Хичээлийн хураангуй "Нүүрстөрөгчийн атомын бүтэц. Нүүрстөрөгчийн атомын валент төлөв"

Нүүрстөрөгч нь магадгүй дэлхий дээрх гол бөгөөд хамгийн гайхалтай химийн элемент юм, учир нь түүний тусламжтайгаар органик бус болон органик аль алинд нь асар их хэмжээний янз бүрийн нэгдлүүд үүсдэг. Нүүрстөрөгч бол бүх амьд оршнолуудын үндэс юм; нүүрстөрөгч нь ус, хүчилтөрөгчийн хамт манай гараг дээрх амьдралын үндэс юм! Нүүрстөрөгч нь физик-химийн шинж чанар, гадаад төрхөөрөө ижил төстэй байдаггүй олон янзын хэлбэртэй байдаг. Гэхдээ энэ бүхэн нүүрстөрөгч юм!

Нүүрстөрөгчийн нээлтийн түүх

Нүүрстөрөгчийг хүн төрөлхтөнд эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Бал чулуу, нүүрсийг эртний Грекчүүд ашиглаж байсан бол алмазыг Энэтхэгт ашиглаж байжээ. Гадаад төрхөөрөө ижил төстэй нэгдлүүдийг бал чулуу гэж андуурдаг байсан нь үнэн. Гэсэн хэдий ч бал чулууг эрт дээр үед, ялангуяа бичихэд өргөнөөр ашиглаж байжээ. Нэр нь хүртэл "графо" - "би бичдэг" гэсэн грек үгнээс гаралтай. Графитыг одоо харандаанд ашигладаг. 18-р зууны эхний хагасаас Бразилд анх удаа алмаз арилжаалагдаж эхэлсэн бөгөөд тэр үеэс хойш олон ордууд нээгдэж, 1970 онд алмазыг зохиомлоор гаргаж авах технологи бий болжээ. Ийм хиймэл алмазыг үйлдвэрлэлд ашигладаг бол байгалийнх нь үнэт эдлэлд ашиглагддаг.

Байгаль дахь нүүрстөрөгч

Нүүрстөрөгчийн хамгийн их хэмжээгээр агаар мандал, гидросферт нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэлбэрээр хуримтлагддаг. Агаар мандал нь ойролцоогоор 0.046% нүүрстөрөгч агуулдаг бөгөөд үүнээс ч илүү нь Дэлхийн далайд уусдаг.

Үүнээс гадна, дээр дурдсанчлан нүүрстөрөгч нь амьд организмын үндэс юм. Жишээлбэл, 70 кг жинтэй хүний ​​биед 13 кг нүүрстөрөгч агуулагддаг! Энэ нь зөвхөн нэг хүнд байдаг! Мөн нүүрстөрөгч нь бүх ургамал, амьтанд байдаг. Тиймээс бодоорой ...

Байгаль дахь нүүрстөрөгчийн эргэлт

Нүүрстөрөгчийн аллотропик өөрчлөлт

Нүүрстөрөгч нь аллотропийн өөрчлөлт гэж нэрлэгддэг өвөрмөц химийн элемент бөгөөд энгийнээр хэлбэл янз бүрийн хэлбэрийг үүсгэдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь талст, аморф, кластер хэлбэрээр хуваагддаг.

Кристал өөрчлөлтүүд нь ердийн болор тортой байдаг. Энэ бүлэгт алмаз, фуллерит, бал чулуу, лонсдалейт, нүүрстөрөгчийн утас, хоолой орно. Нүүрстөрөгчийн талст өөрчлөлтүүдийн дийлэнх нь "Дэлхийн хамгийн хатуу материал" зэрэглэлд нэгдүгээрт ордог.

Аморф хэлбэрүүд нь бусад химийн элементүүдийн бага хэмжээний хольцтой нүүрстөрөгчөөр үүсдэг. Энэ бүлгийн гол төлөөлөгчид: нүүрс (чулуу, мод, идэвхжүүлсэн), хөө тортог, антрацит.

