పాఠం సారాంశం "కార్బన్ అణువు యొక్క నిర్మాణం. కార్బన్ పరమాణువు యొక్క వాలెన్స్ స్టేట్స్"

కార్బన్ బహుశా భూమిపై ప్రధాన మరియు అద్భుతమైన రసాయన మూలకం, ఎందుకంటే దాని సహాయంతో అకర్బన మరియు సేంద్రీయమైన వివిధ సమ్మేళనాలు భారీ మొత్తంలో ఏర్పడతాయి. కార్బన్ అన్ని జీవులకు ఆధారం; నీరు మరియు ఆక్సిజన్‌తో పాటు కార్బన్ మన గ్రహం మీద జీవానికి ఆధారం అని మనం చెప్పగలం! కార్బన్ వివిధ రకాల రూపాలను కలిగి ఉంటుంది, అవి వాటి భౌతిక రసాయన లక్షణాలలో లేదా ప్రదర్శనలో సారూప్యంగా ఉండవు. అయితే అదంతా కార్బన్‌!

కార్బన్ ఆవిష్కరణ చరిత్ర

కార్బన్ పురాతన కాలం నుండి మానవాళికి తెలుసు. పురాతన గ్రీకులు గ్రాఫైట్ మరియు బొగ్గును ఉపయోగించారు మరియు భారతదేశంలో వజ్రాలు ఉపయోగించబడ్డాయి. నిజమే, రూపాన్ని పోలి ఉండే సమ్మేళనాలు తరచుగా గ్రాఫైట్‌గా తప్పుగా భావించబడతాయి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, గ్రాఫైట్ పురాతన కాలంలో, ముఖ్యంగా రాయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. దాని పేరు కూడా గ్రీకు పదం "గ్రాఫో" నుండి వచ్చింది - "నేను వ్రాస్తాను". గ్రాఫైట్ ఇప్పుడు పెన్సిల్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. 18వ శతాబ్దపు మొదటి భాగంలో బ్రెజిల్‌లో వజ్రాలు మొదటిసారిగా వ్యాపారం చేయడం ప్రారంభించాయి, ఆ సమయం నుండి అనేక నిక్షేపాలు కనుగొనబడ్డాయి మరియు 1970లో కృత్రిమంగా వజ్రాలను ఉత్పత్తి చేసే సాంకేతికత అభివృద్ధి చేయబడింది. ఇటువంటి కృత్రిమ వజ్రాలు పరిశ్రమలో ఉపయోగించబడతాయి, అయితే సహజమైనవి, నగలలో ఉపయోగించబడతాయి.

ప్రకృతిలో కార్బన్

కార్బన్ డయాక్సైడ్ రూపంలో వాతావరణం మరియు హైడ్రోస్పియర్‌లో కార్బన్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన మొత్తం సేకరించబడుతుంది. వాతావరణంలో 0.046% కార్బన్ ఉంటుంది, ఇంకా ఎక్కువ ప్రపంచ మహాసముద్రంలో కరిగిపోతుంది.

అదనంగా, మనం పైన చూసినట్లుగా, కార్బన్ జీవులకు ఆధారం. ఉదాహరణకు, 70 కిలోల మానవ శరీరంలో దాదాపు 13 కిలోల కార్బన్ ఉంటుంది! ఇది ఒక వ్యక్తిలో మాత్రమే! మరియు కార్బన్ అన్ని మొక్కలు మరియు జంతువులలో కూడా కనిపిస్తుంది. కాబట్టి పరిగణించండి ...

ప్రకృతిలో కార్బన్ చక్రం

కార్బన్ యొక్క అలోట్రోపిక్ మార్పులు

కార్బన్ అనేది ఒక ప్రత్యేకమైన రసాయన మూలకం, ఇది అలోట్రోపిక్ సవరణలు అని పిలవబడే లేదా, మరింత సరళంగా, వివిధ రూపాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ మార్పులు స్ఫటికాకార, నిరాకార మరియు సమూహాల రూపంలో విభజించబడ్డాయి.

క్రిస్టల్ సవరణలు సాధారణ క్రిస్టల్ లాటిస్‌ను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సమూహంలో ఇవి ఉన్నాయి: డైమండ్, ఫుల్లరైట్, గ్రాఫైట్, లాన్స్‌డేలైట్, కార్బన్ ఫైబర్‌లు మరియు ట్యూబ్‌లు. కార్బన్ యొక్క స్ఫటికాకార మార్పులలో అత్యధిక భాగం "ప్రపంచంలోని కష్టతరమైన పదార్థాలు" ర్యాంకింగ్‌లో మొదటి స్థానంలో ఉన్నాయి.

ఇతర రసాయన మూలకాల యొక్క చిన్న మిశ్రమాలతో కార్బన్ ద్వారా నిరాకార రూపాలు ఏర్పడతాయి. ఈ సమూహం యొక్క ప్రధాన ప్రతినిధులు: బొగ్గు (రాయి, కలప, ఉత్తేజితం), మసి, ఆంత్రాసైట్.

అత్యంత సంక్లిష్టమైన మరియు హై-టెక్ సమ్మేళనాలు క్లస్టర్ల రూపంలో కార్బన్ సమ్మేళనాలు. క్లస్టర్లు ఒక ప్రత్యేక నిర్మాణం, దీనిలో కార్బన్ అణువులు బోలు ఆకారాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ఇది లోపలి నుండి ఇతర మూలకాల అణువులతో నిండి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, నీరు. ఈ సమూహంలో చాలా మంది ప్రతినిధులు లేరు; ఇందులో కార్బన్ నానోకోన్లు, ఆస్ట్రాలెన్స్ మరియు డైకార్బన్ ఉన్నాయి.

