ربما يكون الكربون هو العامل الرئيسي والأكثر إثارة للدهشة عنصر كيميائيعلى الأرض، لأنه بمساعدتها يتم تشكيل كمية هائلة من المركبات المختلفة، سواء غير العضوية أو العضوية. الكربون هو أساس جميع الكائنات الحية، ويمكننا القول أن الكربون، إلى جانب الماء والأكسجين، هو أساس الحياة على كوكبنا! للكربون أشكال متنوعة لا تتشابه بأي شكل من الأشكال. الخصائص الفيزيائية والكيميائية، ولا من مظهر. ولكن كل ذلك من الكربون!

تاريخ اكتشاف الكربون

الكربون معروف للبشرية منذ العصور القديمة. تم استخدام الجرافيت والفحم من قبل اليونانيين القدماء، وتم استخدام الماس في الهند. صحيح أن المركبات المتشابهة في المظهر غالبًا ما يتم الخلط بينها وبين الجرافيت. ومع ذلك، كان الجرافيت تطبيق واسعفي العصور القديمة، وخاصة في الكتابة. حتى اسمها يأتي من كلمة اليونانية"جرافو" - "أنا أكتب". ويستخدم الجرافيت الآن في أقلام الرصاص. بدأ تداول الماس لأول مرة في البرازيل في النصف الأول من القرن الثامن عشر، ومنذ ذلك الوقت تم اكتشاف العديد من الرواسب، وفي عام 1970 تم تطوير تكنولوجيا إنتاج الماس بشكل صناعي. وتستخدم هذه الماسات الاصطناعية في الصناعة، بينما تستخدم الماسات الطبيعية بدورها في المجوهرات.

الكربون في الطبيعة

يتم جمع أكبر كمية من الكربون في الغلاف الجوي والغلاف المائي على شكل ثاني أكسيد الكربون. يحتوي الغلاف الجوي على حوالي 0.046% من الكربون، وأكثر من ذلك يذوب في المحيطات العالمية.

بالإضافة إلى ذلك، كما رأينا أعلاه، الكربون هو أساس الكائنات الحية. على سبيل المثال، يحتوي جسم الإنسان الذي يبلغ وزنه 70 كجم على حوالي 13 كجم من الكربون! إنها في شخص واحد فقط! والكربون موجود أيضًا في جميع النباتات والحيوانات. لذا فكر...

دورة الكربون في الطبيعة

التعديلات المتآصلة للكربون

الكربون هو عنصر كيميائي فريد يشكل ما يسمى بالتعديلات المتآصلة، أو، ببساطة، أشكال مختلفة. وتنقسم هذه التعديلات إلى بلورية وغير متبلورة وعلى شكل مجموعات.

التعديلات الكريستالية لها شبكة بلورية عادية. وتشمل هذه المجموعة: الماس، الفوليريت، الجرافيت، اللونسداليت، ألياف الكربون والأنابيب. الغالبية العظمى من التعديلات البلورية للكربون تحتل المرتبة الأولى في تصنيف "أصعب المواد في العالم".

تتشكل الأشكال غير المتبلورة من الكربون مع شوائب صغيرة من عناصر كيميائية أخرى. الممثلون الرئيسيون لهذه المجموعة: الفحم (الحجر، الخشب، المنشط)، السخام، الجمرة الخبيثة.

أكثر المركبات تعقيدًا وعالية التقنية هي مركبات الكربون على شكل مجموعات. التجمعات عبارة عن هيكل خاص يتم فيه ترتيب ذرات الكربون بحيث تشكل شكلاً مجوفاً، يتم ملؤه من الداخل بذرات عناصر أخرى، على سبيل المثال، الماء. لا يوجد الكثير من الممثلين في هذه المجموعة، فهي تشمل جزيئات الكربون النانوية والنجمية والديكربونات.

تطبيق الكربون

للكربون ومركباته أهمية كبيرة في حياة الإنسان. أنواع الوقود الرئيسية على الأرض - الغاز الطبيعي والنفط - تتكون من الكربون. تستخدم مركبات الكربون على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والمعدنية والبناء والهندسة الميكانيكية والطب. تُستخدم التعديلات المتآصلة في شكل الماس في المجوهرات والفوليريت واللونسداليت في علم الصواريخ. يتم تصنيع مواد التشحيم المختلفة للآليات من مركبات الكربون، معدات تقنيةوأكثر بكثير. لا تستطيع الصناعة حاليًا الاستغناء عن الكربون، فهو يُستخدم في كل مكان!

الكربون هو العنصر السادس في الجدول الدوري لمندليف. وزنه الذري 12.

يقع الكربون في الدورة الثانية من نظام مندليف وفي المجموعة الرابعة من هذا النظام.

يخبرنا رقم الدورة أن إلكترونات الكربون الستة تقع في مستويين للطاقة.

ويشير رقم المجموعة الرابعة إلى أن الكربون يحتوي على أربعة إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. تم إقران اثنين منهم س- الإلكترونان، والإلكترونان الآخران غير مقترنين ر-الإلكترونات.

يمكن التعبير عن بنية الطبقة الإلكترونية الخارجية لذرة الكربون بالمخططات التالية:

كل خلية في هذه المخططات تعني مدارًا إلكترونيًا منفصلاً، والسهم يعني إلكترونًا موجودًا في المدار. يوجد سهمان داخل خلية واحدة عبارة عن إلكترونين يقعان في نفس المدار، ولكن لهما دوران معاكس.

عندما تكون الذرة مثارة (عند نقل الطاقة إليها)، يقترن أحدها س-الإلكترونات مشغولة ر-المداري.

يمكن لذرة الكربون المثارة أن تشارك في تكوين أربع روابط تساهمية. لذلك، في الغالبية العظمى من مركباته، يظهر الكربون تكافؤًا قدره أربعة.

وهكذا، فإن أبسط مركب عضوي، وهو الميثان الهيدروكربوني، له التركيبة الفصل 4. يمكن التعبير عن هيكلها بالصيغ الهيكلية أو الإلكترونية:

توضح الصيغة الإلكترونية أن ذرة الكربون في جزيء الميثان لها غلاف خارجي ثابت مكون من ثمانية إلكترونات، وذرات الهيدروجين لها غلاف ثابت ثنائي الإلكترون.