Хамгийн төвөгтэй, өндөр технологийн нэгдлүүд нь кластер хэлбэрийн нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд юм. Кластерууд нь нүүрстөрөгчийн атомууд нь хөндий хэлбэртэй байхаар зохион байгуулагдсан тусгай бүтэц бөгөөд дотроос нь бусад элементүүдийн атомууд, жишээлбэл, усаар дүүргэгдсэн байдаг. Энэ бүлэгт маш олон төлөөлөгч байдаггүй; үүнд нүүрстөрөгчийн нанокон, астрален, дикарбон орно.

Нүүрстөрөгчийн хэрэглээ

Нүүрстөрөгч ба түүний нэгдлүүд хүний ​​амьдралд асар их ач холбогдолтой. Дэлхий дээрх түлшний үндсэн төрлүүд болох байгалийн хий, газрын тос нь нүүрстөрөгчөөс үүсдэг. Нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийг химийн болон металлургийн үйлдвэр, барилга, механик инженерчлэл, анагаах ухаанд өргөнөөр ашигладаг. Алмазан хэлбэрийн аллотропик өөрчлөлтийг үнэт эдлэл, фуллерит, лонсдалейтыг пуужингийн шинжлэх ухаанд ашигладаг. Механизм, техникийн тоног төхөөрөмж болон бусад олон төрлийн тосолгооны материалыг нүүрстөрөгчийн нэгдлээс хийдэг. Аж үйлдвэр одоогоор нүүрстөрөгчгүйгээр хийж чадахгүй, үүнийг хаа сайгүй ашигладаг!

Нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн хими гэж үздэг боловч түүхэнд хүндэтгэл үзүүлж, үүнийг органик хими гэж нэрлэсээр байна. Тиймээс энэ элементийн атомын бүтэц, түүний үүсгэсэн химийн бондын шинж чанар, орон зайн чиглэлийг илүү нарийвчлан авч үзэх нь маш чухал юм.

Химийн элементийн валентыг ихэвчлэн хосгүй электронуудын тоогоор тодорхойлдог. Нүүрстөрөгчийн атом нь электрон график томъёоноос харахад хоёр хосгүй электронтой тул тэдгээрийн оролцоотойгоор хоёр ковалент холбоог гүйцэтгэдэг хоёр электрон хос үүсч болно. Гэсэн хэдий ч органик нэгдлүүдэд нүүрстөрөгч нь хоёр валент биш, харин үргэлж дөрвөн валенттай байдаг. Үүнийг өдөөгдсөн (нэмэлт энерги авсан) атомд 2p электронууд хосолсон бөгөөд тэдгээрийн нэг нь 2p тойрог замд шилждэгтэй холбон тайлбарлаж болно.

Ийм атом нь дөрвөн хосгүй электронтой бөгөөд дөрвөн ковалент холбоо үүсгэхэд оролцох боломжтой.

Ковалентын холбоо үүсгэхийн тулд нэг атомын тойрог зам нь нөгөө атомын тойрог замтай давхцах ёстой. Түүнээс гадна давхцал их байх тусам холболт илүү хүчтэй болно.

Устөрөгчийн молекул H2-д s-орбиталууд давхцсанаас болж ковалент холбоо үүсдэг (Зураг 3).

Устөрөгчийн атомуудын цөм хоорондын зай буюу бондын урт нь 7.4 * 10 -2 нм, хүч чадал нь 435 кЖ / моль юм.

Харьцуулбал: фторын F2 молекулд хоёр p-орбитал давхцсанаас ковалент холбоо үүсдэг.

Фтор-фторын холбооны урт нь 14.2 10 -2 нм, холболтын хүч (энерги) нь 154 кЖ/моль.

Бондын шугамын дагуу электрон орбиталууд давхцаж үүссэн химийн холбоог α бонд (сигма холбоо) гэнэ.

