόματα μιας ουσίας που είναι γνωστή σε μας όπως το διοξείδιο του άνθρακα. Έτσι ποιες ιδιότητες έχει αυτό το αέριο και ποιες είναι οι περιοχές της χρήσης του;

Διοξείδιο του άνθρακα και τις φυσικές του ιδιότητες

Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελείται από άνθρακα και οξυγόνο. Ο τύπος διοξειδίου του άνθρακα μοιάζει με αυτό - CO2. Στη φύση, σχηματίζεται κατά την καύση ή τη σάρωση οργανικών ουσιών. Στις πηγές αέρα και ορυκτών, η περιεκτικότητα σε αέριο είναι επίσης αρκετά μεγάλη. Επιπλέον, οι άνθρωποι και τα ζώα διακρίνουν επίσης το διοξείδιο του άνθρακα όταν εκπνεύονται.

Σύκο. 1. Μόριο διοξειδίου του άνθρακα.

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι απολύτως άχρωμο αέριο, είναι αδύνατο να το δει. Επίσης, δεν έχει τη μυρωδιά. Ωστόσο, στη μεγάλη συγκέντρωσή της, ένα άτομο μπορεί να αναπτύξει υπερκυτία, δηλαδή, ασφυξία. Η έλλειψη διοξειδίου του άνθρακα μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα υγείας. Ως αποτέλεσμα της έλλειψης, αυτό το αέριο μπορεί να αναπτύξει την αντίθετη κατάσταση σε ασφυξία - εμποδίζει.

Εάν βάζετε το διοξείδιο του άνθρακα στις συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, στη συνέχεια στους -72 βαθμούς που κρυσταλλώνεται και γίνεται σαν χιόνι. Επομένως, το διοξείδιο του άνθρακα σε στερεή κατάσταση ονομάζεται "ξηρό χιόνι".

Σύκο. 2. Ξηρό χιόνι - διοξείδιο του άνθρακα.

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι 1,5 φορές σφιχτό. Η πυκνότητα του είναι 1,98 kg / m³ χημικού δεσμού στο μόριο διοξειδίου του άνθρακα ομοιοπολικού πολικού. Πολικός οφείλεται στο γεγονός ότι το οξυγόνο είναι μεγαλύτερο από την τιμή της ηλεκτρονευστικότητας.

Μια σημαντική έννοια στη μελέτη των ουσιών είναι η μοριακή και μοριακή μάζα. Η μοριακή μάζα του διοξειδίου του άνθρακα είναι 44. Αυτός ο αριθμός σχηματίζεται από το άθροισμα των σχετικών ατομικών μάζων ατόμων που αποτελούν μέρος του μορίου. Οι τιμές των σχετικών ατομικών μάζας λαμβάνονται από τον Πίνακα Δ.Ι. Mendeleev και στρογγυλεύονται μέχρι ακέραιους αριθμούς. Συνεπώς, η μοριακή μάζα του CO2 \u003d 12 + 2 * 16.

Προκειμένου να υπολογιστούν τα κλάσματα μάζας των στοιχείων του διοξειδίου του άνθρακα, είναι απαραίτητο να ακολουθηθεί το σχηματισμό των κλάσεων μάζας κάθε χημικού στοιχείου στην ουσία.

Ν. - Αριθμός ατόμων ή μορίων.
ΕΝΑ. r. - Σχετικό ατομικό βάρος του χημικού στοιχείου.
Κύριος. - σχετικό μοριακό βάρος της ουσίας.
Υπολογίστε το σχετικό μοριακό βάρος του διοξειδίου του άνθρακα.

MR (CO2) \u003d 14 + 16 * 2 \u003d 44 W (C) \u003d 1 * 12/44 \u003d 0,27 ή 27% δεδομένου ότι δύο άτομα οξυγόνου περιλαμβάνονται στον τύπο του διοξειδίου του άνθρακα, στη συνέχεια n \u003d 2 W (O) \u003d 2 * 16/44 \u003d 0,73 ή 73%

Απάντηση: W (c) \u003d 0,27 ή 27%. W (o) \u003d 0,73 ή 73%

Χημικές και βιολογικές ιδιότητες του διοξειδίου του άνθρακα

Το διοξείδιο του άνθρακα έχει όξινες ιδιότητες, καθώς είναι όξινο οξείδιο, και όταν διαλύεται σε νερό σχηματίζει φορμαικό οξύ:

CO2 + Η2Ο \u003d Η2ΟΟ3

Αντιδρά με αλκάλια, με αποτέλεσμα ανθρακικά άλατα και διττανθρακικά. Αυτό το αέριο δεν είναι ευαίσθητο στην καύση. Κατασκευάζει μόνο μερικά ενεργά μέταλλα, όπως το μαγνήσιο.

Όταν θερμαίνεται, διασπάται διοξείδιο του άνθρακα σε αέριο φούρνου και οξυγόνο:

2CO3 \u003d 2CO + O3.

Όπως και άλλα όξινα οξείδια, αυτό το αέριο αντιδρά εύκολα με άλλα οξείδια:

SAO + CO3 \u003d CACO3.

Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί μέρος όλων των οργανικών ουσιών. Ο κύκλος αυτού του φυσικού αερίου στη φύση πραγματοποιείται με τη βοήθεια παραγωγών, καταναλωτών και λόγων. Κατά τη διάρκεια της ζωτικής δραστηριότητας, ένα άτομο παράγει περίπου 1 kg διοξειδίου του άνθρακα την ημέρα. Όταν εισπνοή, παίρνουμε οξυγόνο, ωστόσο, σε αυτό το στιγμιαίο διοξείδιο του άνθρακα σχηματίζεται στις κυψελόλες. Αυτή τη στιγμή υπάρχει μια ανταλλαγή: το οξυγόνο πέφτει στο αίμα, και το διοξείδιο του άνθρακα βγαίνει.

Η παρασκευή διοξειδίου του άνθρακα εμφανίζεται κατά την παραγωγή αλκοόλης. Επίσης, αυτό το αέριο είναι ένα προϊόν παράκαμψης κατά την παραλαβή του αζώτου, του οξυγόνου και του αργού. Η χρήση διοξειδίου του άνθρακα είναι απαραίτητη στη βιομηχανία τροφίμων, όπου το διοξείδιο του άνθρακα δρα ως συντηρητικό, καθώς και το διοξείδιο του άνθρακα με τη μορφή ενός υγρού περιέχεται σε πυροσβεστήρες.

Σύκο. 3. Πυροσβεστήρας.

Τι γνωρίζαμε;

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι μια ουσία που σε κανονικές συνθήκες δεν έχει χρώμα και μυρωδιά. Εκτός από το συνηθισμένο όνομα του - διοξείδιο του άνθρακα, ονομάζεται επίσης οξείδιο του άνθρακα ή διοξείδιο του άνθρακα.