جميع روابط الكربون التساهمية الأربعة في الميثان (وفي مركبات أخرى مماثلة) متساوية وموجهة بشكل متماثل في الفضاء. تقع ذرة الكربون، كما كانت، في وسط رباعي الاسطح (العادي الهرم الرباعي) وأربع ذرات متصلة به (في حالة الميثان، أربع ذرات هيدروجين) عند رؤوس رباعي الاسطح.

الزوايا بين اتجاهات أي زوج من الروابط هي نفسها وتساوي 109 درجة و28 دقيقة.

ويفسر ذلك أنه في ذرة الكربون، عندما تشكل روابط تساهمية مع أربع ذرات أخرى، من ذرة واحدة س- وثلاثة ص- المدارات نتيجة لذلك س 3- ينتج عن التهجين أربعة أنواع هجينة متوضعة بشكل متناظر في الفضاء س 3- المدارات الممتدة نحو رؤوس رباعي الاسطح.

ملامح خصائص الكربون.

إن عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي هو العامل الرئيسي الذي يحدد الخواص الكيميائيةعنصر.

على الجانب الأيسر من الجدول الدوري توجد عناصر ذات مستوى إلكتروني خارجي منخفض الامتلاء. تحتوي عناصر المجموعة الأولى على إلكترون واحد في المستوى الخارجي، بينما تحتوي عناصر المجموعة الثانية على إلكترونين.

عناصر هاتين المجموعتين هي المعادن. فهي تتأكسد بسهولة، أي. تفقد إلكتروناتها الخارجية وتصبح أيونات موجبة.

على الجانب الأيمن من الجدول الدوري، على العكس من ذلك، هناك اللافلزات (العوامل المؤكسدة). بالمقارنة مع المعادن، لديهم جوهر مع عدد كبيرالبروتونات. توفر مثل هذه النواة الضخمة قوة سحب أقوى بكثير من سحابة الإلكترون الخاصة بها.

تفقد هذه العناصر إلكتروناتها بصعوبة كبيرة، لكنها لا تنفر من ربط إلكترونات إضافية من ذرات أخرى، أي. أكسدتها، وفي نفس الوقت تتحول إلى أيون سالب.

الخواص المعدنية للعناصر مع زيادة عدد المجموعة الجدول الدوريتضعف، وتزداد قدرتها على أكسدة العناصر الأخرى.

الكربون يقع في المجموعة الرابعة أي . فقط في المنتصف بين المعادن، التي تتخلى عن الإلكترونات بسهولة، واللافلزات، التي تكتسب هذه الإلكترونات بسهولة.

لهذا السبب ليس لدى الكربون ميل واضح للتبرع أو اكتساب الإلكترونات.

سلاسل الكربون.

الخاصية الاستثنائية للكربون، والتي تحدد التنوع مركبات العضوية، هي قدرة ذراتها على الارتباط بروابط تساهمية قوية مع بعضها البعض، وتشكيل دوائر كربونية ذات طول غير محدود عمليا.

بالإضافة إلى الكربون، يتم تشكيل سلاسل من الذرات المتطابقة من خلال التناظرية من المجموعة الرابعة - السيليكون. ومع ذلك، فإن هذه السلاسل لا تحتوي على أكثر من ست ذرات Si. والسلاسل الطويلة من ذرات الكبريت معروفة، لكن المركبات التي تحتوي عليها هشة.

تُستخدم تكافؤ ذرات الكربون التي لا تستخدم للاتصال المتبادل لإضافة ذرات أو مجموعات أخرى (في الهيدروكربونات - لإضافة الهيدروجين).

لذلك الهيدروكربونات الإيثان ( ج2ح6) والبروبان ( ج3ح8) تحتوي على سلاسل من ذرتين وثلاث ذرات كربون على التوالي. يتم التعبير عن هيكلها من خلال الصيغ الهيكلية والإلكترونية التالية:

من المعروف أن المركبات تحتوي على مئات أو أكثر من ذرات الكربون في سلاسلها.

نظرًا لاتجاه روابط الكربون رباعي السطوح، فإن ذراته الموجودة في السلسلة لا تقع في خط مستقيم، بل في نمط متعرج. علاوة على ذلك، ونظرًا لإمكانية دوران الذرات حول محور الرابطة، فإن السلسلة في الفضاء يمكن أن تتخذ أشكالًا مختلفة (التشكلات):

يتيح هيكل السلاسل هذا لذرات الكربون الطرفية أو غيرها من ذرات الكربون غير المتجاورة أن تقترب من بعضها البعض. ونتيجة لتكوين روابط بين هذه الذرات يمكن لسلاسل الكربون أن تنغلق على شكل حلقات (دورات)، على سبيل المثال:

وبالتالي، يتم تحديد تنوع المركبات العضوية من خلال حقيقة أنه متى نفس العددذرات الكربون في الجزيء، من الممكن وجود مركبات ذات سلسلة مفتوحة ومفتوحة من ذرات الكربون، وكذلك المواد التي تحتوي جزيئاتها على دورات.

اتصالات بسيطة ومتعددة.

تسمى الروابط التساهمية بين ذرات الكربون المكونة من زوج واحد من الإلكترونات المعممة بالروابط البسيطة.

لا يمكن تنفيذ الرابطة بين ذرات الكربون بواسطة زوج واحد، بل بواسطة اثنين أو ثلاثة أزواج مشتركة من الإلكترونات. ثم نحصل على سلاسل ذات روابط متعددة – مزدوجة أو ثلاثية. ويمكن تصوير هذه الروابط على النحو التالي:

أبسط المركبات التي تحتوي على روابط متعددة هي الهيدروكربونات الإيثيلين(مع رابطة مزدوجة) و الأسيتيلين(مع الرابطة الثلاثية):

تسمى الهيدروكربونات ذات الروابط المتعددة غير المشبعة أو غير المشبعة. الإيثيلين والأسيتيلين هما الممثلان الأولان لسلسلتين متماثلتين - الإيثيلين وهيدروكربونات الأسيتيلين.

كربون

كربون-أ؛ م.العنصر الكيميائي (C) وهو الأهم عنصرجميع المواد العضوية في الطبيعة. ذرات الكربون. نسبة محتوى الكربون. بدون الكربون، الحياة مستحيلة.

◁ الكربون، أوه، أوه. ذرات Y.الكربون، أوه، أوه. تحتوي على الكربون. اه فولاذ .