Холбооны шугам нь атомын цөмүүдийг холбосон шулуун шугам юм. B-орбиталуудын хувьд давхцах цорын ганц арга зам боломжтой - a-бонд үүсэх замаар.

p-орбиталууд нь a-бонд үүсгэхийн тулд давхцаж болох ба мөн хоёр бүсэд давхцаж, өөр төрлийн ковалент холбоо үүсгэдэг - "хажуугийн" давхцлын улмаас:

Бондын шугамаас гадуур, өөрөөр хэлбэл хоёр бүсэд электрон орбиталуудын "хажуугийн" давхцлын үр дүнд үүссэн химийн холбоог n-бонд (pi-бонд) гэж нэрлэдэг.

Бондын төрөл нь этилен C2H4 ба ацетилен C2H2 молекулуудын шинж чанар юм. Гэхдээ та дараагийн догол мөрөнд энэ талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авах болно.

1. Нүүрстөрөгчийн атомын электрон томъёог бич. Тэнд байгаа тэмдэг тус бүрийн утгыг тайлбарла.

Бор, бериллий, литийн атомуудын электрон томьёо юу вэ?

Эдгээр элементүүдийн атомуудад тохирох электрон график томьёо гарга.

2. Цахим томьёо бичнэ үү.

a) натрийн атом ба Na + катион;

б) магнийн атом ба Mg 2+ катион;

в) фторын атом ба F - анион;

г) хүчилтөрөгчийн атом ба O 2- анион;

д) устөрөгчийн атом ба H + ба H - ионууд.

Эдгээр бөөмс дэх орбиталуудын хоорондох электронуудын тархалтын электрон график томъёог гарга.

3. 1s 2 2s 2 2р 6 электрон томъёонд химийн элементийн ямар атом тохирох вэ?

Ямар катион ба анионууд ижил электрон томъёотой вэ? Атом ба эдгээр ионуудын электрон график томьёог бич.

4. Устөрөгч ба фторын молекулуудын холболтын уртыг харьцуул. Тэдний ялгаа юунд хүргэдэг вэ?

5. Азот ба фторын молекулууд нь хоёр атомт байдаг. Тэдгээрийн атомуудын хоорондох химийн холбоогуудын тоо, шинж чанарыг харьцуул.

CARBON, C (a. carbon; n. Kohlenstoff; f. carbone; i. carbono) нь Менделеевийн үечилсэн системийн IV бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 6, атомын масс 12.041. Байгалийн нүүрстөрөгч нь 12 С (98.892%) ба 13 С (1.108%) гэсэн 2 тогтвортой изотопын холимогоос бүрдэнэ. Мөн нүүрстөрөгчийн 6 цацраг идэвхт изотоп байдаг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь 5.73.10 3 жилийн хагас задралын хугацаатай 14 С изотоп юм (энэ изотоп нь агаар мандлын дээд давхаргад байнга бага хэмжээгээр үүсдэг. сансар огторгуйн цацрагаас нейтроноор 14 N цөмийн цацраг туяа).

Нүүрстөрөгч нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Модыг хүдрээс металл гаргаж авахад, алмазыг ... Нүүрстөрөгчийг химийн элемент гэж хүлээн зөвшөөрсөн нь Францын химич А.Лавуазье (1789) нэртэй холбоотой.

Нүүрстөрөгчийн өөрчлөлт ба шинж чанар

Нүүрстөрөгчийн 4 талст өөрчлөлтийг мэддэг: бал чулуу, алмаз, карбин, лонсдалейт, тэдгээр нь шинж чанараараа ихээхэн ялгаатай. Карбин бол зохиомлоор үйлдвэрлэсэн төрөл бүрийн нүүрстөрөгч бөгөөд энэ нь нарийн талст хар нунтаг бөгөөд талст бүтэц нь бие биентэйгээ зэрэгцээ байрладаг нүүрстөрөгчийн атомын урт гинжээр тодорхойлогддог. Нягт 3230-3300 кг/м3, дулааны багтаамж 11.52 Ж/моль.К. Lonsdaleite нь солируудаас олддог бөгөөд зохиомлоор олж авдаг; түүний бүтэц, физик шинж чанарыг бүрэн тогтоогоогүй байна. Нүүрстөрөгч нь мөн эмх замбараагүй бүтэцтэй төлөв байдлаар тодорхойлогддог - гэж нэрлэгддэг. аморф нүүрстөрөгч (хөө тортог, кокс, нүүрс). "Аморф" нүүрстөрөгчийн физик шинж чанар нь бөөмсийн тархалт, хольц байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг.