Δοκιμή στο θέμα

Αξιολόγηση έκθεσης

Μέση βαθμολογία: 4.3. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 116.

Ο άνθρακας C βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα Mendeleev σε αριθμό 6. Οι πιο πρωτόγονοι άνθρωποι παρατήρησαν ότι μετά από καύση ξύλου, σχηματίζεται άνθρακας, η οποία μπορεί να αντληθεί στους τοίχους της σπηλιάς. Ως μέρος οποιωνδήποτε οργανικών ενώσεων υπάρχει άνθρακας. Οι περισσότεροι μελετημένες δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις άνθρακα: γραφίτη και διαμάντι.

Άνθρακα στην οργανική χημεία

Ο άνθρακας παίρνει μια ιδιαίτερη θέση στο περιοδικό σύστημα. Λόγω της δομής του, σχηματίζει μεγάλες αλυσίδες γραμμικής ή κυκλικής δομής. Υπάρχουν περισσότερες από 10 εκατομμύρια οργανικές ενώσεις. Παρά την ποικιλομορφία του, στον αέρα και κάτω από τη δράση της θερμοκρασίας, θα μετατρέπονται πάντα σε διοξείδιο του άνθρακα και.

Ο ρόλος του άνθρακα στην καθημερινότητά μας είναι τεράστια. Χωρίς διοξείδιο του άνθρακα, η φωτοσύνθεση δεν θα συμβεί - μία από τις κύριες βιολογικές διεργασίες.

Χρησιμοποιώντας άνθρακα

Ο άνθρακας χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική για τη δημιουργία διαφόρων οργανικών φαρμάκων. Ισότοπα άνθρακα επιτρέπουν την ανάλυση των ραδιοεπικοινωνιών. Χωρίς άνθρακα, το έργο της μεταλλουργικής βιομηχανίας είναι αδύνατο. Η καύση άνθρακα σε λέβητες πυρόλυσης στερεών καυσίμων χρησιμεύει ως πηγή ενέργειας. Στη βιομηχανία εξευγενισμού πετρελαίου, η βενζίνη και το ντίζελ παράγονται από οργανικές ενώσεις άνθρακα. Σε μεγάλο βαθμό, ο άνθρακας είναι απαραίτητος για την παραγωγή ζάχαρης. Χρησιμοποιείται επίσης στη σύνθεση οργανικών ενώσεων, σημαντικών για όλες τις σφαίρες της καθημερινής ζωής.

Ανθρακας (Λατινικό Carboneum), C, Ομάδα χημικών στοιχείων IV περιοδικού συστήματος Mendeleev, ατομικός αριθμός 6, ατομικό βάρος 12,011. Δύο σταθερά ισότοπα είναι γνωστά: 12 C (98,892%) και 13 C (1,108%). 14 C με ημιζωή (T Eq F (1, 2) \u003d 5,6 × 10 3 έτη) είναι πιο σημαντική από ραδιενεργούς ισότοπα. Μικρές ποσότητες 14 C (περίπου 2 × 10-10% κατά βάρος) σχηματίζονται συνεχώς στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας υπό τη δράση των νετρωμάτων κοσμικής ακτινοβολίας σε ισοτόπιο αζώτου 14 Ν. Σύμφωνα με την ειδική δραστηριότητα του ισότοπου 14 C στο Βιογενή προέλευση, η ηλικία τους καθορίζεται. 14 c χρησιμοποιείται ευρέως ως Ισοτοπικός δείκτης.

Ιστορική αναφορά. W. είναι γνωστό με βαθιά αρχαιότητα. Ο ξυλάνθρακας χρησίμευσε για να αποκαταστήσει μέταλλα από τις μεταλλεύσεις, το διαμάντι - σαν ένα κόσμημα. Ο γραφίτης για την κατασκευή χωνευτών και μολυβιών άρχισε να χρησιμοποιείται πολύ αργότερα.

Το 1778 Κ. ΣβήμαΘερμαινόμενος γραφίτης με Selutyrah, ανακάλυψε ότι, καθώς και όταν διακρίνεται ο θερμαινόμενος άνθρακας με έναν συνεργάτη, διοχετεύεται διοξείδιο του άνθρακα. Η χημική σύνθεση του διαμαντιού ιδρύθηκε ως αποτέλεσμα των πειραμάτων Α. Πλανόδιος (1772) Για να μελετήσετε την καύση του διαμαντιού στον αέρα και την έρευνα S. Τενάντ (1797), το οποίο αποδείχθηκε ότι οι ίδιες ποσότητες διαμαντιών και άνθρακα δίδονται σε οξείδωση ίσες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Ο W. αναγνωρίστηκε ως χημικό στοιχείο το 1789 Lavanise. Λατινική ονομασία Carboneum W. που έλαβε από το Carbo - άνθρακα.

Διανομή στη φύση. Το μέσο περιεχόμενο του U. στο φλοιό της γης 2,3 × 10-2% κατά βάρος (1 × 10-2 σε υπερηχογράφημα, 1 × 10-2 - στο κύριο, 2 × 10-2 - στη μέση, 3 × 10-2 - σε όξινα βράχια). Ο W. συσσωρεύεται στο πάνω μέρος της κρούστας της Γης (βιόσφαιρα): σε μια ζωντανή ουσία το 18% των ΗΠΑ, το ξύλο είναι 50%, μια πέτρινη γωνιά 80%, το έλαιο 85%, το ανθρακί 96%. Ένα σημαντικό μέρος της W. Lithosphere συμπυκνώνεται σε ασβεστόλιθο και Δολομίτες.

Μια τεράστια γεωχημική αξία έχει έναν κύκλο του U. (βλέπε κάτω από το τμήμα άνθρακα στο σώμα και την τέχνη. Οθόνη των ουσιών).