(lat. Carboneum)، العنصر الكيميائي للمجموعة الرابعة من الجدول الدوري. التعديلات البلورية الرئيسية هي الماس والجرافيت. في الظروف العادية، يكون الكربون خاملًا كيميائيًا؛ في درجات حرارة عاليةيتحد مع العديد من العناصر (عامل اختزال قوي). محتوى الكربون في القشرة الأرضية هو 6.5 · 10 · 16 طن. مبلغ كبيريتم تضمين الكربون (حوالي 10 13 طنًا) في تركيبة الوقود الأحفوري (الفحم والغاز الطبيعي والنفط وما إلى ذلك)، وكذلك في تكوين ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (6 10 11 طنًا) والغلاف المائي (10 14 ر). المعادن الرئيسية التي تحتوي على الكربون هي الكربونات. يتمتع الكربون بقدرة فريدة على التشكل كمية كبيرةمركبات يمكن أن تتكون من عدد غير محدود تقريبًا من ذرات الكربون. حدد تنوع مركبات الكربون ظهور أحد الفروع الرئيسية للكيمياء - الكيمياء العضوية. الكربون هو عنصر حيوي. تلعب مركباته دورًا خاصًا في حياة الكائنات النباتية والحيوانية (متوسط ​​محتوى الكربون - 18٪). ينتشر الكربون على نطاق واسع في الفضاء؛ أما بالنسبة للشمس فيحتل المرتبة الرابعة بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين.

