From Wikipedia, the free encyclopedia
Көміртегі (лат. carboneum; С) — С әрпімен белгіленген және 6 атомдық нөмірі бар химиялық элемент.
| |||||
| Жай заттың сыртқы бейнесі | |||||
|---|---|---|---|---|---|
|
мөлдір (алмаз) немесе күңгірт қара (графит)  Графит (сол жақта) және алмаз( оң жақта), көміртектің екі аллотропы
| |||||
| Атом қасиеті | |||||
| Атауы, символ, нөмірі |
Көміртегі, 6 | ||||
| Топ типі |
Басқа бейметалдар | ||||
| Топ, период, блок |
14, 2, p | ||||
| Атомдық масса (молярлық масса) | |||||
| Электрондық конфигурация |
[He] 2s2 2p2 | ||||
| Қабықшалар бойынша электрондар |
2, 4 | ||||
| Атом радиусы |
70 пм | ||||
| Химиялық қасиеттері | |||||
| Ковалентті радиус |
77,0 пм | ||||
| Ван-дер-Ваальс радиусы |
170 пм пм | ||||
| Ион радиусы |
16 (+4e) 260 (-4e) пм | ||||
| Электртерістілігі |
2,55 (Полинг шкаласы) | ||||
| Тотығу дәрежелері | |||||
| Иондалу энергиясы |
1-ші: 1085,7 (11,25) кДж/моль (эВ)
| ||||
| Жай заттың термодинамикалық қасиеттері | |||||
| Тығыздық (қ.ж.) |
2,25 (графит) г/см³ | ||||
| Сыни межелі | |||||
| Молярлық жылусыйымдылық |
8,54 (графит) Дж/(K·моль) | ||||
| Молярлық көлем | |||||
| Жай заттың кристаллдық торы | |||||
| Тор құрылымы |
алтыбұрышты (графит/графен), кубтық (алмаз) | ||||
| Тор параметрлері |
a=2,46; c=6,71 (графит); а=3,567 (алмаз) Å | ||||
| c/a қатынас |
2,73 (графит) | ||||
| Дебай температурасы |
1860 (алмаз) K | ||||
| Басқа да қасиеттері | |||||
| Жылуөткізгіштік |
(300 K) 1,59 Вт/(м·К) | ||||
Көміртек адамзатқа көмір, күйе түрінде ерте заманнан белгілі. 1780 жылы А.Лавуазье көміртектің табиғатын зерттеді. Оған латынша «карбонеум» көмір деген атау 1827 жылы берілді.
Бұл жер қыртысының 0,84%-ын және атмосфераның 0,031%-ын құрайды.Көміртегінің жалғыз элемент күйі де,басқа затпен қосылған күйі де пайдалы болып табылады. Гауһар, графит және көмір көміртегінің элементті түрлеріне жатады. Көміртегі литосферада минерал карбонаттары ретінде де кездеседі.[5]
Көміртек II период, IV топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 6. Оның ядросында 6 протон мен 6 нейтроны бар, электрондары да алтау. Олар екі қабатқа былай бөлініп орналасады: 1s22s22р2 (көміртектің электрондық формуласы) Органикалық химия көміртектің қосылыстарын зерттейтін болғандықтан, бұл элементті толығырақ қарастырайық. Көміртек химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 6-элементі. Aтом ядросында 6 протоны, 6 нейтроны және энергетикалық деңгейлерінде 6 электроны бар. Олар екі энергетикалық деңгейге бөлініп орналасқан: 2е, Көміртек химиялық элементтердің периодтық жүйесінің екінші периодында орналасқан. Егер периодтағы көрші тұрған элементтерді салыстырсақ, олардың бәрінің бірінші деңгейлері бірдей, екі электроны бар (1s2), ал сыртқы деңгейлеріндегі электрон сандары ядро зарядының артуына байланысты әр түрлі.
Гибридтенуге көміртек атомының төрт орбиталі (бір s және үш р) қатысады. Көміртек атомы үш түрлі болып: sp3,sp2,sp гибридтенеді.
sp3 гибридтену. Химиялық байланыс түзілгенде, көміртек атомының барлық электрон бұлттары (бір s пен үш р) араласып, бірігіп пішіндері бірдей, симметриялы емес көлемдік сегіз тәрізді төрт sp3 - орбитальдар түзеді. sp3 гибридтенген орбитальдардың электрон бұлттары осьтерінің арасындағы бұрыш 109° 28' болып, бір- бірінен мүмкіндігінше алшақтап, кеңістікте тетраэдрдің төбесіне бағытталып орналасады.
sp2 - гибридтену. Бұл жағдайда гибридтенуге бір s- және екі р- орбитальдар (барлығы үш орбиталь) қатысады. Көміртек атомының бір р-орбиталі гибридтенуге қатыспайды. Гибридтену нәтижесінде үш sp2-гибридтенген орбитальдар түзіледі. Бұл орбитальдардың басқа көрші атомдармен жазықтықта түзетін үш байланысының арасындағы бұрыш 120° шамасында болады.
sp - гибридтену. Егер гибридтенуге бір s-және бір р- орбиталь қатысса, онда екі sp-гибридтенген орбитальдар түзіледі де, екір-орбитальдар гибридтенбей, таза күйінде калады. sp-гибридтенген бұлттар түзетін химиялық байланыстар түзу сызық бойымен бағытталып, арасындағы бұрыш 180° болады.