Φυσική και χημικές ιδιότητες. Τέσσερις κρυσταλλικές τροποποιήσεις είναι γνωστές: γραφίτη, διαμάντι, καραμπίνες και Lansdalet. Ο γραφίτης είναι γκρίζο-μαύρο, αδιαφανές, λίπος στην αφή, η λωρίδα, πολύ μαλακή μάζα με μεταλλική λάμψη. Χτισμένο από κρυστάλλους εξαγωνικής δομής: A \u003d 2.462Å, C \u003d 6.701Å. Σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική πίεση (0,1 Mn / m 2, ή 1. kGF / cm 2) Ο γραφίτης είναι θερμοδυναμικά σταθερός. Το διαμάντι είναι πολύ στερεό, κρυσταλλικό. Οι κρύσταλλοι έχουν ένα κυβικό βραζερισμένο πλέγμα: a \u003d. 3.560 Α. Για τη θερμοκρασία δωματίου και την κανονική πίεση, το Metastable Diamond (για λεπτομέρειες σχετικά με τη δομή και τις ιδιότητες του διαμαντιού και του γραφίτη, δείτε τα σχετικά άρθρα). Ένας αξιοσημείωτος μετασχηματισμός του διαμαντιού σε γραφίτη παρατηρείται σε θερμοκρασίες άνω των 1400 ° C υπό κενό ή σε αδρανή ατμόσφαιρα. Σε ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία περίπου 3700 ° C, ο γραφίτης απομακρύνεται. Υγρό u. Μπορεί να ληφθεί σε πιέσεις πάνω από 10.5 Mn / m 2(105 kGF / cm 2) και θερμοκρασίες άνω των 3700 ° C. Για στερεό u. ( κοκ, αιθάλη, ξυλάνθρακας) Χαρακτηρίζεται επίσης από μια κατάσταση με μια μη συνδεδεμένη δομή - το λεγόμενο "άμορφο" U., το οποίο δεν αντιπροσωπεύει ανεξάρτητη τροποποίηση. Η βάση της δομής της είναι η δομή του μικρού κρυσταλλικού γραφίτη. Θέρμανση Ορισμένες ποικιλίες "άμορφων" W. Πάνω από 1500-1600 ° C χωρίς πρόσβαση στον αέρα τους προκαλεί μετασχηματισμό σε γραφίτη. Οι φυσικές ιδιότητες του "άμορφου" W. εξαρτώνται πολύ έντονα από τη διασπορά των σωματιδίων και την παρουσία ακαθαρσιών. Η πυκνότητα, η θερμική ικανότητα, η θερμική αγωγιμότητα και η ηλεκτρική αγωγιμότητα του "άμορφου" W. είναι πάντα υψηλότερη από το γραφίτη. Το Karbin λαμβάνεται τεχνητά. Είναι μια μικρή κρυσταλλική μαύρη σκόνη (πυκνότητα 1,9-2 g / cm3). Χτισμένο από μεγάλες αλυσίδες ατόμων με, τοποθετημένα παράλληλα μεταξύ τους. Lonsdaleit που βρέθηκαν στους μετεωρίτες και αποκτήθηκε τεχνητά. Η δομή και οι ιδιότητές του εγκαθίστανται τελικά.

Σε ενώσεις, ο W. δείχνει τους βαθμούς οξείδωσης -4, +2; +4. Ατομική ακτίνα 0,77 Α, ομοιοπολική ακτίνα 0,77 Α, 0,67Α, 0,60Α, αντίστοιχα, σε μονό, διπλούς και τριπλούς δεσμούς. ακτίνα ιόντων C 4- 2.60Å, C 4+ 0.20Å. Υπό κανονικές συνθήκες, το U. είναι χημικά αδρανές, σε υψηλές θερμοκρασίες, συνδέεται με πολλά στοιχεία, δείχνοντας ισχυρές ιδιότητες αποκατάστασης. Η χημική δραστηριότητα μειώνεται στη σειρά: "Αμβλούχος", γραφίτη, διαμάντι? Η αλληλεπίδραση με το οξυγόνο αέρα (καύση) συμβαίνει, αντίστοιχα, σε θερμοκρασίες άνω των 300-500 ° C, 600-700 ° C και 850-1000 ° C με το σχηματισμό του διοξειδίου του άνθρακα CO2 και του οξειδίου του άνθρακα CO2.

Το CO 2 διαλύεται στο νερό για να σχηματιστεί σχηματικό οξύ. Το 1906 ο. Dils. Αφαιρεθεί W. C 3 o 2. Όλες οι μορφές U. είναι ανθεκτικές στα αλκάλια και τα οξέα και οξειδώνονται αργά μόνο από πολύ ισχυροί οξειδωτικούς παράγοντες (μίγμα χρωμίου, ένα μίγμα συμπυκνωμένων ΧΝΟ3 και KCLO3 κλπ.). Το "Αμβοσμώδες" W. αντιδρά με φθόριο σε θερμοκρασία δωματίου, γραφίτη και διαμάντι - όταν θερμαίνεται. Η άμεση ένωση W. με το χλώριο συμβαίνει σε ένα ηλεκτρικό τόξο. με βρώμιο και ιωδόμου u. Δεν αντιδρά, τόσο πολυάριθμα Ακίλια άνθρακα Συνθετικό έμμεσο τρόπο. Από τα οξυγαλοειδή του γενικού τύπου Cox2 (όπου το Χ-αλογόνο) είναι το πιο γνωστό Cocl 2 ( φωσγένιο). Το υδρογόνο με διαμάντι δεν αλληλεπιδράσει. Με το γραφίτη και το άμορφο, το U. αντιδρά σε υψηλές θερμοκρασίες παρουσία καταλυτών (ΝΙ, ΡΤ): στους 600-1000 ° C, σχηματίζεται κυρίως μεθανίου CH4, στους 1500-200 ° C - ακετυλένιο C2H2 , Ο Δρ. Υδρογονάνθρακες μπορεί επίσης να υπάρχουν στα προϊόντα, όπως αιθάνιο C2H6 , Βενζόλε C 6 h 6. Η αλληλεπίδραση του θείου με "άμορφο" και γραφίτη ξεκινά στους 700-800 ° C, με ένα διαμάντι στους 900-1000 ° C. Σε όλες τις περιπτώσεις, σχηματίζεται CS 2 Harvester Serougo. Δρ Οι ενώσεις U., που περιέχουν θείο (CS Tyooca, κυανίδιο C3S2, COS και θειοφωσγνικό CSCI2) λαμβάνονται με έμμεσο τρόπο. Όταν το CS 2 αλληλεπιδρά με μέταλλα θειούχων, τα θειοανθρακικά σχηματίζονται - άλατα ασθενούς θυλακικού οξέος. Η αλληλεπίδραση του U. Με άζωτο για να ληφθεί κυανό (CN) 2 συμβαίνει όταν η ηλεκτρική εκκένωση μεταβιβάζεται μεταξύ των ηλεκτροδίων άνθρακα στην ατμόσφαιρα αζώτου. Μεταξύ των ενώσεων που περιέχουν άζωτο του W. Μια σημαντική πρακτική τιμή είναι η κυανική HCN (βλέπε Υδροκυανικό οξύ) και τα πολυάριθμα παράγωγά του: κυανίδια, αλογόνα, νιτρίλια, κλπ. Σε θερμοκρασίες άνω των 1000 ° C. U. αλληλεπιδρά με πολλά μέταλλα, δίνοντας Καρβίδιο. Όλες οι μορφές του U. Όταν θερμαίνονται, τα οξείδια των μετάλλων αποκαθίστανται για να σχηματίσουν ελεύθερα μέταλλα (Zn, CD, Cu, Pb κ.λπ.) ή καρβίδια (CAC 2, MO2C, WO, TAC κ.λπ.). W. αντιδρά σε θερμοκρασίες άνω των 600-800 ° C με υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα (βλ Αεριοποίηση καυσίμων). Ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό του γραφίτη είναι η ικανότητα μέτριας θέρμανσης στους 300-400 ° C να αλληλεπιδράσει με αλκαλικά μέταλλα και αλογονίδια για να σχηματιστεί Συνδεδεμένες συνδέσεις Τύπος C 8 Me, C 24 Me, C 8 x (όπου x - αλογόνο, me - μέταλλο). Οι γνωστές ενώσεις της ένταξης του γραφίτη με ΗΝΟ3, Η2ΟΟ4, FECL3 κλπ. (Για παράδειγμα, διχοτόφωνα γραφίτη C 24 S04H2). Όλες οι μορφές U. είναι αδιάλυτες σε συμβατικούς ανόργανα και οργανικούς διαλύτες, αλλά διαλύονται σε μερικά τετηγμένα μέταλλα (για παράδειγμα, Fe, Ni, CO).