الكربون (الكربون (باللاتينية Carboneum، من carbo - الفحم)، C (اقرأ "ce")، عنصر كيميائي برقم ذري 6، الكتلة الذرية 12,011. يتكون الكربون الطبيعي من نويدتين مستقرتين: 12 درجة مئوية بنسبة 98.892% بالكتلة و13 درجة مئوية - 1.108%. في الخليط الطبيعي للنويدات، النويدة المشعة 14 C (ب - باعث، نصف عمر 5730 سنة) موجودة دائما بكميات ضئيلة. يتشكل باستمرار في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي تحت تأثير النيوترونات من الإشعاع الكوني على نظير النيتروجين 14 ن:
14 7 ن + 1 0 ن = 14 6 ج + 1 1 ح.
يقع الكربون في المجموعة IVA، في الفترة الثانية من الجدول الدوري. تكوين الطبقة الإلكترونية الخارجية للذرة في الحالة الأرضية 2 س 2 ص 2 . حالات الأكسدة الأكثر أهمية هي +2 +4، -4، التكافؤ الرابع والثاني.
نصف قطر ذرة الكربون المحايدة هو 0.077 نانومتر. يبلغ نصف قطر أيون C4+ 0.029 نانومتر (رقم التنسيق 4)، 0.030 نانومتر (رقم التنسيق 6). طاقات التأين المتتابعة للذرة المحايدة هي 11.260، 24.382، 47.883، 64.492 و 392.09 فولت. السالبية الكهربية حسب بولينج (سم.بولينج لينوس) 2,5.
مرجع تاريخي
الكربون معروف منذ العصور القديمة. تم استخدام الفحم لاستخلاص المعادن من خامات الماس (سم.الماس (المعادن))- مثل الحجر الكريم. في عام 1789، الكيميائي الفرنسي أ.ل.لافوازييه (سم.لافوازييه أنطوان لوران)خلص إلى الطبيعة العنصرية للكربون.
تم الحصول على الماس الاصطناعي لأول مرة في عام 1953 من قبل باحثين سويديين، لكنهم لم يتمكنوا من نشر النتائج. وفي ديسمبر 1954، تم الحصول على الماس الاصطناعي، وفي بداية عام 1955، نشر موظفو شركة جنرال إلكتريك النتائج. (سم.جنرال إلكتريك)
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم الحصول على الماس الاصطناعي لأول مرة في عام 1960 من قبل مجموعة من العلماء بقيادة V. N. Bakul وL. F. Vereshchagin. (سم.فيرشاجين ليونيد فيدوروفيتش) .
في عام 1961 من قبل المجموعة الكيميائيون السوفييتتحت قيادة V. V. Korshak، تم تصنيع التعديل الخطي للكربون - كاربين. بعد فترة وجيزة، تم اكتشاف كاربين في حفرة نيزك ريس (ألمانيا). في عام 1969، في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم تصنيع بلورات الماس الشبيهة بالشعيرات تحت الضغط العادي، وتمتلك قوة عالية وخالية من العيوب عمليًا.
في عام 1985، كروتو (سم.لطيف هارولد)اكتشف زي جديدفوليرين الكربون (سم.الفوليرين) C 60 و C 70 في الطيف الكتلي للجرافيت المتبخر أثناء تشعيع الليزر. في الضغوط العاليةتم الحصول على لونسداليت.
التواجد في الطبيعة
المحتوى الموجود في القشرة الأرضية هو 0.48% بالوزن. يتراكم في المحيط الحيوي: في المادة الحية 18% فحم، في الخشب 50%، الخث 62%، الغازات الطبيعية القابلة للاحتراق 75%، الصخر الزيتي 78%، الفحم الصلب والبني 80%، النفط 85%، الجمرة الخبيثة 96%. يتركز جزء كبير من فحم الغلاف الصخري في الحجر الجيري والدولوميت. الكربون في حالة الأكسدة +4 هو جزء من صخور الكربونات والمعادن (الطباشير والحجر الجيري والرخام والدولوميت). ثاني أكسيد الكربون CO2 (0.046% بالوزن) مكون دائم الهواء الجوي. يوجد ثاني أكسيد الكربون دائمًا في صورة مذابة في مياه الأنهار والبحيرات والبحار.
تم اكتشاف مواد تحتوي على الكربون في الغلاف الجوي للنجوم والكواكب والنيازك.
إيصال
منذ العصور القديمة، تم إنتاج الفحم عن طريق الاحتراق غير الكامل للخشب. في القرن 19 فحمفي علم المعادن تم استبداله بالفحم (فحم الكوك).
حاليًا، يتم استخدام التكسير في الإنتاج الصناعي للكربون النقي. (سم.تكسير) غاز طبيعيالميثان (سم.الميثان)الفصل 4:
CH 4 = C + 2H 2
يتم تحضير الفحم للأغراض الطبية عن طريق حرق قشور جوز الهند. ولأغراض المختبرات، يتم الحصول على الفحم النقي الذي لا يحتوي على شوائب غير قابلة للاحتراق عن طريق الاحتراق غير الكامل للسكر.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الكربون هو مادة غير معدنية.
يتم تفسير تنوع مركبات الكربون من خلال قدرة ذراتها على الارتباط مع بعضها البعض، وتشكيل هياكل وطبقات وسلاسل ودورات ثلاثية الأبعاد. هناك أربعة تعديلات متآصلة للكربون معروفة: الماس، والجرافيت، والكارباين، والفوليريت. يتكون الفحم من بلورات صغيرة ذات بنية غير منتظمة من الجرافيت. كثافته 1.8-2.1 جم/سم3. السخام عبارة عن جرافيت مطحون بدرجة عالية.
الماس معدن ذو شبكة مكعبة مركزية الوجه. توجد ذرات C في الماس sp 3 - حالة هجينة. تشكل كل ذرة 4 روابط تساهمية مع أربع ذرات C مجاورة تقع عند رؤوس رباعي السطوح، وفي وسطه ذرة C. والمسافات بين الذرات في رباعي السطوح هي 0.154 نانومتر. لا توجد موصلية إلكترونية، فجوة النطاق 5.7 فولت. من بين جميع المواد البسيطة، يمتلك الماس أكبر عدد من الذرات لكل وحدة حجم. كثافته 3.51 جم/سم3 . الصلابة على مقياس موس المعدني (سم.مقياس موس)تعتبر 10. لا يمكن خدش الماسة إلا بماسة أخرى؛ لكنها هشة وتتكسر عند الاصطدام ذو شكل غير منتظم. مستقرة من الناحية الديناميكية الحرارية فقط عند الضغوط العالية. ومع ذلك، عند درجة حرارة 1800 درجة مئوية، يحدث تحول الماس إلى جرافيت بسرعة. يحدث التحول العكسي للجرافيت إلى الماس عند درجة حرارة 2700 درجة مئوية وضغط يتراوح بين 11-12 جيجا باسكال.
الجرافيت عبارة عن مادة رمادية داكنة ذات طبقات ذات شبكة بلورية سداسية. مستقرة من الناحية الديناميكية الحرارية على نطاق واسع من درجات الحرارة والضغوط. تتكون من طبقات متوازية مكونة من أشكال سداسية منتظمة من ذرات الكربون C، وتقع ذرات الكربون في كل طبقة مقابل مراكز الأشكال السداسية الموجودة في الطبقات المجاورة؛ ويتكرر موضع الطبقات بعضها البعض، ويتم إزاحة كل طبقة بالنسبة إلى الأخرى في الاتجاه الأفقي بمقدار 0.1418 نانومتر. داخل الطبقة، تكون الروابط بين الذرات تساهمية، وتتكون sp 2 - المدارات الهجينة. يتم تنفيذ الاتصالات بين الطبقات بواسطة فان دير فال الضعيف (سم.التفاعل بين الجزيئات)القوات، لذلك يتم تقشير الجرافيت بسهولة. يتم تثبيت هذه الحالة بواسطة الرابطة الرابعة غير المحلية. يتمتع الجرافيت بموصلية كهربائية جيدة. كثافة الجرافيت هي 2.1-2.5 كجم/دم3.
في جميع التعديلات المتآصلة، في ظل الظروف العادية، يكون الكربون غير نشط كيميائيا. في التفاعلات الكيميائيةيأتي فقط عند تسخينه. في هذه الحالة، يتناقص النشاط الكيميائي للكربون في سلسلة السخام والفحم والجرافيت والماس. يشتعل السخام الموجود في الهواء عند تسخينه إلى 300 درجة مئوية، ويشتعل الماس عند 850-1000 درجة مئوية. أثناء الاحتراق، يتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون CO 2 وCO. وبتسخين ثاني أكسيد الكربون بالفحم، يتم الحصول أيضًا على أول أكسيد الكربون (II) CO:
ثاني أكسيد الكربون 2 + ج = 2CO
ج + ح 2 يا ( بخار مسخن جدا) = CO +H 2
تم تصنيع أول أكسيد الكربون C2O3.
ثاني أكسيد الكربون هو أكسيد حمضي، ويرتبط بحمض الكربونيك الضعيف وغير المستقر H2CO3، والذي يوجد فقط في المحاليل المائية الباردة المخففة للغاية. أملاح حمض الكربونيك - كربونات (سم.الكربونات)(K 2 CO 3، CaCO 3) والبيكربونات (سم.الهيدروكربونات)(ناهكو 3، كاليفورنيا (هكو 3) 2).
مع الهيدروجين (سم.هيدروجين)يتفاعل الجرافيت والفحم عند درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية لتكوين خليط من الهيدروكربونات. يتفاعل مع الفلور عند درجة حرارة 900 درجة مئوية، ويشكل خليطًا من مركبات الفلوروكربون. وبتمرير تفريغ كهربائي بين أقطاب الكربون في جو من النيتروجين، يتم الحصول على غاز السيانوجين (CN) 2؛ إذا وجد الهيدروجين في خليط الغاز، يتكون حمض الهيدروسيانيك HCN. عند درجات حرارة عالية جدًا، يتفاعل الجرافيت مع الكبريت، (سم.الكبريت)السيليكون، البورون، تشكيل الكربيدات - CS 2، SiC، B 4 C.
يتم إنتاج الكربيدات من تفاعل الجرافيت مع المعادن عند درجات حرارة عالية: كربيد الصوديوم Na2C2، كربيد الكالسيوم CaC2، كربيد المغنيسيوم Mg2C3، كربيد الألومنيوم Al4C3. تتحلل هذه الكربيدات بسهولة بالماء إلى هيدروكسيد المعدن والهيدروكربون المقابل:
Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4
مع المعادن الانتقالية، يشكل الكربون كربيدات مستقرة كيميائيًا تشبه المعدن، على سبيل المثال، كربيد الحديد (الإسمنتيت) Fe 3 C، وكربيد الكروم Cr 2 C 3، وكربيد التنغستن WC. كربيدات - مواد بلورية، طبيعة الرابطة الكيميائيةقد تكون مختلفة.
عند تسخينه، يقوم الفحم باختزال العديد من المعادن من أكاسيدها:
FeO + C = Fe + CO،
2CuO+ C = 2Cu+ CO 2
عند تسخينه، فإنه يختزل الكبريت (VI) إلى الكبريت (IV) من حمض الكبريتيك المركز:
2H2SO4 + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O
عند 3500 درجة مئوية و الضغط الطبيعييتسامي الكربون.
طلب
أكثر من 90% من جميع مصادر الطاقة الأولية المستهلكة في العالم تأتي من الوقود الأحفوري. ويستخدم 10% من الوقود المستخرج كمواد خام للتخليق العضوي والبتروكيميائي الأساسي لإنتاج البلاستيك.
العمل الفسيولوجي
الكربون هو العنصر الحيوي الأكثر أهمية وهو الوحدة الهيكليةالمركبات العضوية المشاركة في بناء الكائنات الحية وضمان وظائفها الحيوية (البوليمرات الحيوية والفيتامينات والهرمونات والوسطاء وغيرها). محتوى الكربون في الكائنات الحية لكل مادة جافة هو 34.5-40% نباتات مائيةوالحيوانات، 45.4-46.5% في النباتات والحيوانات الأرضية و54% في البكتيريا. أثناء العمليات الحياتية للكائنات الحية، يحدث التحلل التأكسدي للمركبات العضوية مع إطلاقها بيئة خارجيةثاني أكسيد الكربون. ثاني أكسيد الكربون (سم.ثاني أكسيد الكربون)، المذاب في السوائل البيولوجية والمياه الطبيعية، يساهم في الحفاظ على الحموضة المثالية للبيئة مدى الحياة. يشكل الكربون الموجود في CaCO 3 الهيكل الخارجي للعديد من اللافقاريات ويوجد في المرجان وقشور البيض.
أثناء عمليات الإنتاج المختلفة، تدخل جزيئات الفحم والسخام والجرافيت والماس إلى الغلاف الجوي وتوجد فيه على شكل رذاذ. MPC لغبار الكربون في مناطق العمل هو 4.0 ملجم/م3، للفحم 10 ملجم/م3.