కార్బన్ అప్లికేషన్

కార్బన్ మరియు దాని సమ్మేళనాలు మానవ జీవితంలో చాలా ముఖ్యమైనవి. భూమిపై ఇంధనం యొక్క ప్రధాన రకాలు - సహజ వాయువు మరియు చమురు - కార్బన్ నుండి ఏర్పడతాయి. కార్బన్ సమ్మేళనాలు రసాయన మరియు మెటలర్జికల్ పరిశ్రమలు, నిర్మాణం, మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు వైద్యంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. రాకెట్ సైన్స్‌లో ఆభరణాలు, ఫుల్లరైట్ మరియు లాన్స్‌డేలైట్‌లలో వజ్రాల రూపంలో అలోట్రోపిక్ సవరణలు ఉపయోగించబడతాయి. యంత్రాంగాలు, సాంకేతిక పరికరాలు మరియు మరెన్నో కోసం వివిధ కందెనలు కార్బన్ సమ్మేళనాల నుండి తయారు చేయబడతాయి. పరిశ్రమ ప్రస్తుతం కార్బన్ లేకుండా చేయలేము; ఇది ప్రతిచోటా ఉపయోగించబడుతుంది!

ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ అనేది కార్బన్ అణువు యొక్క రసాయన శాస్త్రం. సేంద్రీయ సమ్మేళనాల సంఖ్య అకర్బన వాటి కంటే పదుల రెట్లు ఎక్కువ, ఇది మాత్రమే వివరించబడుతుంది కార్బన్ అణువు యొక్క లక్షణాలు :

ఎ) అతను ఉన్నాడు ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ స్కేల్ మధ్యలో మరియు రెండవ కాలం, అందువల్ల అతను తన స్వంతదానిని ఇవ్వడం మరియు ఇతరుల ఎలక్ట్రాన్‌లను అంగీకరించడం మరియు సానుకూల లేదా ప్రతికూల చార్జ్‌ను పొందడం లాభదాయకం కాదు;

బి) ఎలక్ట్రాన్ షెల్ యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణం – ఎలక్ట్రాన్ జతలు మరియు ఉచిత కక్ష్యలు లేవు (ఇలాంటి నిర్మాణంతో మరో అణువు మాత్రమే ఉంది - హైడ్రోజన్, బహుశా కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ చాలా సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి - హైడ్రోకార్బన్లు).

కార్బన్ అణువు యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం

C – 1s 2 2s 2 2p 2 లేదా 1s 2 2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 0

గ్రాఫికల్ రూపంలో:

ఉత్తేజిత స్థితిలో ఉన్న కార్బన్ అణువు కింది ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాన్ని కలిగి ఉంటుంది:

*C – 1s 2 2s 1 2p 3 లేదా 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1

కణాల రూపంలో:

s- మరియు p-కక్ష్యల ఆకారం

పరమాణు కక్ష్య - సంబంధిత క్వాంటం సంఖ్యలతో ఎలక్ట్రాన్ ఎక్కువగా కనుగొనబడే ప్రదేశం.

ఇది త్రిమితీయ ఎలక్ట్రాన్ "కాంటౌర్ మ్యాప్", దీనిలో వేవ్ ఫంక్షన్ కక్ష్యలోని నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద ఎలక్ట్రాన్‌ను కనుగొనే సాపేక్ష సంభావ్యతను నిర్ణయిస్తుంది.

పరమాణు కక్ష్యల సాపేక్ష పరిమాణాలు వాటి శక్తి పెరిగే కొద్దీ పెరుగుతాయి ( ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్య- n), మరియు అంతరిక్షంలో వాటి ఆకారం మరియు ధోరణి క్వాంటం సంఖ్యలు l మరియు m ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. కక్ష్యలలోని ఎలక్ట్రాన్లు స్పిన్ క్వాంటం సంఖ్య ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. ప్రతి కక్ష్యలో వ్యతిరేక స్పిన్‌లతో 2 కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉండకూడదు.

ఇతర అణువులతో బంధాలను ఏర్పరుచుకున్నప్పుడు, కార్బన్ అణువు దాని ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌ను మారుస్తుంది, తద్వారా బలమైన బంధాలు ఏర్పడతాయి మరియు తత్ఫలితంగా, సాధ్యమైనంత ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది మరియు వ్యవస్థ గొప్ప స్థిరత్వాన్ని పొందుతుంది.

అణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌ను మార్చడానికి శక్తి అవసరం, ఇది బలమైన బంధాల ఏర్పాటు ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది.

ఎలక్ట్రాన్ షెల్ పరివర్తన (హైబ్రిడైజేషన్) ప్రధానంగా 3 రకాలుగా ఉంటుంది, కార్బన్ అణువు బంధాలను ఏర్పరుచుకునే అణువుల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

హైబ్రిడైజేషన్ రకాలు:

sp 3 - ఒక అణువు 4 పొరుగు అణువులతో బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది (టెట్రాహెడ్రల్ హైబ్రిడైజేషన్):

sp 3 యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ ఫార్ములా - హైబ్రిడ్ కార్బన్ అణువు:

* С –1s 2 2(sp 3) 4 కణాల రూపంలో

హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ మధ్య బంధ కోణం ~109°.

కార్బన్ అణువు యొక్క స్టీరియోకెమికల్ ఫార్ములా:

sp 2 - హైబ్రిడైజేషన్ (వాలెన్స్ స్టేట్)- ఒక అణువు 3 పొరుగు పరమాణువులతో బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది (త్రికోణ సంకరీకరణ):

sp 2 యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ ఫార్ములా – హైబ్రిడ్ కార్బన్ అణువు:

* С –1s 2 2(sp 2) 3 2p 1 కణాల రూపంలో

హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ మధ్య బంధ కోణం ~120°.

sp 2 యొక్క స్టీరియోకెమికల్ ఫార్ములా - హైబ్రిడ్ కార్బన్ అణువు:

sp- హైబ్రిడైజేషన్ (వాలెన్స్ స్థితి) - ఒక అణువు 2 పొరుగు అణువులతో బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది (లీనియర్ హైబ్రిడైజేషన్):

sp - హైబ్రిడ్ కార్బన్ అణువు యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రం:

* С –1s 2 2(sp) 2 2p 2 కణాల రూపంలో

హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ మధ్య బంధ కోణం ~180°.