Нүүрстөрөгчийн химийн шинж чанар

Нэгдлүүдийн хувьд нүүрстөрөгч нь исэлдэлтийн төлөвтэй +4 (хамгийн түгээмэл), +2 ба +3. Хэвийн нөхцөлд нүүрстөрөгч нь өндөр температурт химийн хувьд идэвхгүй байдаг бөгөөд энэ нь хүчтэй бууруулагч шинж чанартай байдаг. Нүүрстөрөгчийн химийн идэвхжил "аморф" нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмааз зэрэгт буурдаг; Эдгээр төрлийн нүүрстөрөгчийн агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх нь 300-500 ° C, 600-700 ° C, 850-1000 ° C температурт нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO 2) ба нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (CO) үүсэх замаар явагддаг. Диоксид нь усанд уусч, нүүрстөрөгчийн хүчил үүсгэдэг. Бүх төрлийн нүүрстөрөгч нь шүлт, хүчилд тэсвэртэй байдаг. Нүүрстөрөгч нь галогентэй бараг харьцдаггүй (900 хэмээс дээш температурт F 2-тэй урвалд ордог бал чулуунаас бусад) тул түүний галогенийг шууд бус аргаар олж авдаг. Азот агуулсан нэгдлүүдийн дотроос устөрөгчийн цианид HCN (hydrocyanic acid) ба түүний олон тооны деривативууд нь практик ач холбогдолтой юм. 1000 хэмээс дээш температурт нүүрстөрөгч нь олон металлтай урвалд орж карбид үүсгэдэг. Бүх төрлийн нүүрстөрөгч нь нийтлэг органик бус болон органик уусгагчид уусдаггүй.

Нүүрстөрөгчийн хамгийн чухал шинж чанар нь түүний атомууд өөр хоорондоо, түүнчлэн өөр хоорондоо болон бусад элементүүдийн хооронд хүчтэй химийн холбоо үүсгэх чадвар юм. Нүүрстөрөгчийн бусад нүүрстөрөгчийн атомуудтай 4 эквивалент валентын холбоо үүсгэх чадвар нь өөр өөр төрлийн (шугаман, салаалсан, цикл) нүүрстөрөгчийн араг ясыг барих боломжийг олгодог; Эдгээр шинж чанарууд нь бүх органик нэгдлүүд, ялангуяа бүх амьд организмын бүтцэд нүүрстөрөгчийн онцгой үүргийг тайлбарладаг.

Байгаль дахь нүүрстөрөгч

Дэлхийн царцдас дахь нүүрстөрөгчийн дундаж агууламж 2.3.10% (массаар); Түүгээр ч зогсохгүй нүүрстөрөгчийн дийлэнх хэсэг нь тунамал чулуулагт (1%) төвлөрдөг бол бусад чулуулагт энэ элементийн агууламж мэдэгдэхүйц бага, ойролцоогоор тэнцүү (1-3.10%) байдаг. Нүүрстөрөгч нь дээд хэсэгт хуримтлагддаг бөгөөд түүний оршихуй нь гол төлөв амьд бодис (18%), мод (50%), нүүрс (80%), газрын тос (85%), антрацит (96%), түүнчлэн доломит, шохойн чулуу. 100 гаруй нүүрстөрөгчийн эрдэс бодис мэдэгдэж байгаа бөгөөд эдгээрээс хамгийн түгээмэл нь кальци, магни, төмрийн карбонатууд (кальцит CaCO 3, доломит (Са, Mg)CO 3, сидерит FeCO 3) юм. Дэлхийн царцдас дахь нүүрстөрөгчийн хуримтлал нь ихэвчлэн органик бодисоор шингэж, усан сангийн ёроолд уусдаггүй нэгдлүүд хэлбэрээр булшлагдсаны дараа тунадасждаг бусад элементүүдийн хуримтлалтай холбоотой байдаг. Галт уулын идэвхжил, органик түлш шатаах үед дэлхийгээс агаар мандалд их хэмжээний CO 2 давхар исэл ялгардаг. Агаар мандлаас CO 2 нь фотосинтезийн явцад ургамалд шингэж, далайн усанд уусдаг бөгөөд ингэснээр дэлхий дээрх нийт нүүрстөрөгчийн эргэлтийн хамгийн чухал холбоосыг бүрдүүлдэг. Нүүрстөрөгч нь сансар огторгуйд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг; Наран дээр нүүрстөрөгч нь цөмийн процесст оролцдог устөрөгч, гели, хүчилтөрөгчийн дараа 4-р байранд ордог.

