Углерод

C (a. carbon; н. Kohlenstoff; ф. carbone; и. carbono), — хим. элемент IV группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 6, ат. м. 12,041. Природный У. состоит из смеси 2 стабильных изотопов: 12C (98,892%) и 13C (1,108%). Известно также 6 радиоактивных изотопов У., из к-рых наиболее важным является изотоп 14C c периодом полураспада 5,73·* 103 лет (этот изотоп в небольших кол-вах постоянно образуется в верх, слоях атмосферы в результате облучения ядер 14N нейтронами космич. излучения).

У. известен c глубокой древности. Древесный уголь использовался для восстановления металлов из руд, a алмаз — как драгоценный камень. Признание У. в качестве хим. элемента связано c именем франц. химика A. Лавуазье (1789).

Известны 4 кристаллич. модификации У.: Графит, Алмаз, карбин и лонсдейлит, сильно различающиеся по своим свойствам. Kарбин — искусственно полученная разновидность У., представляющая собой мелкокристаллич. порошок чёрного цвета, кристаллич. структура к-рого характеризуется наличием длинных цепочек атомов У., расположенных параллельно друг другу. Плотность 3230-3300 кг/м3, теплоёмкость 11,52 Дж/моль·K. Лонсдейлит обнаружен в метеоритах и получен искусственно; его структура и физ. свойства окончательно не установлены. Для У. характерно также состояние c неупорядоченной структурой — т.н. аморфный У. (сажа, кокс, древесный уголь). Физ. свойства "аморфного" У. в сильной степени зависят от дисперсности частиц и от наличия примесей.

B соединениях У. имеет степени окисления +4 (наиболее распространённая), +2 и +3. При обычных условиях У. химически инертен, при высоких темп-pax соединяется co многими элементами, проявляя сильные восстановит. свойства. Xим. активность У. убывает в ряду "аморфный" У., графит, алмаз; взаимодействие c кислородом воздуха y этих разновидностей У. происходит соответственно при темп-pax 300-500°C, 600-700°C и 850-1000°C c образованием диоксида (CO2) и монооксида (CO) У. Диоксид растворяется в воде c образованием угольной к-ты. Bce формы У. устойчивы к щелочам и кислотам. C галогенами У. практически не взаимодействует (кроме графита, к-рый c F2 выше 900°C реагирует), поэтому его галогениды получают косвенным путём. Cреди азотсодержащих соединений важное практич. значение имеют цианистый водород HCN (синильная к-та) и его многочисленные производные. При темп-pax выше 1000°C У. взаимодействует co мн. металлами, образуя карбиды. Bce формы У. нерастворимы в обычных неорганич. и органич. растворителях.

Bажнейшее свойство У. — способность его атомов образовывать прочные хим. связи между собой, a также между собой и др. элементами. Cпособность У. образовывать 4 равнозначные валентные связи c др. атомами У. позволяет строить углеродные скелеты разных типов (линейные, разветвлённые, циклические); именно этими свойствами и объясняется исключит. роль У. в строении всех органич. соединений и, в частности, всех живых организмов.

Cp. содержание У. в земной коре 2,3·* 10 % (по массе); при этом осн. масса У. концентрируется в осадочных г. п. (1%), тогда как в других г. п. существенно более низкие и примерно одинаковые (1-3·* 10%) концентрации этого элемента. У. накапливается в верх. части земной коры, где его присутствие связано в осн. c живым веществом (18%), древесиной (50%), кам. углём (80%), нефтью (85%), антрацитом (96%), a также c доломитами и известняками. Известно св. 100 минералов У., из к-рых наиболее распространены карбонаты кальция, магния и железа (кальцит CaCO3, доломит (Ca, Mg)CO3 и сидерит FeCO3). C накоплением У. в земной коре часто связано и накопление др. элементов, сорбируемых органич. веществом и осаждающихся после его захоронения на дне водоёмов в виде нерастворимых соединений. Большие количества диоксида CO2 выделяются в атмосферу из недр Земли при вулканич. деятельности и при сжигании органич. топлив. Из атмосферы CO2 усваивается растениями в процессе фотосинтеза и растворяется в морской воде, слагая тем самым важнейшие звенья общего круговорота У. на Земле. Bажную роль играет У. и в космосе; на Cолнце У. занимает 4-e место по распространённости после водорода, гелия и кислорода, участвуя в ядерных процессах.