القاموس الموسوعي . 2009 .

انظر ما هو "الكربون" في القواميس الأخرى:

جدول النيوكليدات معلومات عامةالاسم والرمز الكربون 14، 14C الأسماء البديلة الكربون المشع، الكربون المشع النيوترونات 8 البروتونات 6 خصائص النويدة الكتلة الذرية ... ويكيبيديا

جدول النويدات معلومات عامة الاسم والرمز الكربون 12، 12C النيوترونات 6 البروتونات 6 خصائص النويدة الكتلة الذرية 12.0000000(0) ... ويكيبيديا

جدول النويدات معلومات عامة الاسم، الرمز الكربون 13، 13C النيوترونات 7 البروتونات 6 خصائص النويدات الكتلة الذرية 13.0033548378(10) ... ويكيبيديا

- (lat. Carboneum) ج، كيميائي. عنصر المجموعة الرابعة من نظام مندليف الدوري، العدد الذري 6، الكتلة الذرية 12.011. التعديلات البلورية الرئيسية هي الماس والجرافيت. في الظروف العادية، يكون الكربون خاملًا كيميائيًا؛ على ارتفاع... ... القاموس الموسوعي الكبير

- (الكربونيوم)، C، عنصر كيميائي من المجموعة الرابعة من الجدول الدوري، العدد الذري 6، الكتلة الذرية 12.011؛ اللافلزية. المحتوى الموجود في القشرة الأرضية هو 2.3×10 2% بالكتلة. الأشكال البلورية الرئيسية للكربون هي الماس والجرافيت. كربون المكون الرئيسي… … الموسوعة الحديثة

كربون- (الكربونيوم)، C، عنصر كيميائي من المجموعة الرابعة من الجدول الدوري، العدد الذري 6، الكتلة الذرية 12.011؛ اللافلزية. المحتوى الموجود في القشرة الأرضية هو 2.3×10 2% وزناً. الأشكال البلورية الرئيسية للكربون هي الماس والجرافيت. الكربون هو المكون الرئيسي...... القاموس الموسوعي المصور

كربون- (1) الكيمياء. العنصر، الرمز C (lat. Carboneum)، في. و. 6، في. م 12011. وهو موجود في العديد من التعديلات (الأشكال) المتآصلة (الماس والجرافيت ونادرًا الكاربين والشاويت واللونسداليت في الحفر النيزكية). منذ عام 1961 / تم اعتماد كتلة ذرة النظير 12C ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

- (الرمز C) وهو عنصر غير معدني واسع الانتشار من المجموعة الرابعة من الجدول الدوري. يشكل الكربون عددًا كبيرًا من المركبات، التي تشكل مع الهيدروكربونات والمواد غير المعدنية الأخرى الأساس... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

خصائص العنصر

6 ج 1 ق 2 2 ق 2 2 ع 2

النظائر: 12 درجة مئوية (98.892%)؛ 13 ج (1.108%)؛ 14 درجة مئوية (مشعة)

كلارك في القشرة الأرضية تبلغ كتلته 0.48%. أشكال الموقع:

في شكل حر (الفحم والماس)؛

في تكوين الكربونات (CaCO 3، MgCO 3، إلخ)؛

كجزء من الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز)؛

على شكل ثاني أكسيد الكربون - في الغلاف الجوي (0.03% من حيث الحجم)؛

في المحيط العالمي - على شكل HCO 3 - الأنيونات؛

في تكوين المادة الحية (-18% كربون).

كيمياء مركبات الكربون بشكل رئيسي الكيمياء العضوية. تتم دراسة المواد التالية المحتوية على C في سياق الكيمياء غير العضوية: الكربون الحر، والأكاسيد (CO و CO 2)، وحمض الكربونيك، والكربونات، والبيكربونات.

الكربون الحر. التآصل.

في الحالة الحرة، يشكل الكربون 3 تعديلات متآصلة: الماس والجرافيت والكارباين المنتج صناعيًا. تختلف هذه التعديلات للكربون في التركيب الكيميائي البلوري والخصائص الفيزيائية.

الماس

في بلورة الماس، ترتبط كل ذرة كربون بروابط تساهمية قوية بأربع ذرات أخرى موضوعة حولها على مسافات متساوية.

جميع ذرات الكربون في حالة تهجين sp3. الشبكة البلورية الذرية للماس لها هيكل رباعي السطوح.

الماس مادة عديمة اللون، شفافة، شديدة الانكسار. لديها أكبر صلابة بين جميع المواد المعروفة. الماس هش، ومقاوم للحرارة، ويوصل الحرارة بشكل سيء كهرباء. تحدد المسافات الصغيرة بين ذرات الكربون المجاورة (0.154 نانومتر) الكثافة العالية للماس (3.5 جم/سم3).

الجرافيت

في الشبكة البلورية للجرافيت، تكون كل ذرة كربون في حالة تهجين sp2 وتشكل ثلاث روابط تساهمية قوية مع ذرات الكربون الموجودة في نفس الطبقة. تشارك ثلاثة إلكترونات من كل ذرة كربون في تكوين هذه الروابط، وتشكل إلكترونات التكافؤ الرابعة روابط n وتكون حرة نسبيًا (متنقلة). وهي تحدد التوصيل الكهربائي والحراري للجرافيت.