Хэрэглээ ба хэрэглээ

Нүүрстөрөгчийн үндэсний эдийн засгийн хамгийн чухал ач холбогдол нь хүний ​​хэрэглэж буй бүх эрчим хүчний анхдагч эх үүсвэрийн 90 орчим хувийг чулуужсан түлшнээс бүрдүүлдэгтэй холбоотой юм. Газрын тосыг түлш биш, химийн янз бүрийн үйлдвэрийн түүхий эд болгон ашиглах хандлага ажиглагдаж байна. Карбонат (металлурги, барилга, химийн үйлдвэрлэл), алмаз (үнэт эдлэл, технологи), бал чулуу (цөмийн технологи, халуунд тэсвэртэй тигель, харандаа) хэлбэрээр олборлосон нүүрстөрөгч нь үндэсний эдийн засагт жижиг боловч маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. , зарим төрлийн тосолгооны материал гэх мэт). Биоген гаралтай үлдэгдэлд агуулагдах 14 С изотопын өвөрмөц идэвхжилд үндэслэн тэдний насыг тодорхойлдог (радиокарбоныг тодорхойлох арга). 14 С-ийг цацраг идэвхт бодисыг илрүүлэгч болгон өргөн ашигладаг. Хамгийн түгээмэл изотоп 12 С нь чухал юм - энэ изотопын атомын массын арван хоёрны нэгийг химийн элементүүдийн атомын массын нэгж болгон авдаг.

Нүүрстөрөгч нь хэд хэдэн аллотроп өөрчлөлтийг бий болгох чадвартай. Эдгээр нь алмаз (хамгийн идэвхгүй аллотропик өөрчлөлт), бал чулуу, фуллерен, карбин юм.

Нүүрс, хөө тортог нь аморф нүүрстөрөгч юм. Энэ төлөвт байгаа нүүрстөрөгч нь эмх цэгцтэй бүтэцгүй бөгөөд үнэндээ бал чулуун давхаргын жижиг хэсгүүдээс бүрддэг. Халуун усны уураар боловсруулсан аморф нүүрстөрөгчийг идэвхжүүлсэн нүүрс гэж нэрлэдэг. 1 грамм идэвхжүүлсэн нүүрс нь олон нүх сүвтэй тул нийт гурван зуу гаруй метр квадрат талбайтай! Төрөл бүрийн бодисыг шингээх чадвартай тул идэвхжүүлсэн нүүрс нь шүүлтүүр дүүргэгч, түүнчлэн янз бүрийн төрлийн хордлогын үед энтеросорбент болгон өргөн хэрэглэгддэг.

Химийн үүднээс авч үзвэл аморф нүүрстөрөгч нь түүний хамгийн идэвхтэй хэлбэр, бал чулуу нь дунд зэргийн идэвхтэй, алмаз нь маш идэвхгүй бодис юм. Ийм учраас доор авч үзсэн нүүрстөрөгчийн химийн шинж чанарыг аморф нүүрстөрөгчтэй холбон тайлбарлах ёстой.