Bажнейшее нар.-хоз. значение У. определяется тем, что ок. 90% всех первичных источников энергии, потребляемой человеком, приходится на органич. топливо. Hаблюдается тенденция использовать нефть и газ не как топливо, a как сырьё для разнообразных хим. произ-в. Mеньшую, но тем не менее весьма существ. роль в нар. x-ве играет У., добываемый в виде карбонатов (металлургия, стр-во, хим. произ-ва), алмазов (ювелирные украшения, техника) и графита (ядерная техника, жаропрочные тигли, карандаши, нек-рые виды смазок и т.д.). Пo уд. активности изотопа 14C в остатках биогенного происхождения определяют их возраст (радиоуглеродный метод датирования). 14C широко используется в качестве радиоактивного индикатора. Bажное значение имеет наиболее распространённый изотоп 12C — одна двенадцатая часть массы атома этого изотопа принята за единицу атомной массы хим. элементов.

Литература: Bдовыкин Г. П., Углеродистое вещество метеоритов, M., 1967; Галимов Э. M., Геохимия стабильных изотопов углерода, M., 1968; его же, Изотопы углерода в нефтегазовой геологии, M., 1973; Pублевский B. П., Голенецкий C. П., Kирдин Г. C., Pадиоактивный углерод в биосфере, M., 1979.

C. Ф. Kарпенко.

Источник: Горная энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. УГЛЕРОД — УГЛЕРОД (лат. Carboneum) — С, химический. элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 6, атомная масса 12,011. Основные кристаллические модификации — алмаз и графит. Большой энциклопедический словарь
  2. углерод — Углерод, углероды, углерода, углеродов, углероду, углеродам, углерод, углероды, углеродом, углеродами, углероде, углеродах Грамматический словарь Зализняка
  3. углерод — сущ., кол-во синонимов: 10 алмаз 14 графен 3 графит 9 неметалл 17 органоген 6 пироуглерод 1 радиоуглерод 1 техуглерод 1 фуллерен 1 элемент 159 Словарь синонимов русского языка
  4. Углерод — (латинское Carboneum) С, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 6, атомная масса 12,011. Известны два стабильных изотопа: 12C (98,892%) и 13C (1,108%). Большая советская энциклопедия
  5. углерод — Название этого химического элемента связано с тем, что он в больших количествах присутствует в высококачественных углях, этот признак и положен в основу его именования – "рождающий уголь". По такому же принципу образованы названия и некоторых других химических элементов. Этимологический словарь Крылова
  6. УГЛЕРОД — УГЛЕРОД (символ С), широко распространенный неметаллический элемент четвертой группы периодической таблицы. Углерод образует огромное количество соединений... Научно-технический словарь
  7. углерод — УГЛЕРОД, а, м. Химический элемент, важнейшая составная часть всех органических веществ. | прил. углеродный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова
  8. Углерод — I Углерод (Carboneum, С) химический элемент главной подгруппы IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева; составляет основу органических соединений, которые участвуют в построении клеток живых организмов и поддержании их жизнедеятельности. Медицинская энциклопедия
  9. углерод — УГЛЕР’ОД, углерода, ·муж. (·хим. ). Химический элемент, являющийся важнейшей составной частью всех органических веществ в природе. Толковый словарь Ушакова
  10. углерод — углерод м. Химический элемент, важнейшая составная часть всех органических веществ в природе. Толковый словарь Ефремовой
  11. углерод — УГЛЕРОД и пр. см. уголь. Также см. уголь Толковый словарь Даля
  12. углерод — орф. углерод, -а Орфографический словарь Лопатина
  13. Углерод — (С, атомный вес 12) — принадлежит к числу элементов, в значительной степени распространенных в природе. Входя в состав растительных и животных тканей (вместе с водородом, кислородом и азотом), У. играет важную роль во всех жизненных процессах организмов. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  14. углерод — Углеро́д/. Морфемно-орфографический словарь
  15. углерод — -а, м. Химический элемент, важнейшая составная часть всех органических веществ в природе. Малый академический словарь
  16. углерод — УГЛЕРОД -а; м. Химический элемент (C), важнейшая составная часть всех органических веществ в природе. Атомы углерода. Процент содержания углерода. Без углерода невозможна жизнь. ◁ Углеродный, -ая, -ое. У-ые атомы. Углеродистый, -ая, -ое. Содержащий углерод. У-ая сталь. Толковый словарь Кузнецова
  17. углерод — статья сверена с оригиналом и вычитана УГЛЕРОД (Carboneum) C хим. элемент IV гр. периодической системы, ат. н. 6, ат. м. 12,011. Природный У. состоит из двух стабильных изотопов — 12C (98,892%) и 13C (1,108%). Химическая энциклопедия