Көміртек атомының қасиеттері, гибридтенген орбитальдардың бағытталуы, яғни молекуланың кеңістік пішіні гибридтену типіне байланысты.
Әр түрлі гибридтенген күйде (sp3, sp2, sp) болу қабілеті көміртек атомының дара, қос, үш байланыс түзуіне мүмкіндік береді.[6]
Көміртек бос күйінде алмаз, графит, карбин деп аталатын аллотропиялық күйлерінде кездеседі. Табиғи қосылыстары карбонаттар (СаСО3 • MgCО3 - доломит, СаСО3 - мәрмәр, MgCО3 - магнезит). Байланысқан күйде көмірде, мұнайда, табиғи газдарда кездеседі. Бос күйінде көміртек улы емес, ал оның қосылыстары CO - иіс газы, ССl4 - төрт хлорлы көміртек, CS3 — күкіртті көміртек улы заттар.
Аллотропиялық түрезгерістері кристалдық торларының әр түрлілігімен сипатталады.
Аллотропия дегеніміз– химиялық қасиеттері бірдей, алайда физикалық қасиеттері әр түрлі, түрі де әрқилы элементтің қасиеті. Көміртегінде аллотропия қасиеті бар. Көміртегінің әр түрлі түрлері көміртегі аллотроптары деп аталады.Олар не кристалдар, не аморфтар болуы мүмкін. Гауһар мен графит кристалл аллотроптарға жатса, көмір, кокс, ағаш көмір, қара күйе, көміртегі газы және мұнай коксы аморфты аллотроптарға жатады.
Көміртегі қосылыстар–көміртегіден жасалған химиялық қосылыстар. Кейбір көміртегі қосылыстары тірі ағзалар әсерімен табиғи түрде пайда болса, кейбіреулері жасанды түрде жасалады.Көптеген көміртегі қосылыстарында көміртегі атомдары бір–біріне сақиналар немесе шынжырлар арқылы байланысады.
Көміртегі қосылыстары күнделікті өмірде әр түрлі кәделерге жарайды. Крахмал, қант, мацлар, витаминдер және протеиндер секілді түрлі тамақ өнідері көміртегі қосылыстарынан тұрады. Қағаз, сабын, косметика, май, сырлар және мақта мата, жүн мата, жібек ,зығыр, вискоза және нейлон секілді тоқыма өндіріс заттарының құрамында да көміртегі қосылыстары кездеседі. Көміртегі қосылыстары ағаш, көмір, алкоголь және жанармай секілді жағармайлардың да құрамында болады.Көміртегі қосылыстарын пайдаланатын басқа заттарға дәрілер мен заласыздандыру құралдары, бояулар, әтір сулар, улы заттар, жарылғыш заттар мен газдар жатады.
Алмаз ең қатты зат, графит май тәрізді жылтыр сұр түсті жұмсақ зат. Графит 2000°С-да, төменгі қысымда карбинге айналады. Жаңадан алынған фуллерен деген түрі де бар, ол футбол добы сияқты құрылысты болады. Көміртектің бұл түр өзгерістеріне аморфты көміртекті қосуға болады. Оны ағаш көмірін, тас көмірді ауа қатысынсыз құрғақ айдау арқылы алады. Сонда алынған көмірде өз бетіне газдарды, сұйықтарды сіңіретін қасиет (адсорбция) пайда болады.
Көміртек ағашты ауасыз ыдырату арқылы, органикалық заттардың көмірленуі нәтижесінде түзіледі.
Көміртек көптеген жай заттармен оңай әрекеттеседі.
1) Жану реакциясы:
2) Хлормен әрекеттескенде көміртек тек жарық сәулесінің әсерінен төрт хлорлы көміртек түзіледі:
3) Металдармен әрекеттесіл карбидтер түзеді:
4) Күкіртпен күкіртті көміртек түзеді:
5) Сутекпен әрекеттескенде метан түзіледі:
Көміртектің күрделі заттармен әрекеттесуі: 1) Сумен әрекеттескенде газдар коспасы (су газы) бөлінеді:
Алынған газдардың екеуі жанғыш болғандықтан жылу көбірек белінеді. Сондықтан көмірді жаққанда сулау қажет.
2) Концентрлі күкірт және азот қышқылдарымен әрекеттескенде тотығады:
3) С+ 2H2SО4(конц) = СО2+2SO2+2Н2O
Алмаз - бұрғылар жасау үшін, қырланған алмаздан бриллиант, әшекейлі зат әзірленеді.
Графит - металды балқыту үшін, қарындаштар, тоттанудан қорғау, майлау үшін және атомдардың ыдырауы үшін нейтрондарды баяулататын модератор ретінде қолданылады.
Кокс (C) тотықсыздандырғыш ретінде металл өндіруде.
Активтелген көмірдің адсорбциялық қасиеті медицинада және газтұтқыштар (противогаз) әзірлеуде қолданылады.[7]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