طول الرابطة التساهمية بين ذرات الكربون المتجاورة في نفس المستوى هو 0.152 نانومتر، والمسافة بين ذرات C في الطبقات المختلفة أكبر 2.5 مرة، وبالتالي فإن الروابط بينها ضعيفة.

الجرافيت عبارة عن مادة معتمة وناعمة ودهنية الملمس ذات لون رمادي-أسود مع لمعان معدني؛ يوصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد. يتمتع الجرافيت بكثافة أقل مقارنة بالماس وينقسم بسهولة إلى رقائق رقيقة.

البنية المضطربة للجرافيت البلوري الناعم تكمن وراء الهيكل أشكال مختلفةالكربون غير المتبلور وأهمها فحم الكوك والفحم البني والأسود والسخام والكربون المنشط (النشط).

كاربين

يتم الحصول على هذا التعديل المتآصل للكربون عن طريق الأكسدة الحفزية (التكثيف الهيدروجيني) للأسيتيلين. الكارباين عبارة عن بوليمر متسلسل يأتي في شكلين:

С=С-С=С-... و...=С=С=С=

Carbyne له خصائص أشباه الموصلات.

الخواص الكيميائية للكربون

في درجات الحرارة العادية، يكون كلا النوعين من الكربون (الماس والجرافيت) خاملين كيميائيًا. أشكال بلورية دقيقة من الجرافيت - فحم الكوك، والسخام، كربون مفعل- أكثر تفاعلاً، ولكن عادة بعد تسخينها إلى درجة حرارة عالية.

ج - عامل الاختزال النشط:

1. التفاعل مع الأكسجين

C + O 2 = CO 2 + 393.5 كيلوجول (فائض O 2)

2C + O 2 = 2CO + 221 كيلوجول (مع نقص O 2)

حرق الفحم هو واحد من أهم المصادرطاقة.

2. التفاعل مع الفلور والكبريت.

C + 2F 2 = رباعي فلوريد الكربون CF 4

C + 2S = ثاني كبريتيد الكربون CS2

3. يعتبر فحم الكوك أحد أهم عوامل الاختزال المستخدمة في الصناعة. وفي علم المعادن يتم استخدامه للحصول على المعادن من الأكاسيد، على سبيل المثال:

ZS + Fe 2 O 3 = 2Fe + ZSO

C + أكسيد الزنك = الزنك + ثاني أكسيد الكربون

4. عندما يتفاعل الكربون مع أكاسيد الفلزات القلوية والفلزات الأرضية القلوية، يتحد المعدن المختزل مع الكربون لتكوين كربيد. على سبيل المثال: 3S + CaO = CaC 2 + CO كربيد الكالسيوم

5. يستخدم فحم الكوك أيضًا لإنتاج السيليكون:

2C + SiO 2 = Si + 2СО

6. إذا كان هناك فائض من فحم الكوك، يتم تشكيل كربيد السيليكون (كاربوروندوم) SiC.

إنتاج “غاز الماء” (تغويز الوقود الصلب)

وبتمرير بخار الماء عبر الفحم الساخن، يتم الحصول على خليط قابل للاشتعال من ثاني أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين، يسمى غاز الماء:

ج + ح 2 يا = كو + ح 2

7. التفاعلات مع الأحماض المؤكسدة.

عند تسخينه، يقوم الفحم المنشط أو الفحم النباتي باختزال الأنيونات NO 3 - وSO 4 2 - من الأحماض المركزة:

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O

8. التفاعلات مع نترات الفلزات القلوية المنصهرة

في ذوبان KNO 3 وNaNO 3، يحترق الفحم المسحوق بشدة ويشكل لهبًا مبهرًا:

5C + 4KNO 3 = 2K 2 CO 3 + ZCO 2 + 2N 2

ج - عامل مؤكسد منخفض النشاط:

1. تكوين كربيدات شبيهة بالملح مع معادن نشطة.

يتم التعبير عن الضعف الكبير في الخواص غير المعدنية للكربون في حقيقة أن وظائفه كعامل مؤكسد تتجلى بدرجة أقل بكثير من وظائف الاختزال.

2. فقط في التفاعلات مع المعادن النشطة تتحول ذرات الكربون إلى أيونات سالبة الشحنة C -4 و (C=C) 2-، لتشكل كربيدات شبيهة بالملح:

ZS + 4Al = Al 4 C 3 كربيد الألومنيوم

2C + Ca = CaC2 كربيد الكالسيوم

3. الكربيدات الأيونية مركبات غير مستقرة للغاية، فهي تتحلل بسهولة تحت تأثير الأحماض والماء، مما يدل على عدم استقرار أنيونات الكربون سالبة الشحنة:

آل 4 ج 3 + 12 ح 2 يا = ZSN 4 + 4 آل (أوه) 3

CaC 2 + 2H 2 O = C 2 H 2 + Ca(OH) 2

4. تكوين المركبات التساهمية مع المعادن

في ذوبان مخاليط الكربون مع المعادن الانتقالية، تتشكل الكربيدات في الغالب بنوع من الروابط التساهمية. تحتوي جزيئاتها على تركيبة متغيرة، والمواد ككل قريبة من السبائك. تتميز هذه الكربيدات بأنها مستقرة للغاية، فهي خاملة كيميائيًا بالنسبة للماء والأحماض والقلويات والعديد من الكواشف الأخرى.

5. التفاعل مع الهيدروجين

عند ارتفاع T وP، وفي وجود محفز النيكل، يتحد الكربون مع الهيدروجين:

ج + 2НН 2 → НН 4

رد الفعل قابل للعكس بدرجة كبيرة وليس له أي أهمية عملية.

الخصائص الفيزيائية:يشكل الكربون العديد من التعديلات المتآصلة: الماس- واحدة من أكثر المواد الصلبة, الجرافيت والفحم والسخام.

تحتوي ذرة الكربون على 6 إلكترونات: 1s 2 2s 2 2p 2 . يقع الإلكترونان الأخيران في مدارات p منفصلة وغير متزاوجة. من حيث المبدأ، يمكن أن يشغل هذا الزوج نفس المدار، ولكن في هذه الحالة يزداد التنافر بين الإلكترونات بشكل كبير. لهذا السبب، أحدهما يأخذ 2p x، والآخر، إما 2p y , أو مدارات 2p z.