స్టీరియోకెమికల్ ఫార్ములా:

s-కక్ష్య అన్ని రకాల హైబ్రిడైజేషన్‌లో పాల్గొంటుంది, ఎందుకంటే ఇది కనీస శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ యొక్క పునర్నిర్మాణం బలమైన సాధ్యం బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఫలిత అణువులో పరమాణువుల కనీస పరస్పర చర్యను అనుమతిస్తుంది. ఇందులో హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్స్ ఒకేలా ఉండకపోవచ్చు, కానీ బాండ్ కోణాలు భిన్నంగా ఉండవచ్చు, ఉదాహరణకు CH 2 Cl 2 మరియు CC 4

2. కార్బన్ సమ్మేళనాలలో సమయోజనీయ బంధాలు

సమయోజనీయ బంధాలు, లక్షణాలు, పద్ధతులు మరియు ఏర్పడటానికి కారణాలు - పాఠశాల పాఠ్యాంశాలు.

నేను మీకు గుర్తు చేయనివ్వండి:

1. ఎడ్యుకేషన్ కమ్యూనికేషన్స్ పరమాణువుల మధ్య వాటి పరమాణు కక్ష్యల అతివ్యాప్తి ఫలితంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఇది మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది (అతివ్యాప్తి సమగ్రమైనది), బలమైన బంధం.

లెక్కించిన డేటా ప్రకారం, పరమాణు ఆర్బిటాల్స్ S rel యొక్క సాపేక్ష అతివ్యాప్తి సామర్థ్యాలు క్రింది విధంగా పెరుగుతాయి:

అందువల్ల, నాలుగు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధాలను ఏర్పరచడానికి sp 3 కార్బన్ ఆర్బిటాల్స్ వంటి హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్‌లను ఉపయోగించడం వల్ల బలమైన బంధాలు ఏర్పడతాయి.

2. కార్బన్ సమ్మేళనాలలో సమయోజనీయ బంధాలు రెండు విధాలుగా ఏర్పడతాయి:

ఎ)రెండు పరమాణు కక్ష్యలు వాటి ప్రధాన అక్షాలతో అతివ్యాప్తి చెందితే, ఫలిత బంధాన్ని అంటారు - σ బంధం.

జ్యామితి.ఈ విధంగా, మీథేన్‌లోని హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధాలు ఏర్పడినప్పుడు, కార్బన్ అణువు యొక్క నాలుగు హైబ్రిడ్ sp 3 ~ కక్ష్యలు నాలుగు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల s-కక్ష్యలతో అతివ్యాప్తి చెందుతాయి, ఒక్కోదానికి 109°28" కోణంలో నాలుగు ఒకేలాంటి బలమైన σ బంధాలు ఏర్పడతాయి. ఇతర (ప్రామాణిక చతుర్భుజ కోణం) ఇదే విధమైన ఖచ్చితమైన సుష్టమైన టెట్రాహెడ్రల్ నిర్మాణం కూడా పుడుతుంది, ఉదాహరణకు, CCL 4 ఏర్పడే సమయంలో; కార్బన్‌తో బంధాలను ఏర్పరుచుకునే అణువులు అసమానంగా ఉంటే, ఉదాహరణకు CH 2 C1 2 విషయంలో, ప్రాదేశిక నిర్మాణం పూర్తిగా సుష్ట నుండి కొంత భిన్నంగా ఉంటుంది, అయినప్పటికీ ఇది చతుర్భుజంగా ఉంటుంది.

σ బాండ్ పొడవుకార్బన్ పరమాణువుల మధ్య అణువుల సంకరీకరణపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు sp 3 - హైబ్రిడైజేషన్ నుండి sp కి మారే సమయంలో తగ్గుతుంది. s ఆర్బిటాల్ p కక్ష్య కంటే కేంద్రకానికి దగ్గరగా ఉంటుంది కాబట్టి, హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాల్‌లో దాని వాటా ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అది తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల ఏర్పడిన బంధం తక్కువగా ఉంటుంది.

బి) రెండు పరమాణువులు ఉంటే p -ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా ఉన్న కక్ష్యలు పరమాణువులు ఉన్న విమానం పైన మరియు క్రింద పార్శ్వ అతివ్యాప్తిని నిర్వహిస్తాయి, ఫలితంగా ఏర్పడే బంధాన్ని అంటారు. - π (పై) - కమ్యూనికేషన్

పార్శ్వ అతివ్యాప్తిపరమాణు కక్ష్యలు ప్రధాన అక్షం వెంట అతివ్యాప్తి కంటే తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి π - కనెక్షన్లు కంటే తక్కువ బలంగా ఉంటాయి σ - కనెక్షన్లు. డబుల్ కార్బన్-కార్బన్ బంధం యొక్క శక్తి ఒకే బంధం కంటే రెండు రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది అనే వాస్తవంలో ఇది ప్రత్యేకంగా వ్యక్తమవుతుంది. ఈ విధంగా, ఈథేన్‌లోని C-C బాండ్ శక్తి 347 kJ/mol, అయితే ఈథేన్‌లో C = C బాండ్ శక్తి 598 kJ/mol మాత్రమే మరియు ~ 700 kJ/mol కాదు.

రెండు పరమాణు 2p కక్ష్యల పార్శ్వ అతివ్యాప్తి డిగ్రీ , అందువలన బలం π రెండు కార్బన్ పరమాణువులు మరియు వాటికి నాలుగు బంధాలు ఉంటే బంధాలు గరిష్టంగా ఉంటాయి అణువులు ఖచ్చితంగా ఒకే విమానంలో ఉంటాయి, అంటే అవి ఉంటే కొప్లానార్ , ఈ సందర్భంలో మాత్రమే పరమాణు 2p కక్ష్యలు ఒకదానికొకటి సరిగ్గా సమాంతరంగా ఉంటాయి కాబట్టి గరిష్టంగా అతివ్యాప్తి చెందగలవు. చుట్టూ తిరిగే కారణంగా కోప్లానార్ స్థితి నుండి ఏదైనా విచలనం σ -రెండు కార్బన్ పరమాణువులను కలిపే బంధం అతివ్యాప్తి స్థాయి తగ్గడానికి దారి తీస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా బలం తగ్గుతుంది π -బంధం, ఇది అణువు యొక్క ఫ్లాట్‌నెస్‌ను నిర్వహించడానికి సహాయపడుతుంది.