Η εθνική οικονομική σημασία του W. καθορίζεται από το γεγονός ότι πάνω από το 90% όλων των πρωταρχικών πηγών ενέργειας που καταναλώνεται στον κόσμο πέφτουν στο βιολογικό καύσιμαΟ κυρίαρχος ρόλος του οποίου θα συνεχιστεί για τις επόμενες δεκαετίες, παρά την εντατική ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας. Μόνο το 10% του παραγόμενου καυσίμου χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για Βασική οργανική σύνθεση και Πετροχημική σύνθεση, για να πάρει πλαστικές μάζες και τα λοιπά.

Για την παραλαβή και τη χρήση του W. και των ενώσεών του, δείτε επίσης Διαμάντι, Γραφίτης, Κοκ, Αιθάλη, Σπρίμματα άνθρακα, Διοξείδιο του άνθρακα, Οξείδιο του άνθρακα, Ανθρακικά.

Β. Α. Ποπόβιτς.

W. στο σώμα. Το U. είναι το πιο σημαντικό βιογενές στοιχείο που αποτελεί τη βάση της ζωής στη γη, μια δομική μονάδα ενός τεράστιου αριθμού οργανικών ενώσεων που εμπλέκονται σε οικοδόμηση οργανισμών και εξασφαλίζοντας τα μέσα διαβίωσής τους ( Βιοπολυμερή, καθώς και πολυάριθμες χαμηλού μοριακού βάρους βιολογικά δραστικές ουσίες - βιταμίνες, ορμόνες, μεσολαβητές κ.λπ.). Ένα σημαντικό μέρος των απαραίτητων ενεργειακών οργανισμών σχηματίζεται σε κύτταρα λόγω της οξείδωσης του W. Η εμφάνιση ζωής στη γη εξετάζεται στη σύγχρονη επιστήμη ως μια πολύπλοκη διαδικασία της εξέλιξης των ενώσεων άνθρακα (βλέπε Την προέλευση της ζωής).

Ο μοναδικός ρόλος του W. στην άγρια \u200b\u200bφύση οφείλεται στις ιδιότητές της, οι οποίες, στη συσσωμάτωση, δεν τίθεται άλλο στοιχείο του περιοδικού συστήματος. Μεταξύ των ατόμων του U., καθώς και μεταξύ U. και άλλων στοιχείων, σχηματίζονται ισχυροί χημικοί δεσμοί, οι οποίοι, ωστόσο, μπορούν να σπάσουν σε σχετικά μαλακές φυσιολογικές συνθήκες (αυτοί οι δεσμοί μπορούν να είναι ενιαία, διπλά και τριπλά). Ικανότητα να σχηματίσει 4 ισοδύναμες επικοινωνίες σθένος με άλλα άτομα του U. δημιουργεί την ικανότητα κατασκευής σκελετών άνθρακα διαφόρων τύπων - γραμμικά, διακλαδισμένα, κυκλικά. Είναι σημαντικό μόνο τρία στοιχεία είναι C, O και H - ποσοστό στο 98% της συνολικής μάζας των ζωντανών οργανισμών. Αυτό επιτυγχάνει μια συγκεκριμένη οικονομία στην άγρια \u200b\u200bφύση: με μια πρακτικά απεριόριστη δομική ποικιλία ενώσεων άνθρακα, ένας μικρός αριθμός τύπων χημικών δεσμών καθιστά πολύ μειωμένη από τον αριθμό των ενζύμων που απαιτούνται για τη διάσπαση και τη σύνθεση της οργανικής ύλης. Χαρακτηριστικά της δομής του U. Atom Underlie τη βάση διαφόρων ειδών Ισομερία Οι οργανικές ενώσεις (η ικανότητα του οπτικού ισομερισμού αποδείχθηκε αποφασιστική στη βιοχημική εξέλιξη των αμινοξέων, των υδατανθράκων και ορισμένων αλκαλοειδών).

Σύμφωνα με την γενικά αποδεκτή υπόθεση, Α. Ι. ΟρκίσκοςΟι πρώτες οργανικές ενώσεις στη γη είχαν αβαογενείς προέλευσις. Πηγές του W. σερβίρεται μεθανίου (CH4) και το υδρογόνο κυανιούχου (HCN) που περιέχονται στην πρωτογενή ατμόσφαιρα της γης. Με την εμφάνιση της ζωής η μόνη πηγή ανόργανου W., λόγω της οποίας σχηματίζεται ολόκληρη η οργανική ύλη της βιόσφαιρας, είναι Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2), το οποίο βρίσκεται στην ατμόσφαιρα, καθώς και διαλύεται σε φυσικά ύδατα με τη μορφή HCO - 3. Ο ισχυρότερος μηχανισμός αφομοίωσης (αφομοίωση) U. (με τη μορφή CO 2) - φωτοσύνθεση - πραγματοποιείται σε όλα τα πράσινα φυτά (περίπου 100 δισεκατομμύρια τόνοι CO 2 εξομοιώνονται ετησίως. Στη Γη, υπάρχει ένας εξελικτικός αρχαίος τρόπος για να αφομοιώσει το CO 2 από Χημοσύνθεση? Σε αυτή την περίπτωση, οι χημοσυνθετικοί μικροοργανισμοί δεν χρησιμοποιούν την ακτινοβολούμενη ενέργεια του ήλιου και την ενέργεια της οξείδωσης των ανόργανων ενώσεων. Τα περισσότερα ζώα καταναλώνουν u. Με τα τρόφιμα με τη μορφή έτοιμων οργανικών ενώσεων. Ανάλογα με τη μέθοδο απορρόφησης των οργανικών ενώσεων, είναι συνηθισμένο να γίνει διάκριση Αυτοτροφικοί οργανισμοί και Ετεροτροφικοί οργανισμοί. Εφαρμογή για βιοσύνθεση πρωτεϊνών και άλλα θρεπτικά συστατικά μικροοργανισμών που χρησιμοποιούν ως η μόνη πηγή του W. Υδρογονάνθρακες Το πετρέλαιο, είναι ένα από τα σημαντικά σύγχρονα επιστημονικά και τεχνικά προβλήματα.