Нүүрстөрөгчийн шинж чанарыг бууруулдаг

Бууруулах бодисын хувьд нүүрстөрөгч нь хүчилтөрөгч, галоген, хүхэр зэрэг металл бус бодисуудтай урвалд ордог.

Нүүрс шатаах явцад хүчилтөрөгчийн илүүдэл буюу дутагдлаас хамааран нүүрстөрөгчийн дутуу исэл CO эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO 2 үүсэх боломжтой.

Нүүрстөрөгч нь фтортой урвалд ороход нүүрстөрөгчийн тетрафторид үүсдэг.

Нүүрстөрөгчийг хүхэрээр халаахад нүүрстөрөгчийн дисульфид CS 2 үүсдэг.

Нүүрстөрөгч нь үйл ажиллагааны цувралын хөнгөн цагааны дараа металыг исэлээс нь бууруулах чадвартай. Жишээ нь:

Нүүрстөрөгч нь идэвхтэй металлын ислүүдтэй урвалд ордог боловч энэ тохиолдолд дүрмээр бол металын бууралт биш харин түүний карбид үүсэх нь ажиглагддаг.

Нүүрстөрөгчийн металл бус ислүүдтэй харилцан үйлчлэл

Нүүрстөрөгч нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO 2-тэй пропорциональ урвалд ордог.

Аж үйлдвэрийн үүднээс авч үзвэл хамгийн чухал үйл явцын нэг нь гэж нэрлэгддэг процесс юм уурын нүүрсний хувиргалт. Уг процесс нь усны уурыг халуун нүүрсээр дамжих замаар явагддаг. Дараахь урвал явагдана.

Өндөр температурт нүүрстөрөгч нь цахиурын давхар исэл гэх мэт идэвхгүй нэгдлийг хүртэл бууруулах чадвартай. Энэ тохиолдолд нөхцөл байдлаас хамааран цахиур эсвэл цахиурын карбид үүсэх боломжтой ( карборунд):

Мөн нүүрстөрөгч нь ангижруулагч бодис болох исэлдүүлэгч хүчлүүд, ялангуяа төвлөрсөн хүхрийн болон азотын хүчилтэй урвалд ордог.

Нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн шинж чанар

Нүүрстөрөгчийн химийн элемент нь цахилгаан сөрөг нөлөөгүй тул түүний үүсгэсэн энгийн бодисууд нь бусад металл бус бодисуудад исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг.

Ийм урвалын жишээ бол катализаторын оролцоотойгоор халах үед аморф нүүрстөрөгчийн устөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх явдал юм.

мөн 1200-1300 o C температурт цахиуртай:

Нүүрстөрөгч нь металтай харьцуулахад исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг. Нүүрстөрөгч нь идэвхтэй металл болон зарим завсрын металлуудтай урвалд орох чадвартай. Халаахад дараах урвалууд үүсдэг.

Цахиурын химийн шинж чанар

Цахиур нь нүүрстөрөгчийн нэгэн адил талст ба аморф төлөвт байж болох ба нүүрстөрөгчийн нэгэн адил аморф цахиур нь талст цахиураас хамаагүй илүү химийн идэвхтэй байдаг.

Заримдаа аморф ба талст цахиурыг аллотропик өөрчлөлт гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хатуухан хэлэхэд бүрэн үнэн биш юм. Аморф цахиур нь үндсэндээ бие биенээсээ санамсаргүй байдлаар байрладаг талст цахиурын жижиг хэсгүүдийн конгломерат юм.

Цахиурын энгийн бодисуудтай харилцан үйлчлэл

металл бус

Хэвийн нөхцөлд цахиур нь идэвхгүй байдлаасаа болж зөвхөн фтортой урвалд ордог.

Цахиур нь зөвхөн халах үед л хлор, бром, иодтой урвалд ордог. Галогенийн идэвхжилээс хамааран өөр өөр температур шаардлагатай байдаг нь онцлог юм.

Тиймээс хлортой урвал 340-420 хэмд явагдана.

