Углерод. Углерод – основа всех органических соединений.

 

Углерод – основа всех органических соединений.

 

 

В организме важную роль играют неорганические соединения углерода СО₂, Н₂СО₃, NaНСО₃.

Среди биогенных элементов углерод – один из важнейших, так как жизнь на Земле имеет углеродную основу.

Содержание углерода в земной коре составляет 2,3×10^–2%, в организме человека его массовая доля составляет 21%.

 

В 1791 г. английский химик Теннант первым получил свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в результате чего образовывался фосфат кальция и углерод.

 

Электронное строение внешнего энергетического уровня –… 2s ² 2p ². Характерная валентность II (основное состояние), IV (возбужденное состояние 2s ¹ 2p ³). Степени окисления: –4 (СН₄), 0 (СН₂О), +1 (СН₃СОН),
+2 (НСООН), +3 (СН₃СООН); +4 (СО₂).

Углерод образовывает одинарные, двойные, тройные связи не только между собой, но и с атомами других элементов-органогенов. При этом молекулы могут иметь линейное, разветвленное и циклическое строение.

Для реакционной способности соединений важное значение имеет поляризуемость связей: чем больше поляризуемость связи, тем выше ее реакционная способность. Поляризуемость углеродсодержащих связей зависит от их природы:

С–С <;С–О» С– N <;C– H <;C=O <;C=N <;C–S <;C=S

Увеличение поляризуемости связи

 

Углерод имеет несколько аллотропных модификаций (табл. 4), но может существовать и в аморфном виде, например, кокс, сажа, древесный уголь.

На рис. 4 представлены типы кристаллических решеток аллотропных форм углерода.

 

а) б) в)

Рис. 4. Строение кристаллической решетки: а) алмаза; б) графита; в) фуллерена

 

Таблица 4