Το περιεχόμενο του W. στους ζωντανούς οργανισμούς στον υπολογισμό της ξηράς ουσίας είναι: 34,5-40% σε υδατικά φυτά και ζώα, 45,4-46,5% σε φυτά και ζώα και 54% από βακτήρια. Στη διαδικασία των διαβίωσης των οργανισμών, κυρίως λόγω Ύφασμα αναπνοής, υπάρχει μια οξειδωτική αποσύνθεση οργανικών ενώσεων με την απελευθέρωση CO 2 στο εξωτερικό περιβάλλον. W. επισημανθεί επίσης ως μέρος πιο περίπλοκου πεπερασμένων μεταβολικών προϊόντων. Μετά το θάνατο των ζώων και των φυτών, μέρος του U. και πάλι μετατρέπεται σε CO 2 ως αποτέλεσμα διαδικασιών περιστροφής που εκτελούνται από μικροοργανισμούς. Έτσι, ο κύκλος του W. στη φύση (βλ Οθόνη των ουσιών). Σημαντικό μέρος του W. Μεταλλειοποιεί και σχηματίζει τις καταθέσεις του ορυκτού στο ορυκτό: πέτρινο κάρβουνα, το πετρέλαιο, τον ασβεστόλιθο κλπ. Εκτός από τις κύριες λειτουργίες - την πηγή του U.-CO 2, διαλυμένα σε φυσικά ύδατα και σε βιολογικά υγρά , εμπλέκεται στη διατήρηση των βέλτιστων διαδικασιών περιβαλλοντικής οξύτητας. Ως μέρος του CACO3 U. σχηματίζει τον εξωτερικό σκελετό πολλών ασπόνδυλων (για παράδειγμα, μαλάκια), και επίσης περιέχονται στα κοράλλια, τα πουλιά, κλπ. Τέτοιες ενώσεις του W., όπως το HCN, CO, CCL 4, το οποίο επικρατεί Η πρωταρχική ατμόσφαιρα της γης η περίοδος, στο μέλλον, στη διαδικασία της βιολογικής εξέλιξης, μετατράπηκε σε ισχυρή Αντιμέτοολοι μεταβολισμός.

Εκτός από τα σταθερά ισότοπα, W., στη φύση, το ραδιενεργό 14C (στο ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 0,1 μguri). Χρησιμοποιώντας ισότοπα W. σε βιολογικές και ιατρικές μελέτες, πολλά μεγάλα επιτεύγματα στη μελέτη του μεταβολισμού και του κύκλου του W. σχετίζονται με τη φύση (βλ Ισοτοπικοί δείκτες). Έτσι, χρησιμοποιώντας μια ετικέτα ραδιοακράνθρακα, αποδείχθηκε η πιθανότητα στερέωσης των φυτών και των φυτών και των ιστών των ζώων H14, η αλληλουχία των αντιδράσεων φωτοσύνθεσης, μελετήθηκε η ανταλλαγή αμινοξέων, οι διαδρομές βιοσύνθεσης εντοπίστηκαν πολλές βιολογικώς δραστικές ενώσεις, και τα λοιπά. Η εφαρμογή 14 C συνέβαλε στις επιτυχίες της μοριακής βιολογίας στη μελέτη των μηχανισμών της πρωτεϊνικής βιοσύνθεσης και τη μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών. Ο προσδιορισμός της ειδικής δραστικότητας των 14 C σε οργανικά υπολείμματα που περιέχει άνθρακα σάς επιτρέπει να κρίνετε την ηλικία τους, η οποία χρησιμοποιείται στην Παλαιοντολογία και την αρχαιολογία.

Ν. Ν. Τσενόφ.

Το οξυγόνο βρίσκεται στη δεύτερη περίοδο του VI της κύριας ομάδας της παρωχημένης σύντομης παραλλαγής του περιοδικού πίνακα. Σύμφωνα με νέα πρότυπα αρίθμησης, αυτή είναι η 16η ομάδα. Η αντίστοιχη απόφαση έγινε από την Jewaya το 1988. Ο τύπος οξυγόνου ως μια απλή ουσία - O 2. Εξετάστε τις βασικές του ιδιότητες, το ρόλο στη φύση και το αγρόκτημα. Ας ξεκινήσουμε με τα χαρακτηριστικά ολόκληρης της ομάδας που οι κεφαλές οξυγόνου. Το στοιχείο διαφέρει από τα hallcogenes που σχετίζονται με αυτό και το νερό είναι διαφορετικό από το σελήνιο υδρογόνου και τον τελόριο. Μια εξήγηση όλων των διακριτικών χαρακτηριστικών μπορεί να βρεθεί μόνο με τη μάθηση σχετικά με τη δομή και τις ιδιότητες του ατόμου.

Hallcoes - Σχετικά στοιχεία οξυγόνου

Τα άτομα παρόμοια με τις ιδιότητες αποτελούν μία ομάδα στο περιοδικό σύστημα. Το οξυγόνο κατευθύνεται με μια οικογένεια χαλκογόνα, αλλά διαφέρει από αυτά για μια σειρά ιδιοτήτων.

Η ατομική μάζα οξυγόνου - η γεννήτρια του Ομίλου είναι 16 α. e. m. αλκοογόνα όταν σχηματίζονται οι ενώσεις με υδρογόνο και μέταλλα, υπάρχει ο συνηθισμένος βαθμός οξείδωσης: -2. Για παράδειγμα, στη σύνθεση του νερού (Η2Ο), ο οξειδωτικός αριθμός οξυγόνου είναι -2.

Η σύνθεση τυπικών ενώσεων υδρογόνου υδρογόνου αντιστοιχεί στον γενικό τύπο: Η2 R. στη διάλυση αυτών των ουσιών, σχηματίζονται οξέα. Μόνο η ένωση υδρογόνου του οξυγόνου - νερού - έχει ειδικές ιδιότητες. Σύμφωνα με τα συμπεράσματα των επιστημόνων, αυτή η ασυνήθιστη ουσία είναι τόσο πολύ ασθενές οξύ όσο και πολύ αδύναμη βάση.