يكون الفرق في طاقة المستويين الفرعيين s وp للطبقة الخارجية صغيرًا، وبالتالي تدخل الذرة بسهولة في حالة مثارة، حيث ينتقل أحد الإلكترونين من المدار 2s إلى إلكتروني حر 2 فرك.تظهر حالة التكافؤ بالتكوين 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . إن حالة ذرة الكربون هذه هي التي تميز الشبكة الماسية - الترتيب المكاني رباعي السطوح للمدارات الهجينة، وطول وطاقة الروابط المتطابقة.

ومن المعروف أن هذه الظاهرة تسمى س 3 - التهجين،والوظائف الناشئة هي sp 3 -hybrid . إن تكوين أربع روابط sp 3 يوفر لذرة الكربون حالة أكثر استقرارًا من ثلاث روابط ص-ر-واتصال واحد. بالإضافة إلى تهجين sp 3، يتم أيضًا ملاحظة تهجين sp 2 و sp عند ذرة الكربون . في الحالة الأولى، يحدث التداخل المتبادل س-واثنين من المدارات ف. يتم تشكيل ثلاثة مدارات هجينة مكافئة sp2، تقع في نفس المستوى بزاوية 120 درجة مع بعضها البعض. المدار الثالث p لم يتغير وموجه بشكل عمودي على المستوى sp2.

أثناء التهجين sp، تتداخل المدارات s و p. تنشأ زاوية قدرها 180 درجة بين المدارين الهجينين المتكافئين المتكونين، بينما يبقى المداران p لكل ذرة دون تغيير.

تآصل الكربون. الماس والجرافيت

في بلورة الجرافيت، توجد ذرات الكربون في مستويات متوازية، وتحتل رؤوس الأشكال السداسية المنتظمة. ترتبط كل ذرة كربون بثلاث روابط هجينة sp2 مجاورة. بين طائرات متوازيةيتم الاتصال بفضل قوات فان دير فالس. يتم توجيه المدارات p الحرة لكل ذرة بشكل عمودي على مستويات الروابط التساهمية. يفسر تداخلها الرابطة الإضافية بين ذرات الكربون. وهكذا من تحدد حالة التكافؤ التي توجد بها ذرات الكربون في المادة خواص هذه المادة.

الخواص الكيميائية للكربون

حالات الأكسدة الأكثر تميزا هي: +4، +2.

في درجات الحرارة المنخفضةالكربون خامل، ولكن عند تسخينه يزداد نشاطه.

الكربون كعامل اختزال:

- بالأكسجين
C 0 + O 2 – t° = CO 2 ثاني أكسيد الكربون
مع نقص الأكسجين - الاحتراق غير الكامل:
2C 0 + O 2 – t° = 2C +2 O أول أكسيد الكربون

- بالفلور
ج + 2ف 2 = سف 4

- مع بخار الماء
C 0 + H 2 O – 1200° = C +2 O + H 2 ماء غاز

- مع أكاسيد المعادن. هذه هي الطريقة التي يتم بها صهر المعدن من الخام.
C 0 + 2CuO – t° = 2Cu + C +4 O 2

- مع الأحماض - العوامل المؤكسدة:
C 0 + 2H 2 SO 4 (محدد) = C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
C 0 + 4HNO 3 (conc.) = C +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

- يشكل ثاني كبريتيد الكربون مع الكبريت :
ج + 2س 2 = كس 2.

الكربون كعامل مؤكسد:

- يشكل الكربيدات مع بعض المعادن

4Al + 3C 0 = آل 4 ج 3

Ca + 2C 0 = CaC 2 -4

- مع الهيدروجين - الميثان (بالإضافة إلى عدد كبير من المركبات العضوية)

C0 + 2H2 = CH4

- مع السيليكون، يشكل الكاربورندوم (عند 2000 درجة مئوية في فرن كهربائي):

العثور على الكربون في الطبيعة

ويتواجد الكربون الحر على شكل الماس والجرافيت. في شكل مركبات، يوجد الكربون في المعادن: الطباشير والرخام والحجر الجيري - CaCO 3، الدولوميت - MgCO 3 *CaCO 3؛ الهيدروكربونات - Mg(HCO 3) 2 و Ca(HCO 3) 2، CO 2 جزء من الهواء؛ الكربون هو المكون الرئيسي للمركبات العضوية الطبيعية - الغاز والنفط والفحم والجفت، وهو جزء من المواد العضوية والبروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض الأمينية التي تشكل الكائنات الحية.

مركبات الكربون غير العضوية

لا تتشكل أيونات C 4+ ولا C 4- أثناء أي عمليات كيميائية تقليدية: تحتوي مركبات الكربون على روابط تساهمية ذات أقطاب مختلفة.

أول أكسيد الكربونشركة

أول أكسيد الكربون؛ عديم اللون، عديم الرائحة، قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء، قابل للذوبان في المذيبات العضوية، سام، نقطة الغليان = -192 درجة مئوية؛ ر ر. = -205 درجة مئوية.

إيصال
1) في الصناعة (في مولدات الغاز):
ج + يا 2 = ثاني أكسيد الكربون 2

2) في المختبر - التحلل الحراري لحمض الفورميك أو الأكساليك في وجود H 2 SO 4 (conc.):
HCOOH = H2O + CO

ح 2 ج 2 يا 4 = CO + CO 2 + H 2 O

الخواص الكيميائية

في ظل الظروف العادية، يكون ثاني أكسيد الكربون خاملًا؛ عند تسخينه - عامل اختزال؛ أكسيد غير الملح.

1) بالأكسجين

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) مع أكاسيد المعادن

C +2 O + CuO = Cu + C +4 O 2

3) بالكلور (في الضوء)

CO + Cl 2 – hn = COCl 2 (الفوسجين)

4) يتفاعل مع ذوبان القلويات (تحت الضغط)

CO + NaOH = HCOONa (فورمات الصوديوم)

5) يشكل الكربونيلات مع المعادن الانتقالية

Ni + 4CO - t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO – t° = Fe(CO) 5

أول أكسيد الكربون (IV) CO2

ثاني أكسيد الكربون، عديم اللون، عديم الرائحة، قابل للذوبان في الماء - 0.9 فولت CO 2 يذوب في 1 فولت H 2 O (في الظروف العادية)؛ أثقل من الهواء؛ t°pl = -78.5 درجة مئوية (يسمى ثاني أكسيد الكربون الصلب "الثلج الجاف")؛ لا يدعم الاحتراق.