Бромтой - 620-700 ° C:

Иодтой - 750-810 ° C:

Хүчилтөрөгчтэй цахиурын урвал явагддаг боловч хүчтэй оксидын хальс нь харилцан үйлчлэлийг хүндрүүлдэг тул маш хүчтэй халаалт (1200-1300 ° C) шаарддаг.

1200-1500 ° C-ийн температурт цахиур нь графит хэлбэрээр нүүрстөрөгчтэй аажмаар харилцан үйлчилж, карборунд SiC - алмаазтай төстэй атомын болор тортой, бараг түүн шиг хүчтэй бодис үүсгэдэг.

Цахиур нь устөрөгчтэй урвалд ордоггүй.

металлууд

Цахиур нь цахилгаан сөрөг чанар багатай тул зөвхөн металлын эсрэг исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг. Металлуудаас цахиур нь идэвхтэй (шүлт ба шүлтлэг шороо) металууд, түүнчлэн завсрын идэвхтэй олон металлуудтай урвалд ордог. Энэхүү харилцан үйлчлэлийн үр дүнд силицидүүд үүсдэг.

Цахиурын нарийн төвөгтэй бодисуудтай харилцан үйлчлэл

Цахиур нь буцалгах үед ч устай урвалд ордоггүй, гэхдээ аморф цахиур нь 400-500 ° C-ийн температурт хэт халсан усны ууртай харилцан үйлчилдэг. Энэ тохиолдолд устөрөгч, цахиурын давхар исэл үүсдэг.

Бүх хүчлүүдээс цахиур (аморф төлөвт) зөвхөн төвлөрсөн фторын хүчилтэй урвалд ордог.

Цахиур нь төвлөрсөн шүлтийн уусмалд уусдаг. Урвал нь устөрөгчийн ялгаралт дагалддаг.

Алмазан бүтэц (А)ба бал чулуу (б)

Нүүрстөрөгч(Латин Карбонум) - С, Менделеевийн үечилсэн системийн IV бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 6, атомын масс 12.011. Энэ нь байгальд алмаз, бал чулуу, фуллерен болон бусад хэлбэрийн талст хэлбэрээр олддог бөгөөд органик (нүүрс, газрын тос, амьтан, ургамлын организм гэх мэт), органик бус бодис (шохойн чулуу, жигд натри гэх мэт) нэг хэсэг юм. Нүүрстөрөгч өргөн тархсан боловч дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж ердөө 0.19% байдаг.

Нүүрстөрөгчийг энгийн бодис хэлбэрээр өргөн хэрэглэдэг. Үнэт эдлэлийн объект болох үнэт алмаазаас гадна үйлдвэрлэлийн алмаз нь нунтаглах, зүсэх багаж үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Нүүрс болон бусад аморф нүүрстөрөгчийг өнгөгүйжүүлэх, цэвэршүүлэх, хийн шингээх, боловсруулсан гадаргуутай шингээгч шаардлагатай технологийн салбарт ашигладаг. Карбид, нүүрстөрөгчийн металл, түүнчлэн бор, цахиуртай нэгдлүүд (жишээлбэл, Al 4 C 3, SiC, B 4 C) нь өндөр хатуулагтай бөгөөд зүлгүүр, зүсэх хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Нүүрстөрөгч нь ган ба хайлшийн нэг хэсэг бөгөөд карбид хэлбэрээр элементийн төлөвт байдаг. Ган цутгамал гадаргууг өндөр температурт нүүрстөрөгчөөр дүүргэх (нүүрсжих) нь гадаргуугийн хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Түүхэн суурь

Графит, алмаз, аморф нүүрстөрөгч нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Бал чулууг бусад материалыг тэмдэглэхэд ашиглаж болно гэдгийг эрт дээр үеэс мэддэг байсан бөгөөд "бичих" гэсэн утгатай грек үгнээс гаралтай "графит" нэрийг өөрөө 1789 онд А.Вернер санал болгосон. Гэсэн хэдий ч бал чулууны түүх нарийн төвөгтэй байдаг нь ижил төстэй гадаад физик шинж чанартай бодисууд, тухайлбал молибденит (молибдений сульфид) гэж нэг удаа графит гэж андуурдаг байв. Бал чулууны бусад нэрэнд "хар хар тугалга", "карбид төмөр", "мөнгөн хар тугалга" орно.