భ్రమణంకార్బన్-కార్బన్ డబుల్ బాండ్ చుట్టూ సాధ్యం కాదు.

పంపిణీ π -అణువు యొక్క విమానం పైన మరియు క్రింద ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు అంటే ఉనికి ప్రతికూల ఛార్జ్ యొక్క ప్రాంతాలు, ఏదైనా ఎలక్ట్రాన్-లోపం ఉన్న కారకాలతో పరస్పర చర్య చేయడానికి సిద్ధంగా ఉంది.

ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ మొదలైన పరమాణువులు కూడా వేర్వేరు వాలెన్స్ స్థితులను (హైబ్రిడైజేషన్) కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటి ఎలక్ట్రాన్ జతలు హైబ్రిడ్ మరియు పి-ఆర్బిటాల్స్ రెండింటిలోనూ ఉంటాయి.

CARBON, C (a. కార్బన్; n. కోహ్లెన్‌స్టాఫ్; f. కార్బన్; i. కార్బోనో), మెండలీవ్, పరమాణు సంఖ్య 6, పరమాణు ద్రవ్యరాశి 12.041 యొక్క ఆవర్తన వ్యవస్థ యొక్క సమూహం IV యొక్క రసాయన మూలకం. సహజ కార్బన్ 2 స్థిరమైన ఐసోటోపుల మిశ్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది: 12 C (98.892%) మరియు 13 C (1.108%). కార్బన్ యొక్క 6 రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు కూడా ఉన్నాయి, వాటిలో ముఖ్యమైనది 14 సి ఐసోటోప్ 5.73.10 3 సంవత్సరాల సగం జీవితం (ఈ ఐసోటోప్ ఫలితంగా వాతావరణం ఎగువ పొరలలో చిన్న పరిమాణంలో నిరంతరం ఏర్పడుతుంది. కాస్మిక్ రేడియేషన్ నుండి న్యూట్రాన్ల ద్వారా 14 N న్యూక్లియైల వికిరణం).

కార్బన్ పురాతన కాలం నుండి తెలుసు. ధాతువుల నుండి లోహాలను తిరిగి పొందడానికి కలపను ఉపయోగించారు మరియు వజ్రాన్ని ఒక... కార్బన్‌ను రసాయన మూలకంగా గుర్తించడం ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఎ. లావోసియర్ (1789) పేరుతో ముడిపడి ఉంది.

కార్బన్ మార్పులు మరియు లక్షణాలు

కార్బన్ యొక్క 4 తెలిసిన స్ఫటికాకార సవరణలు ఉన్నాయి: గ్రాఫైట్, డైమండ్, కార్బైన్ మరియు లాన్స్‌డేలైట్, ఇవి వాటి లక్షణాలలో చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి. కార్బైన్ అనేది కృత్రిమంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన వివిధ రకాల కార్బన్, ఇది చక్కటి స్ఫటికాకార నలుపు పొడి, దీని యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా ఉన్న కార్బన్ అణువుల పొడవైన గొలుసుల ఉనికిని కలిగి ఉంటుంది. సాంద్రత 3230-3300 kg/m3, ఉష్ణ సామర్థ్యం 11.52 J/mol.K. Lonsdaleite ఉల్కలలో కనుగొనబడింది మరియు కృత్రిమంగా పొందబడుతుంది; దాని నిర్మాణం మరియు భౌతిక లక్షణాలు పూర్తిగా స్థాపించబడలేదు. కార్బన్ కూడా అస్తవ్యస్తమైన నిర్మాణంతో కూడిన స్థితిని కలిగి ఉంటుంది - అని పిలవబడేది. నిరాకార కార్బన్ (మసి, కోక్, బొగ్గు). "నిరాకార" కార్బన్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు ఎక్కువగా కణాల వ్యాప్తి మరియు మలినాల ఉనికిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు

సమ్మేళనాలలో, కార్బన్ ఆక్సీకరణ స్థితులను +4 (అత్యంత సాధారణం), +2 మరియు +3 కలిగి ఉంటుంది. సాధారణ పరిస్థితులలో, కార్బన్ రసాయనికంగా జడమైనది; అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఇది అనేక మూలకాలతో మిళితం అవుతుంది, బలమైన తగ్గించే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. కార్బన్ యొక్క రసాయన చర్య "నిరాకార" కార్బన్, గ్రాఫైట్, డైమండ్ సిరీస్‌లో తగ్గుతుంది; ఈ రకమైన కార్బన్‌లలో వాతావరణ ఆక్సిజన్‌తో పరస్పర చర్య వరుసగా 300-500 ° C, 600-700 ° C మరియు 850-1000 ° C ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO 2) మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO) ఏర్పడటంతో సంభవిస్తుంది. డయాక్సైడ్ నీటిలో కరిగి కార్బోనిక్ ఆమ్లం ఏర్పడుతుంది. కార్బన్ యొక్క అన్ని రూపాలు ఆల్కాలిస్ మరియు ఆమ్లాలకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ ఆచరణాత్మకంగా హాలోజెన్‌లతో సంకర్షణ చెందదు (గ్రాఫైట్ మినహా, ఇది 900 ° C కంటే F2తో ప్రతిస్పందిస్తుంది), కాబట్టి దాని హాలైడ్‌లు పరోక్షంగా పొందబడతాయి. నైట్రోజన్-కలిగిన సమ్మేళనాలలో, హైడ్రోజన్ సైనైడ్ HCN (హైడ్రోసైనిక్ యాసిడ్) మరియు దాని అనేక ఉత్పన్నాలు గొప్ప ఆచరణాత్మక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి. 1000°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కార్బన్ అనేక లోహాలతో చర్య జరిపి, కార్బైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. అన్ని రకాల కార్బన్‌లు సాధారణ అకర్బన మరియు సేంద్రీయ ద్రావకాలలో కరగవు.

