Въглерод | много важен химичен елемент
Въглеродът е много важен химичен елемент с химичен символ С. Той е необходим на всички познати видове живот на Земята. Въглеродът има атомна маса 12 и атомен номер 6. Той е неметал, което означава, че не е метал.
Когато желязото се легира с въглерод, се получава твърда стомана. Въглеродът под формата на въглища е важно гориво.
Химия на въглерода
Цял един вид химия, наречен органична химия, се занимава с въглерода и неговите съединения. Въглеродът образува много видове съединения. Въглеводородите са молекули с въглерод и водород. Метанът, пропанът и много други горива са въглеводороди. Много от веществата, които хората използват ежедневно, са органични съединения.
Въглеродът, водородът, азотът, кислородът и някои други елементи, като сяра и фосфор, заедно образуват по-голямата част от живота на Земята (вж. Списък на биологично важните елементи). Въглеродът образува много голям брой органични съединения, тъй като може да образува силни връзки със себе си и с други елементи. Поради количеството въглерод, което имат живите организми, всички органични вещества се считат за "въглеродни".
Всеки въглероден атом обикновено образува четири химични връзки, които представляват здрави връзки с други атоми, за да се образуват молекули. Връзката, която прави въглеродът, се нарича ковалентна връзка. Тези връзки позволяват на въглерода да образува много видове малки и големи молекули. Молекулата на метана е най-малката; тя има четири водородни атома, свързани с въглерода. Връзките могат да бъдат двойни, което означава, че се образуват две връзки между въглерода и друг атом, за да се направи по-силна връзка. Например въглеродният диоксид има два кислородни атома и всеки от тях е двойно свързан с въглерода. Въглеродът може да образува дори три връзки с друг атом, което се нарича тройна връзка. Например в газа ацетилен въглеродът образува тройна връзка с друг въглероден атом.
Свързвайки се с други въглеродни атоми, въглеродът може да образува дълги верижни молекули, наречени полимери, като например пластмаси и протеини. Атоми на други елементи могат да бъдат част от дългите полимерни вериги, често азот или кислород.
Чистият въглерод образува диамант, като се свързва с четири други въглеродни атома в триизмерен кристал. Той образува графит, като се свързва с три други въглеродни атома и образува тънки плоски слоеве.
Етимология
Названието на въглерода идва от латинското carbo, което означава въглен. В много чужди езици думите въглерод, въглен и дървени въглища са синоними.
Видове въглерод
Въглеродът в природата се среща в три форми, наречени алотропи: диамант, графит и фулерени. Графитът, заедно с глината, се съдържа в моливите. Той е много мек. Въглеродните атоми в него образуват пръстени, които са един върху друг и се плъзгат много лесно. Диамантите са най-твърдите природни минерали. Фулерените са въглерод с форма на "футболна топка". Те представляват интерес най-вече за науката. Специален, създаден от човека алотроп на въглерода с форма на тръба е въглеродната нанотръба. Въглеродните нанотръбички са много твърди, така че могат да се използват в бронята. Нанотръбите могат да бъдат полезни в нанотехнологиите.
Известни са 10 милиона въглеродни съединения.
Някои форми на въглерода: а) диамант; б) графит; в) лонсдейлит; г-г) фулерени (С60, С540, С70); ж) аморфен въглерод; з) въглеродна нанотръба.
Радиовъглеродно датиране
Радиоактивният изотоп на въглерода, въглерод-14, може да се използва за определяне на възрастта на някои предмети или на момента на смъртта им. Докато нещо се намира на повърхността на Земята и приема въглерод, количеството на въглерод-14 остава едно и също. Когато даден обект спре да приема въглерод, количеството на въглерод-14 намалява. Тъй като периодът на полуразпад (за колко време изчезва половината от радиоактивен изотоп) на въглерод-14 е 5730 години, учените могат да определят възрастта на обекта по това колко въглерод-14 е останал.
Където въглеродът е
Въглеродът се намира на много места във Вселената. За първи път е създаден в стари звезди. Въглеродът е четвъртият най-разпространен елемент в Слънцето. Атмосферите на Венера и Марс са съставени предимно от въглероден диоксид.
Въглеродът е важен за човешкия организъм и други живи същества и е вторият най-разпространен елемент в човешкото тяло - 23% от цялото телесно тегло. Той е и основна част от много биологични молекули (молекули, използвани в живота).
По-голямата част от въглерода на Земята е от въглища. Графит има в много (обикновено пустинни) райони, включително в Шри Ланка, Мадагаскар и Русия. Диамантите са рядкост и се намират предимно в Африка. Въглерод има и в някои метеорити.
Въпроси и отговори
Въпрос: Какъв е химическият символ на въглерода?
О: Химическият символ на въглерода е С.
В: Каква е атомната маса на въглерода?
О: Атомната маса на въглерода е 12.
В: Какъв е атомният номер на въглерода?
О: Атомният номер на въглерода е 6.
В: Въглеродът метал ли е или неметал?
О: Въглеродът е неметал, което означава, че не е метал.
В: Как желязото и въглеродът образуват твърда стомана, когато се легират заедно?
О: Когато желязото и въглеродът се легират заедно, те образуват твърда стомана.
В: Какъв вид гориво може да се създаде от въглища, които съдържат голямо количество въглерод?
О: Въглищата, които съдържат голямо количество въглерод, могат да се използват за създаване на важен източник на гориво.