Οι οροί, το σελήνιο και ο τελουργός έχουν τυπικούς θετικούς βαθμούς οξείδωσης (+4, +6) σε ενώσεις με οξυγόνο και άλλα μη μετάλλια με υψηλή ηλεκτρομετρία (ΕΟ). Η σύνθεση των οξειδίων του Χαλκογόνα αντικατοπτρίζει τους γενικούς τύπους: RO 2, RO 3. Τα αντίστοιχα οξέα είναι σύνθεση: Η2 RO 3, Η2 RO 4.

Τα στοιχεία αντιστοιχούν σε απλές ουσίες: οξυγόνο, το θείο, το σελήνιο, το τελούριο και το polonium. Οι πρώτοι τρεις εκπρόσωποι δείχνουν μη μεταλλικές ιδιότητες. Τύπος οξυγόνου - O 2. Αλλοτροπική τροποποίηση του ίδιου στοιχείου - όζον (περίπου 3). Και οι δύο τροποποιήσεις είναι αέρια. Θείο και σελήνιο - στερεά μη λεπτά. Το Tellur είναι μια μεταλλική ουσία, ένας ηλεκτροκινητήρας ρεύματος, πολωνίου - μέταλλο.

Οξυγόνο - το πιο συνηθισμένο στοιχείο

Γνωρίζουμε ήδη ότι υπάρχει μια άλλη ποικιλία ύπαρξης του ίδιου χημικού στοιχείου με τη μορφή μιας απλής ουσίας. Αυτό το όζον είναι ένα αέριο που σχηματίζεται σε υψόμετρο περίπου 30 χλμ. Από την επιφάνεια του στρώματος γης, που ονομάζεται συχνά η οθόνη του όζοντος. Σχετικό οξυγόνο εισέρχεται σε μόρια νερού, τη σύνθεση πολλών βράχων και ορυκτών, οργανικών ενώσεων.

Τη δομή ενός ατόμου οξυγόνου

Ο περιοδικός πίνακας Mendeleev περιέχει πλήρεις πληροφορίες σχετικά με το οξυγόνο:

Ο αριθμός αλληλουχίας του στοιχείου είναι 8.
Η χρέωση του πυρήνα - +8.
Ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων είναι 8.
Ηλεκτρονικός τύπος οξυγόνου - 1s 2 2s 2 2p 4.

Στη φύση, υπάρχουν τρία σταθερά ισότοπα, τα οποία έχουν τον ίδιο αύξοντα αριθμό στον πίνακα Mendeleev, πανομοιότυπη σύνθεση πρωτονίων και ηλεκτρόνων, αλλά διαφορετικός αριθμός νετρονίων. Οι Isotoves υποδεικνύονται με το ίδιο σύμβολο - Ο. Για σύγκριση, παρουσιάζουμε ένα διάγραμμα που αντικατοπτρίζει τη σύνθεση τριών ισοτόπων οξυγόνου:

Ιδιότητες οξυγόνου - Χημικό στοιχείο

Υπάρχουν δύο μη αφυδατωμένα ηλεκτρόνια στο 2Rine Atom, το οποίο εξηγεί την εμφάνιση οξείδωσης -2 και +2. Δύο ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να αποσυνδεθούν έτσι ώστε ο βαθμός οξείδωσης να αυξηθεί στο +4, όπως το θείο και άλλα χαλκογόνα. Ο λόγος είναι η έλλειψη ελεύθερης sublevel. Επομένως, σε ενώσεις, το οξυγόνο χημικού στοιχείου δεν εμφανίζει σθένος και ο βαθμός οξείδωσης ίση με τον αριθμό της ομάδας σε μια σύντομη παραλλαγή του περιοδικού συστήματος (6). Ο συνηθισμένος οξειδωτικός αριθμός για αυτό είναι -2.

Μόνο σε ενώσεις με οξυγόνο φθορίου που απεικονίζεται μη χαρακτηριστικό θετικό βαθμό οξείδωσης +2. Η αξία των δύο ισχυρών μη μετάλλων είναι διαφορετική: EO (O) \u003d 3.5; EO (F) \u003d 4. Ως ένα πιο ηλεκτροεγκεφαλικό χημικό στοιχείο, ο φθόριο διατηρεί τα ηλεκτρόνια του ισχυρότερα και προσελκύει σωματίδια σθένος σε ένα άτομο οξυγόνου. Επομένως, στην αντίδραση με φθόριο, το οξυγόνο είναι ένας αναγωγικός παράγοντας, ηλεκτρόνιο δίνει ηλεκτρόνια.

Οξυγόνο - μια απλή ουσία

Αγγλικά Ερευνητής Δ. Πριοϊέρα το 1774 κατά τη διάρκεια των πειραμάτων που διαθέτει αέριο στην αποσύνθεση του οξειδίου του υδραργύρου. Δύο χρόνια νωρίτερα, η ίδια ουσία στην καθαρή του μορφή έλαβε K. Shelele. Μόνο λίγα χρόνια αργότερα, ο γαλλικός χημικός Α. Lavoisier διαπίστωσε ότι το αέριο είναι μέρος του αέρα, μελετήθηκε τις ιδιότητες. Φόρμουλα χημικών οξυγόνου - O 2. Αντικατοπτρίζουν στην καταγραφή της σύνθεσης των ηλεκτρονίων ουσίας που εμπλέκονται στο σχηματισμό μη πολικών ομοιοπολικών επικοινωνιών - περίπου :: περίπου. Θα αντικαταστήσουμε κάθε δεσμευτικό ηλεκτρονικό ζεύγος μιας λειτουργίας: O \u003d O. Ένας τέτοιος τύπος οξυγόνου δείχνει σαφώς ότι τα άτομα στο μόριο συνδέονται μεταξύ των δύο κοινών ζευγών ηλεκτρονίων.

Θα εκτελέσουμε απλούς υπολογισμούς και να προσδιορίσουμε τι είναι ίσο με το σχετικό μοριακό βάρος του οξυγόνου: MR (O2) \u003d Ar (O) x 2 \u003d 16 x 2 \u003d 32. Για σύγκριση: MR (Rev.) \u003d 29. Χημικό οξυγόνο Ο τύπος είναι διαφορετικός από ένα άτομο οξυγόνου. Έτσι ο κ. (O3) \u003d Ar (O) x 3 \u003d 48. Το όζον είναι 1,5 φορές βαρύτερο από το οξυγόνο.