కార్బన్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం ఏమిటంటే, దాని పరమాణువులు తమలో తాము మరియు ఇతర మూలకాల మధ్య బలమైన రసాయన బంధాలను ఏర్పరచుకునే సామర్థ్యం. ఇతర కార్బన్ పరమాణువులతో 4 సమానమైన వాలెన్స్ బంధాలను ఏర్పరుచుకునే కార్బన్ సామర్థ్యం వివిధ రకాల (సరళ, శాఖలు, చక్రీయ) యొక్క కార్బన్ అస్థిపంజరాల నిర్మాణాన్ని అనుమతిస్తుంది; అన్ని సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు మరియు ముఖ్యంగా, అన్ని జీవుల నిర్మాణంలో కార్బన్ యొక్క ప్రత్యేక పాత్రను వివరించే ఈ లక్షణాలే.

ప్రకృతిలో కార్బన్

భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో సగటు కార్బన్ కంటెంట్ 2.3.10% (ద్రవ్యరాశి ద్వారా); అంతేకాకుండా, కార్బన్ యొక్క అధిక భాగం అవక్షేపణ శిలలలో (1%) కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది, అయితే ఇతర శిలలలో ఈ మూలకం యొక్క గణనీయంగా తక్కువ మరియు దాదాపు సమానమైన (1-3.10%) సాంద్రతలు ఉన్నాయి. కార్బన్ ఎగువ భాగంలో పేరుకుపోతుంది, ఇక్కడ దాని ఉనికి ప్రధానంగా జీవ పదార్థం (18%), కలప (50%), బొగ్గు (80%), చమురు (85%), ఆంత్రాసైట్ (96%), అలాగే డోలమైట్‌లు మరియు సున్నపురాళ్ళు. 100కి పైగా కార్బన్ ఖనిజాలు తెలిసినవి, వీటిలో అత్యంత సాధారణమైనవి కాల్షియం, మెగ్నీషియం మరియు ఐరన్ కార్బోనేట్లు (కాల్సైట్ CaCO 3, డోలమైట్ (Ca, Mg) CO 3 మరియు సైడెరైట్ FeCO 3). భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో కార్బన్ చేరడం తరచుగా ఇతర మూలకాల చేరడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇవి సేంద్రీయ పదార్థం ద్వారా శోషించబడతాయి మరియు కరగని సమ్మేళనాల రూపంలో రిజర్వాయర్‌ల దిగువన దాని ఖననం తర్వాత అవక్షేపించబడతాయి. అగ్నిపర్వత కార్యకలాపాల సమయంలో మరియు సేంద్రీయ ఇంధనాల దహన సమయంలో భూమి నుండి పెద్ద మొత్తంలో CO 2 డయాక్సైడ్ వాతావరణంలోకి విడుదలవుతుంది. వాతావరణం నుండి, CO 2 కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియలో మొక్కలచే శోషించబడుతుంది మరియు సముద్రపు నీటిలో కరిగిపోతుంది, తద్వారా భూమిపై మొత్తం కార్బన్ చక్రంలో అత్యంత ముఖ్యమైన లింక్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. అంతరిక్షంలో కార్బన్ కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది; సూర్యునిపై, అణు ప్రక్రియలలో పాల్గొంటూ హైడ్రోజన్, హీలియం మరియు ఆక్సిజన్ తర్వాత కార్బన్ సమృద్ధిగా 4వ స్థానంలో ఉంది.

అప్లికేషన్ మరియు ఉపయోగం

కార్బన్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన జాతీయ ఆర్థిక ప్రాముఖ్యత మానవులు వినియోగించే అన్ని ప్రాధమిక శక్తి వనరులలో 90% శిలాజ ఇంధనాల నుండి వచ్చిన వాస్తవం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. చమురును ఇంధనంగా కాకుండా, వివిధ రసాయన పరిశ్రమలకు ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించే ధోరణి ఉంది. జాతీయ ఆర్థిక వ్యవస్థలో చిన్నది, అయితే చాలా ముఖ్యమైన పాత్రను కార్బన్, కార్బోనేట్లు (మెటలర్జీ, నిర్మాణం, రసాయన ఉత్పత్తి), వజ్రాలు (నగలు, సాంకేతికత) మరియు గ్రాఫైట్ (అణు సాంకేతికత, వేడి-నిరోధక క్రూసిబుల్స్, పెన్సిల్స్) రూపంలో తవ్వారు. , కొన్ని రకాల కందెనలు మరియు మొదలైనవి). బయోజెనిక్ మూలం యొక్క అవశేషాలలో 14 సి ఐసోటోప్ యొక్క నిర్దిష్ట కార్యాచరణ ఆధారంగా, వారి వయస్సు నిర్ణయించబడుతుంది (రేడియోకార్బన్ డేటింగ్ పద్ధతి). 14 సి రేడియోధార్మిక ట్రేసర్‌గా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్ 12 C ముఖ్యమైనది - ఈ ఐసోటోప్ యొక్క అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశిలో పన్నెండవ వంతు రసాయన మూలకాల యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్‌గా తీసుకోబడుతుంది.

భూమిపై సేంద్రీయ జీవితం కార్బన్ సమ్మేళనాలచే సూచించబడుతుంది. మూలకం సెల్యులార్ నిర్మాణాల యొక్క ప్రధాన భాగాలలో భాగం: ప్రోటీన్లు, కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు కొవ్వులు, మరియు వంశపారంపర్య పదార్ధం యొక్క ఆధారాన్ని కూడా ఏర్పరుస్తుంది - డియోక్సిరిబోన్యూక్లిక్ యాసిడ్. అకర్బన స్వభావంలో, భూమి యొక్క క్రస్ట్ మరియు గ్రహం యొక్క వాతావరణాన్ని రూపొందించే అత్యంత సాధారణ మూలకాలలో కార్బన్ ఒకటి. రసాయన శాస్త్రం యొక్క శాఖగా సేంద్రీయ కెమిస్ట్రీ పూర్తిగా రసాయన మూలకం కార్బన్ మరియు దాని సమ్మేళనాల లక్షణాలకు అంకితం చేయబడింది. మా వ్యాసం కార్బన్ యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను మరియు దాని లక్షణాల లక్షణాలను పరిశీలిస్తుంది.