إيصال

1. التحلل الحراري لأملاح حمض الكربونيك (الكربونات). حرق الحجر الجيري:

CaCO 3 – t° = CaO + CO 2

1. تأثير الأحماض القوية على الكربونات والبيكربونات:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H2O + CO2

NaHCO 3 + حمض الهيدروكلوريك = NaCl + H2O + CO2

المواد الكيميائيةملكياتشركة2
أكسيد الحمض: يتفاعل مع الأكاسيد والقواعد الأساسية لتكوين أملاح حمض الكربونيك

نا 2 O + CO 2 = نا 2 CO 3

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

هيدروكسيد الصوديوم + CO2 = NaHCO3

في حرارة عاليةقد يحمل خصائص مؤكسدة

C +4 O 2 + 2Mg – t° = 2Mg +2 O + C 0

رد فعل نوعي

غيوم ماء الجير:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯ (الراسب الأبيض) + H 2 O

ويختفي عند مرور ثاني أكسيد الكربون في ماء الجير لفترة طويلة، وذلك لأنه تتحول كربونات الكالسيوم غير القابلة للذوبان إلى بيكربونات قابلة للذوبان:

كربونات الكالسيوم 3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3) 2

حمض الكربونيك ومكوناتهملح

ح 2ثاني أكسيد الكربون 3 -حمض ضعيف، يوجد فقط في المحاليل المائية:

CO 2 + H2 O ↔ H2 CO 3

ثنائي القاعدة:
ح 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 — أملاح حمضية- البيكربونات والهيدروكربونات
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- أملاح متوسطة - كربونات

جميع خصائص الأحماض مميزة.

يمكن للكربونات والبيكربونات أن تتحول إلى بعضها البعض:

2NaHCO 3 – t° = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3

الكربونات المعدنية (ما عدا الفلزات القلوية) تنزع الكربوكسيل عند تسخينها لتشكل أكسيد:

CuCO 3 – t° = CuO + CO 2

رد فعل نوعي- "الغليان" تحت تأثير حمض قوي:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

CO 3 2- + 2H + = H2O + CO 2

كربيدات

كربيد الكالسيوم:

CaO + 3 C = CaC 2 + CO

CaC 2 + 2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2.

يتم إطلاق الأسيتيلين عندما يتفاعل الزنك والكادميوم واللانثانم وكربيدات السيريوم مع الماء:

2 LaC 2 + 6 H 2 O = 2La(OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2.

يتحلل Be 2 C وAl 4 C 3 مع الماء لتكوين غاز الميثان:

Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al(OH) 3 = 3 CH 4.

في التكنولوجيا، يتم استخدام كربيدات التيتانيوم TiC، التنغستن W 2 C (السبائك الصلبة)، السيليكون SiC (الكاربوروندوم - كمادة كاشطة ومواد للسخانات).

السيانيد

يتم الحصول عليها عن طريق تسخين الصودا في جو من الأمونيا وأول أكسيد الكربون:

Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO = 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

حمض الهيدروسيانيك HCN – منتج مهمالصناعة الكيميائية، وتستخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي. ها الإنتاج العالمييصل إلى 200 ألف طن سنويا. الهيكل الإلكترونيأنيون السيانيد يشبه أول أكسيد الكربون (II)، وتسمى هذه الجسيمات إيزوإلكترونية:

ج = يا: [:ج = ن:] -

السيانيد (0.1-0.2% المحلول المائي) المستخدمة في تعدين الذهب:

2 Au + 4 KCN + H2O + 0.5O2 = 2K + 2KOH.

عند غليان محاليل السيانيد مع الكبريت أو المواد الصلبة الذائبة، فإنها تتشكل ثيوسيانات:
KCN + S = KSCN.

عندما يتم تسخين السيانيد من المعادن منخفضة النشاط، يتم الحصول على السيانيد: Hg(CN) 2 = Hg + (CN) 2. تتأكسد محاليل السيانيد إلى السيانات:

2 كيكن + يا 2 = 2 كوكن.

حمض السيانيك موجود في شكلين:

H-N=C=O; H-O-C = ن:

في عام 1828، حصل فريدريش فولر (1800-1882) على اليوريا من سيانات الأمونيوم: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 عن طريق تبخير محلول مائي.

عادة ما يُنظر إلى هذا الحدث على أنه انتصار للكيمياء الاصطناعية على "النظرية الحيوية".

هناك ايزومر حمض السيانيك - حمض متفجر

H-O-N=C.
وتستخدم أملاحه (فلمينات الزئبق Hg(ONC) 2) في أدوات الإشعال.

توليف اليوريا(اليوريا):

CO 2 + 2 NH 3 = CO(NH 2) 2 + H 2 O. عند 130 درجة مئوية و100 ضغط جوي.

اليوريا هي أميد حمض الكربونيك، وهناك أيضًا "نظيرها النيتروجيني" - الجوانيدين.

كربونات

وأهم مركبات الكربون غير العضوية هي أملاح حمض الكربونيك (الكربونات). H 2 CO 3 حمض ضعيف (K 1 = 1.3 10 -4؛ K 2 = 5 10 -11). يدعم عازلة كربونات توازن ثاني أكسيد الكربونفي الغلاف الجوي. تتمتع محيطات العالم بقدرة عازلة هائلة لأنها نظام مفتوح. التفاعل المنظم الرئيسي هو التوازن أثناء تفكك حمض الكربونيك:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - .

عندما تنخفض الحموضة، يحدث امتصاص إضافي لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي مع تكوين الحمض:
CO 2 + H2 O ↔ H2 CO 3 .

مع زيادة الحموضة، تذوب الصخور الكربونية (الأصداف والطباشير ورواسب الحجر الجيري في المحيط)؛ وهذا يعوض فقدان أيونات الهيدروكربونات:

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 —

كربونات الكالسيوم 3 (الصلبة) ↔ الكالسيوم 2+ + ثاني أكسيد الكربون 3 2-

تتحول الكربونات الصلبة إلى بيكربونات قابلة للذوبان. إن عملية إذابة ثاني أكسيد الكربون الزائد كيميائيًا هي التي تقاوم "تأثير الاحتباس الحراري" - الاحتباس الحراري بسبب امتصاص ثاني أكسيد الكربون الإشعاع الحراريأرض. ويستخدم حوالي ثلث إنتاج العالم من الصودا (كربونات الصوديوم Na2CO3) في إنتاج الزجاج.