Φυσικές ιδιότητες

Το οξυγόνο είναι αέριο χωρίς χρώμα, γεύση και οσμή (σε συμβατική θερμοκρασία και πίεση ίση με την ατμοσφαιρική). Η ουσία είναι ένας μικρός βαρύτερος αέρας. διαλύονται σε νερό, αλλά σε μικρές ποσότητες. Το σημείο τήξης οξυγόνου είναι μια αρνητική τιμή -218,3 ° C. Το σημείο στο οποίο το υγρό οξυγόνο μετατρέπεται ξανά στο αέριο - είναι το σημείο βρασμού του. Για μόρια o 2, η τιμή αυτής της φυσικής αξίας φτάνει -182,96 ° C. Σε μια υγρή και στερεή κατάσταση, αγοράζει οξυγόνο ανοιχτό μπλε χρώμα.

Να πάρει οξυγόνο στο εργαστήριο

Όταν θέρμανση ουσιών που περιέχουν οξυγόνο, όπως το υπερμαγγανικό κάλιο, διακρίνεται ένα άχρωμο αέριο, το οποίο μπορεί να συλλεχθεί στη φιάλη ή το δοκιμαστικό σωλήνα. Εάν κάνετε μια καύση κυρία σε καθαρό οξυγόνο, τότε καίει πιο φωτεινά από ό, τι στον αέρα. Δύο άλλες εργαστηριακές μέθοδοι για την παραγωγή οξυγόνου - αποσύνθεση υπεροξειδίου του υδρογόνου και χλωρικό κάλιο (αλάτι ποτών). Εξετάστε ένα διάγραμμα της συσκευής που χρησιμοποιείται για τη θερμική αποσύνθεση.

Είναι απαραίτητο να χύσετε λίγο το άλας bertolen στον δοκιμαστικό σωλήνα ή τη φιάλη στρογγυλού πυθμένα, κλείστε το φελλό με τον σωλήνα τροφοδοσίας αερίου. Το αντίθετό του άκρο θα πρέπει να κατευθύνεται (κάτω από το νερό) στην κλίση προς το κάτω μέρος της φιάλης. Ο λαιμός πρέπει να μειωθεί σε ένα ευρύ γυαλί ή ένα κρυσταλλοποιητή γεμάτο με νερό. Κατά τη θέρμανση του δοκιμαστικού σωλήνα με το αλάτι ποτών, το οξυγόνο απελευθερώνεται. Σύμφωνα με τον σωλήνα τροφοδοσίας αερίου, εισέρχεται στη φιάλη, μετατοπίζοντας το νερό από αυτό. Όταν η φιάλη γεμίζει με αέριο, είναι κλειστό κάτω από το νερό με ένα βύσμα και γυρίζει. Το οξυγόνο που λαμβάνεται σε αυτό το εργαστηριακό πείραμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των χημικών ιδιοτήτων μιας απλής ουσίας.

Καύση

Εάν η καύση ουσιών στο οξυγόνο εκτελείται στο εργαστήριο, τότε πρέπει να γνωρίζετε και να συμμορφώνεστε με τους κανόνες πυρκαγιάς. Το υδρογόνο καίει άμεσα στον αέρα και αναμιγνύεται με οξυγόνο σε αναλογία 2: 1, είναι εκρηκτικό. Η καύση ουσιών σε καθαρό οξυγόνο συμβαίνει πολύ πιο έντονη από ό, τι στον αέρα. Αυτό το φαινόμενο εξηγεί τη σύνθεση του αέρα. Το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα είναι λίγο περισσότερο από 1/5 του μέρους (21%). Η καύση είναι η αντίδραση ουσιών με οξυγόνο, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται διαφορετικά προϊόντα, κυρίως οξείδια μετάλλων και μη μετάλλων. Επικίνδυνα μείγματα πυρκαγιάς του Ο2 με καύσιμες ουσίες, επιπλέον, οι προκύπτουσες ενώσεις μπορεί να είναι τοξικές.

Η καύση του συνηθισμένου κεριού (ή αντιστοιχιών) συνοδεύεται από σχηματισμό διοξειδίου του άνθρακα. Η ακόλουθη εμπειρία μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σπίτι. Εάν η ουσία καεί κάτω από ένα γυαλί ή ένα μεγάλο ποτήρι, τότε η καύση θα σταματήσει μόλις δαπανηθεί όλο το οξυγόνο. Το άζωτο δεν υποστηρίζει την αναπνοή και την καύση. Διοξείδιο του άνθρακα - Προϊόν οξείδωσης - δεν αντιδρά πλέον με οξυγόνο. Διαφανής σάς επιτρέπει να ανιχνεύσετε την παρουσία μετά την καύση του κεριού. Εάν παραλείψουμε τα προϊόντα καύσης μέσω υδροξειδίου του ασβεστίου, τότε το διάλυμα είναι muttered. Μια χημική αντίδραση συμβαίνει μεταξύ ασβέστη νερού και διοξειδίου του άνθρακα, αποδεικνύεται αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο.

Λειτουργικό οξυγόνο σε βιομηχανική κλίμακα

Η φθηνότερη διαδικασία, ως αποτέλεσμα της οποίας επιτυγχάνονται τα μόρια χωρίς αέρα, δεν σχετίζεται με τη διεξαγωγή χημικών αντιδράσεων. Στη βιομηχανία, ας πούμε, σε μεταλλουργικό συνδυασμό, αέρα σε χαμηλή θερμοκρασία και υγρασία υψηλής πίεσης. Τέτοια βασικά συστατικά της ατμόσφαιρας καθώς το άζωτο και το οξυγόνο βράζονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Ξεχωριστό μίγμα αέρα με σταδιακή θέρμανση σε κανονική θερμοκρασία. Πρώτον, τα μόρια αζώτου διακρίνονται, στη συνέχεια οξυγόνο. Η μέθοδος διαχωρισμού βασίζεται σε διαφορετικές φυσικές ιδιότητες απλών ουσιών. Ο τύπος μιας απλής ουσίας οξυγόνου είναι η ίδια όπως ήταν πριν από την ψύξη και την υγροποίηση του αέρα - O 2.

Ως αποτέλεσμα ορισμένων αντιδράσεων ηλεκτρόλυσης, διακρίνεται επίσης το οξυγόνο, συλλέγεται πάνω από το αντίστοιχο ηλεκτρόδιο. Αέριο απαιτείται από βιομηχανικές, κατασκευαστικές επιχειρήσεις σε μεγάλους όγκους. Οι ανάγκες οξυγόνου αυξάνονται συνεχώς, ειδικά χρειάζεται μια χημική βιομηχανία. Αποθηκεύστε το λαμβανόμενο αέριο για παραγωγή και ιατρικούς σκοπούς σε κυλίνδρους χάλυβα εξοπλισμένα με σήμανση. Τα δοχεία οξυγόνου βαμμένα σε μπλε ή μπλε για να διακρίνονται από άλλα υγροποιημένα αέρια - άζωτο, μεθάνιο, αμμωνία.