మెండలీవ్ యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో మూలకం యొక్క స్థానం

కార్బన్ సబ్‌గ్రూప్ గ్రూప్ IV యొక్క ప్రధాన ఉప సమూహం, ఇందులో కార్బన్‌తో పాటు, సిలికాన్, జెర్మేనియం, టిన్ మరియు సీసం కూడా ఉన్నాయి. ఈ మూలకాలన్నీ బాహ్య శక్తి స్థాయి యొక్క ఒకే విధమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, దానిపై నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి. ఇది వారి రసాయన లక్షణాల సారూప్యతను నిర్ణయిస్తుంది. సాధారణ స్థితిలో, ఉప సమూహంలోని మూలకాలు డైవాలెంట్‌గా ఉంటాయి మరియు వాటి పరమాణువులు ఉత్తేజిత స్థితిలోకి వెళ్లినప్పుడు, అవి 4 యొక్క వేలెన్సీని ప్రదర్శిస్తాయి. కార్బన్ యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు దాని అణువు యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ షెల్‌ల స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అందువల్ల, ఆక్సిజన్‌తో ప్రతిచర్యలో, ఉద్వేగభరితమైన స్థితిలో ఉన్న ఒక మూలకం ఉదాసీన ఆక్సైడ్ CO ను ఏర్పరుస్తుంది. ఉత్తేజిత స్థితిలో ఉన్న కార్బన్ అణువులు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌కు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి, ఇది ఆమ్ల లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

ప్రకృతిలో కార్బన్ రూపాలు

డైమండ్, గ్రాఫైట్ మరియు కార్బైన్ ఒక సాధారణ పదార్ధంగా కార్బన్ యొక్క మూడు అలోట్రోపిక్ మార్పులు. కాంతి కిరణాల వక్రీభవనం యొక్క అధిక స్థాయి కలిగిన పారదర్శక స్ఫటికాలు, ఇవి ప్రకృతిలో కష్టతరమైన సమ్మేళనాలు, వజ్రాలు. అవి వేడిని సరిగా నిర్వహించవు మరియు విద్యుద్వాహకములు. క్రిస్టల్ లాటిస్ పరమాణు, చాలా బలంగా ఉంటుంది. దానిలో, ఒక మూలకం యొక్క ప్రతి అణువు నాలుగు ఇతర కణాలతో చుట్టుముట్టబడి, ఒక సాధారణ టెట్రాహెడ్రాన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

గ్రాఫైట్‌ను ఏర్పరిచే కార్బన్ యొక్క పూర్తిగా భిన్నమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు. ఇది ముదురు బూడిద స్ఫటికాకార పదార్థం, ఇది స్పర్శకు జిడ్డుగా ఉంటుంది. ఇది పొర-ద్వారా-పొర నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, అణువుల పొరల మధ్య దూరం చాలా పెద్దది, అయితే వాటి ఆకర్షణీయమైన శక్తులు బలహీనంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, గ్రాఫైట్ రాడ్‌పై నొక్కినప్పుడు, పదార్థం సన్నని రేకులుగా ఎక్స్‌ఫోలియేట్ అవుతుంది. వారు కాగితంపై చీకటి గుర్తును వదిలివేస్తారు. గ్రాఫైట్ ఉష్ణ వాహకత మరియు విద్యుత్ వాహకతలో లోహాల కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది.

విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించగల సామర్థ్యం పదార్ధం యొక్క క్రిస్టల్ యొక్క నిర్మాణం ద్వారా వివరించబడింది. అందులో, బలమైన సమయోజనీయ రసాయన బంధాలను ఉపయోగించి కార్బన్ కణాలు మరో ముగ్గురితో బంధించబడతాయి. ప్రతి అణువు యొక్క నాల్గవ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ స్వేచ్ఛగా ఉంటుంది మరియు పదార్ధం అంతటా కదలగలదు. ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాల నిర్దేశిత కదలిక విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క రూపాన్ని కలిగిస్తుంది. గ్రాఫైట్ యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క ప్రాంతాలు వైవిధ్యంగా ఉంటాయి. అందువలన, ఇది ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో ఎలక్ట్రోడ్ల తయారీకి మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, దీని ద్వారా, ఉదాహరణకు, క్షార లోహాలు వాటి స్వచ్ఛమైన రూపంలో పొందబడతాయి. న్యూట్రాన్ మోడరేటర్‌గా వాటిలో సంభవించే గొలుసు ప్రతిచర్యల వేగాన్ని నియంత్రించడానికి అణు రియాక్టర్‌లలో గ్రాఫైట్ అప్లికేషన్‌ను కనుగొంది. మెకానిజమ్‌ల భాగాలను రుద్దడంలో స్లేట్ రాడ్‌లు లేదా లూబ్రికెంట్‌గా పదార్థాన్ని ఉపయోగించడం తెలిసిందే.

కార్బైన్ అంటే ఏమిటి?

గ్లాస్ షీన్‌తో బ్లాక్ స్ఫటికాకార పొడి కార్బైన్. ఇది రష్యాలో 20వ శతాబ్దం మధ్యలో సంశ్లేషణ చేయబడింది. పదార్ధం కాఠిన్యంలో గ్రాఫైట్ కంటే మెరుగైనది, రసాయనికంగా నిష్క్రియాత్మకమైనది, సెమీకండక్టర్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు కార్బన్ యొక్క అత్యంత స్థిరమైన మార్పు. కనెక్షన్ గ్రాఫైట్ కంటే బలంగా ఉంది. కార్బన్ రూపాలు కూడా ఉన్నాయి, దీని రసాయన లక్షణాలు ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. అవి మసి, బొగ్గు మరియు కోక్.

కార్బన్ యొక్క అలోట్రోపిక్ సవరణల యొక్క వివిధ లక్షణాలు వాటి క్రిస్టల్ లాటిస్‌ల నిర్మాణం ద్వారా వివరించబడ్డాయి. ఇది రంగులేని మరియు వాసన లేని వక్రీభవన పదార్థం. ఇది సేంద్రీయ ద్రావకాలలో కరగదు, కానీ ఘన పరిష్కారాలను ఏర్పరుస్తుంది - మిశ్రమాలు, ఉదాహరణకు, ఇనుముతో.

కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు

కార్బన్ ప్రతిస్పందించే పదార్థంపై ఆధారపడి, ఇది ద్వంద్వ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది: తగ్గించే ఏజెంట్ మరియు ఆక్సీకరణ కారకం రెండూ. ఉదాహరణకు, లోహాలతో కోక్‌ను కలపడం ద్వారా, వాటి సమ్మేళనాలు పొందబడతాయి - కార్బైడ్‌లు. హైడ్రోజన్‌తో ప్రతిచర్య హైడ్రోకార్బన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇవి సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు, ఉదాహరణకు, మీథేన్, ఇథిలీన్, ఎసిటిలీన్, దీనిలో లోహాల విషయంలో వలె, కార్బన్ -4 ఆక్సీకరణ స్థితిని కలిగి ఉంటుంది. కార్బన్ యొక్క తగ్గింపు రసాయన ప్రతిచర్యలు, మనం అధ్యయనం చేసే లక్షణాలు, ఆక్సిజన్, హాలోజన్లు, నీరు మరియు ప్రాథమిక ఆక్సైడ్‌లతో పరస్పర చర్య సమయంలో కనిపిస్తాయి.

కార్బన్ ఆక్సైడ్లు

తక్కువ ఆక్సిజన్ కంటెంట్‌తో గాలిలో బొగ్గును కాల్చడం ద్వారా, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది - డైవాలెంట్ కార్బన్ ఆక్సైడ్. ఇది రంగులేనిది, వాసన లేనిది మరియు అత్యంత విషపూరితమైనది. శ్వాసక్రియ సమయంలో రక్తంలో హిమోగ్లోబిన్‌తో కలిపి, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మానవ శరీరం అంతటా వ్యాపిస్తుంది, విషం మరియు తరువాత ఊపిరాడకుండా మరణిస్తుంది. వర్గీకరణలో, పదార్ధం ఉదాసీన ఆక్సైడ్ల స్థానంలో ఉంటుంది, నీటితో చర్య తీసుకోదు మరియు బేస్ లేదా యాసిడ్‌కు అనుగుణంగా ఉండదు. కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు, ఇది 4 విలువను కలిగి ఉంటుంది, ఇది గతంలో చర్చించబడిన లక్షణాల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది.

బొగ్గుపులుసు వాయువు

15 ఉష్ణోగ్రత వద్ద రంగులేని వాయు పదార్థం మరియు ఒక వాతావరణం యొక్క పీడనం ఘన దశలోకి వెళుతుంది. దానిని డ్రై ఐస్ అంటారు. ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య సమయోజనీయ బంధం ధ్రువంగా ఉన్నప్పటికీ CO 2 అణువులు నాన్‌పోలార్‌గా ఉంటాయి. సమ్మేళనం యాసిడ్ ఆక్సైడ్లకు చెందినది. నీటితో సంకర్షణ చెందుతుంది, ఇది కార్బోనేట్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు సాధారణ పదార్ధాల మధ్య ప్రతిచర్యలు అంటారు: లోహాలు మరియు నాన్-లోహాలు, ఉదాహరణకు, మెగ్నీషియం, కాల్షియం లేదా కోక్‌తో. వాటిలో ఇది ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్ పాత్రను పోషిస్తుంది.

కార్బన్ డయాక్సైడ్కు గుణాత్మక ప్రతిచర్య

అధ్యయనంలో ఉన్న వాయువు వాస్తవానికి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ CO 2 అని నిర్ధారించుకోవడానికి, అకర్బన రసాయన శాస్త్రంలో క్రింది ప్రయోగం నిర్వహించబడుతుంది: పదార్థం సున్నపు నీటి యొక్క స్పష్టమైన పరిష్కారం ద్వారా పంపబడుతుంది. కాల్షియం కార్బోనేట్ యొక్క తెల్లటి అవక్షేపణ కారణంగా ద్రావణం యొక్క టర్బిడిటీని పరిశీలించడం వలన కారకాల మిశ్రమంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువుల ఉనికిని నిర్ధారిస్తుంది. కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క ద్రావణం ద్వారా గ్యాస్ మరింత పంపబడినప్పుడు, CaCO 3 అవక్షేపం నీటిలో కరిగే ఉప్పు అయిన కాల్షియం బైకార్బోనేట్‌గా రూపాంతరం చెందడం వల్ల కరిగిపోతుంది.

బ్లాస్ట్ ఫర్నేస్ ప్రక్రియలో కార్బన్ పాత్ర

కార్బన్ యొక్క రసాయన లక్షణాలు దాని ఖనిజాల నుండి ఇనుము యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడతాయి: అయస్కాంత, ఎరుపు లేదా గోధుమ ఇనుము ధాతువు. వాటిలో ప్రధానమైనవి కార్బన్ మరియు ఆక్సైడ్ల లక్షణాలను తగ్గించడం - కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్. బ్లాస్ట్ ఫర్నేస్‌లో సంభవించే ప్రక్రియలను క్రింది ప్రతిచర్యల క్రమం వలె సూచించవచ్చు:

• మొదట, కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఏర్పడటంతో 1,850 °C వరకు వేడి చేయబడిన గాలి ప్రవాహంలో కోక్ మండుతుంది: C + O 2 = CO 2.
• వేడి కార్బన్ గుండా వెళుతుంది, ఇది కార్బన్ మోనాక్సైడ్‌కి తగ్గించబడుతుంది: CO 2 + C = 2CO.
• కార్బన్ మోనాక్సైడ్ ఇనుము ధాతువుతో చర్య జరుపుతుంది, ఫలితంగా ఐరన్ ఆక్సైడ్ వస్తుంది: 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2, Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2.
• ఇనుమును ఉత్పత్తి చేసే ప్రతిచర్య క్రింది రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది: FeO + CO = Fe + CO 2

కరిగిన ఇనుము కార్బన్ మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మిశ్రమాన్ని కరిగిస్తుంది, ఫలితంగా ఒక పదార్ధం - సిమెంటైట్.