Χημικοί υπολογισμοί σύμφωνα με τον τύπο και τις εξισώσεις αντιδράσεων που περιλαμβάνουν μόρια o 2

Η αριθμητική τιμή της γραμμομοριακής μάζας οξυγόνου συμπίπτει με την άλλη τιμή - σχετικό μοριακό βάρος. Μόνο στην πρώτη περίπτωση υπάρχουν μονάδες μέτρησης. Η σύντομη φόρμουλα της ουσίας του οξυγόνου και η μοριακή της μάζα πρέπει να καταγράφεται ως εξής: Μ (Ο2) \u003d 32 g / mol. Υπό κανονικές συνθήκες, χύνοντας οποιοδήποτε αέριο αντιστοιχεί σε όγκο 22,4 λίτρων. Έτσι, 1 mol περίπου 2 είναι 22,4 λίτρα ουσιών, 2 Μωυσής 2 - 44,8 λίτρων. Σύμφωνα με την εξίσωση αντίδρασης μεταξύ οξυγόνου και υδρογόνου, μπορεί να σημειωθεί ότι 2 πόλοι υδρογόνου και 1 γραμμομόρια αλληλεπίδρασης οξυγόνου:

Εάν το 1 mol υδρογόνου εμπλέκεται στην αντίδραση, τότε ο όγκος οξυγόνου θα είναι 0,5 mol. 22,4 l / mol \u003d 11,2 λίτρα.

Ο ρόλος των μορίων περίπου 2 στη φύση και τη ζωή ενός ατόμου

Το οξυγόνο καταναλώνεται από ζωντανούς οργανισμούς στη Γη και συμμετέχει στον κύκλο των ουσιών πάνω από 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή είναι η κύρια ουσία για την αναπνοή και το μεταβολισμό, με τη βοήθειά του υπάρχει μια αποσύνθεση μορίων θρεπτικών ουσιών, η ενέργεια που απαιτείται για τους οργανισμούς συντίθεται. Το οξυγόνο δαπανάται συνεχώς στη γη, αλλά τα αποθέματά του αναπληρώνονται χάρη στη φωτοσύνθεση. Ο Ρώσος επιστήμονας Κ. Timiryazev πίστευε ότι χάρη σε αυτή τη διαδικασία, υπάρχει ακόμα ζωή στον πλανήτη μας.

Ο ρόλος του οξυγόνου στη φύση και η οικονομία είναι μεγάλη:

απορροφάται στη διαδικασία αναπνοής με ζωντανούς οργανισμούς.
συμμετέχει σε αντιδράσεις φωτοσύνθεσης στα φυτά.
εισέρχεται στη σύνθεση των οργανικών μορίων.
Οι διαδικασίες σήψης, ζύμωσης, της RUSH ρέουν με τη συμμετοχή οξυγόνου που δρουν ως οξειδωτικό παράγοντα.
Χρησιμοποιείται για την απόκτηση πολύτιμων προϊόντων οργανικής σύνθεσης.

Το υγροποιημένο οξυγόνο σε κυλίνδρους χρησιμοποιείται για την κοπή και τη συγκόλληση μετάλλων σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι διαδικασίες πραγματοποιούνται σε εργοστάσια κατασκευής μηχανημάτων, επιχειρήσεις μεταφοράς και κατασκευής. Για εργασία κάτω από το νερό, υπόγειο, σε μεγάλο υψόμετρο στον αέρα, οι άνθρωποι χρειάζονται επίσης μόρια περίπου 2. Χρησιμοποιείται στην ιατρική για να εμπλουτίσει τη σύνθεση αέρα που εισπνέεται από τους ασθενείς. Το αέριο για ιατρικούς σκοπούς είναι διαφορετική από την τεχνική πρακτικά πλήρη απουσία εξωγενών ακαθαρσιών, οσμής.

Οξυγόνο - τέλειο οξειδωτικό

Υπάρχουν ενώσεις οξυγόνου με όλα τα χημικά στοιχεία του πίνακα Mendeleev, εκτός από τους πρώτους εκπροσώπους της οικογένειας των ευγενών αερίων. Πολλές ουσίες εισέρχονται άμεσα στην αντίδραση με άτομα περίπου, εξαιρουμένων των αλογόνων, του χρυσού και του πλατίνα. Τα φαινόμενα με τη συμμετοχή οξυγόνου, τα οποία συνοδεύονται από την απελευθέρωση του φωτός και της θερμότητας είναι σημαντικές. Τέτοιες διαδικασίες χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή ζωή, τη βιομηχανία. Στη μεταλλουργία, η αλληλεπίδραση των μεταλλευμάτων με οξυγόνο ονομάζεται πυρκαγιά. Η προ-άλεση μεταλλεύματος αναμειγνύεται με αέρα εμπλουτισμένο με οξυγόνο. Σε υψηλές θερμοκρασίες, εμφανίζεται η αποκατάσταση μετάλλων από σουλφίδια σε απλές ουσίες. Έτσι πάρτε σίδηρο και μερικά μη σιδηρούχα μέταλλα. Η παρουσία καθαρού οξυγόνου αυξάνει την ταχύτητα των τεχνολογικών διεργασιών σε διάφορους τομείς της χημείας, της τεχνολογίας και της μεταλλουργίας.

Η εμφάνιση μιας φθηνής μεθόδου για την παραγωγή οξυγόνου από τον αέρα διαχωρίζοντας τα συστατικά σε χαμηλές θερμοκρασίες διεγείρεται από την ανάπτυξη πολλών περιοχών βιομηχανικής παραγωγής. Οι χημικοί θεωρούν μόρια περίπου 2 και άτομα γύρω από ιδανικούς οξειδωτικούς παράγοντες. Αυτά είναι φυσικά υλικά, ανανεώνονται συνεχώς στη φύση, μην μολύνουν το περιβάλλον. Επιπλέον, οι χημικές αντιδράσεις που αφορούν οξυγόνο συμπληρώνονται συχνότερα από τη σύνθεση άλλου φυσικού και ασφαλούς προϊόντος - νερό. Ο ρόλος των 2 στην εξουδετέρωση των τοξικών αποβλήτων παραγωγής, ο καθαρισμός του νερού από τη ρύπανση. Εκτός από το οξυγόνο, η αλλοτροπική τροποποίηση χρησιμοποιείται για απολύμανση - όζον. Αυτή η απλή ουσία έχει υψηλή οξειδωτική δραστηριότητα. Στην όζηση νερού, οι ρύποι αποσυντίθενται. Το όζον είναι επίσης καταστροφική επίδραση στην παθογόνο μικροχλωρίδα.