బ్లాస్ట్ ఫర్నేస్‌లో కరిగించిన కాస్ట్ ఇనుము, ఇనుముతో పాటు, 4.5% వరకు కార్బన్ మరియు ఇతర మలినాలను కలిగి ఉంటుంది: మాంగనీస్, ఫాస్పరస్, సల్ఫర్. ఉక్కు, రోల్ మరియు నకిలీ సామర్థ్యం వంటి అనేక మార్గాల్లో కాస్ట్ ఇనుము నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది 0.3 నుండి 1.7% కార్బన్‌ను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. ఉక్కు ఉత్పత్తులు దాదాపు అన్ని పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి: మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్, మెటలర్జీ, మెడిసిన్.

మా వ్యాసంలో, కార్బన్ మరియు దాని సమ్మేళనాలు యొక్క రసాయన లక్షణాలు మానవ కార్యకలాపాల యొక్క వివిధ రంగాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయని మేము కనుగొన్నాము.

ఈ పుస్తకంలో, "కార్బన్" అనే పదం చాలా తరచుగా కనిపిస్తుంది: ఆకుపచ్చ ఆకులు మరియు ఇనుము గురించి, ప్లాస్టిక్స్ మరియు స్ఫటికాల గురించి మరియు అనేక ఇతర కథలలో. కార్బన్ - "జన్మ బొగ్గు" - అత్యంత అద్భుతమైన రసాయన మూలకాలలో ఒకటి. దాని చరిత్ర భూమిపై జీవితం యొక్క ఆవిర్భావం మరియు అభివృద్ధి యొక్క చరిత్ర, ఎందుకంటే ఇది భూమిపై ఉన్న అన్ని జీవులలో భాగం.

కార్బన్ ఎలా కనిపిస్తుంది?

కొన్ని ప్రయోగాలు చేద్దాం. పంచదార తీసుకుని గాలి లేకుండా వేడి చేద్దాం. ఇది మొదట కరిగి, గోధుమ రంగులోకి మారుతుంది, ఆపై నల్లగా మారి బొగ్గుగా మారుతుంది, నీటిని విడుదల చేస్తుంది. మీరు ఇప్పుడు ఈ బొగ్గును సమక్షంలో వేడి చేస్తే, అది అవశేషాలు లేకుండా మండుతుంది మరియు మారుతుంది. అందువల్ల, చక్కెర బొగ్గు మరియు నీటిని కలిగి ఉంటుంది (చక్కెరను కార్బోహైడ్రేట్ అని పిలుస్తారు), మరియు "చక్కెర" బొగ్గు స్పష్టంగా, స్వచ్ఛమైన కార్బన్, ఎందుకంటే కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఆక్సిజన్‌తో కార్బన్ సమ్మేళనం. దీని అర్థం కార్బన్ నలుపు, మృదువైన పొడి.

పెన్సిల్స్‌తో మీకు బాగా తెలిసిన బూడిద రంగు మృదువైన గ్రాఫైట్ రాయిని తీసుకుందాం. మీరు దానిని ఆక్సిజన్‌లో వేడి చేస్తే, అది బొగ్గు కంటే కొంచెం నెమ్మదిగా ఉన్నప్పటికీ, అవశేషాలు లేకుండా కాలిపోతుంది మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ అది కాల్చిన పరికరంలో ఉంటుంది. గ్రాఫైట్ కూడా స్వచ్ఛమైన కార్బన్ అని దీని అర్థం? అయితే, అంతే కాదు.

వజ్రం, పారదర్శకంగా మెరిసే రత్నం మరియు అన్ని ఖనిజాల కంటే కఠినమైనది, అదే పరికరంలో ఆక్సిజన్‌లో వేడి చేయబడితే, అది కూడా కాలిపోతుంది, కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మారుతుంది. మీరు ఆక్సిజన్‌కు ప్రాప్యత లేకుండా వజ్రాన్ని వేడి చేస్తే, అది గ్రాఫైట్‌గా మారుతుంది మరియు చాలా ఎక్కువ ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మీరు గ్రాఫైట్ నుండి వజ్రాన్ని పొందవచ్చు.

కాబట్టి, బొగ్గు, గ్రాఫైట్ మరియు వజ్రం ఒకే మూలకం యొక్క వివిధ రూపాలు - కార్బన్.

భారీ సంఖ్యలో వివిధ సమ్మేళనాలలో "పాల్గొనే" కార్బన్ సామర్థ్యం మరింత అద్భుతమైనది (అందుకే ఈ పుస్తకంలో "కార్బన్" అనే పదం చాలా తరచుగా కనిపిస్తుంది).

ఆవర్తన పట్టికలోని 104 మూలకాలు నలభై వేలకు పైగా అధ్యయనం చేసిన సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి. మరియు ఒక మిలియన్ సమ్మేళనాలు ఇప్పటికే తెలిసినవి, దీని ఆధారం కార్బన్!

ఈ వైవిధ్యానికి కారణం ఏమిటంటే, కార్బన్ పరమాణువులు ఒకదానికొకటి మరియు ఇతర అణువులతో బలమైన బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడి, గొలుసులు, వలయాలు మరియు ఇతర ఆకృతుల రూపంలో సంక్లిష్టమైన వాటిని ఏర్పరుస్తాయి. పట్టికలో కార్బన్ తప్ప మరే మూలకం దీని సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండదు.

కార్బన్ పరమాణువుల నుండి నిర్మితమయ్యే అనంతమైన ఆకారాలు ఉన్నాయి మరియు అందువల్ల అనంతమైన సమ్మేళనాలు ఉన్నాయి. ఇవి చాలా సరళమైన పదార్థాలు కావచ్చు, ఉదాహరణకు, ప్రకాశించే గ్యాస్ మీథేన్, వీటిలో ఒక అణువులో నాలుగు అణువులు ఒక కార్బన్ అణువుతో బంధించబడి ఉంటాయి మరియు వాటి అణువుల నిర్మాణం ఇంకా స్థాపించబడలేదు. ఇటువంటి పదార్థాలు ఉన్నాయి