1779 онд К.Шээле бал чулууг агаарт исэлдүүлэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэж болохыг тогтоожээ. Алмаз анх Энэтхэгт ашиглагдаж эхэлсэн бөгөөд 1725 онд Бразилд үнэт чулуу арилжааны ач холбогдолтой болсон; Өмнөд Африк дахь ордуудыг 1867 онд нээсэн.

20-р зуунд Гол алмаз үйлдвэрлэгчид нь Өмнөд Африк, Заир, Ботсвана, Намиби, Ангол, Сьерра-Леон, Танзани, Орос юм. Технологи нь 1970 онд бий болсон хүний ​​гараар хийсэн алмазыг үйлдвэрлэлийн зориулалтаар үйлдвэрлэдэг.

Үл хөдлөх хөрөнгө

Нүүрстөрөгчийн дөрвөн талст өөрчлөлтийг мэддэг:

• бал чулуу,
• алмаз,
• карабин,
• лонсдейт.

Графит- саарал хар, тунгалаг бус, хүрэхэд тослог, хайрст үлд, металл гялбаатай маш зөөлөн масстай. Өрөөний температур ба хэвийн даралт (0.1 Мн/м2 буюу 1 кгс/см2) үед бал чулуу нь термодинамикийн хувьд тогтвортой байдаг.

Алмаз- маш хатуу, талст бодис. Талстууд нь нүүр төвтэй куб тортой. Өрөөний температур ба хэвийн даралттай үед алмаз метаставтай байдаг. Алмазыг бал чулуу болгон хувиргах нь 1400 хэмээс дээш температурт вакуум эсвэл идэвхгүй орчинд ажиглагддаг. Агаар мандлын даралт ба 3700 ° C-ийн температурт бал чулуу нь дээд цэгтээ хүрдэг.

Шингэн нүүрстөрөгчийг 10.5 Мн / м2 (105 кгс / см2) даралт, 3700 ° C-аас дээш температурт авч болно. Хатуу нүүрстөрөгч (кокс, хөө тортог, нүүрс) нь мөн эмх замбараагүй бүтэцтэй төлөвөөр тодорхойлогддог - "аморф" гэж нэрлэгддэг нүүрстөрөгч нь бие даасан өөрчлөлтийг илэрхийлдэггүй; Түүний бүтэц нь нарийн талст графитын бүтэц дээр суурилдаг. Зарим төрлийн "аморф" нүүрстөрөгчийг агаарт нэвтрэхгүйгээр 1500-1600 хэмээс дээш халаах нь бал чулуу болж хувирдаг.

"Аморф" нүүрстөрөгчийн физик шинж чанар нь бөөмсийн тархалт, хольц байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг. "Аморф" нүүрстөрөгчийн нягт, дулаан багтаамж, дулаан дамжуулалт, цахилгаан дамжуулах чанар нь бал чулуунаас үргэлж өндөр байдаг.

Карбинзохиомлоор олж авсан. Энэ нь нарийн талст хар нунтаг (нягт 1.9-2 г/см3) юм. Атомын урт гинжээр бүтээгдсэн ХАМТ, бие биентэйгээ зэрэгцээ байрлуулсан.

Лонсдейтсолироос олдож, зохиомлоор олж авсан; түүний бүтэц, шинж чанарыг эцэслэн тогтоогоогүй байна.

Хайлш

Ган

Металлургид коксыг ангижруулагч болгон ашигладаг. Нүүрс - хуурамч үйлдвэрт, дарь (75% KNO 3 + 13% C + 12% S) үйлдвэрлэх, хий шингээх (шингээх), мөн өдөр тутмын амьдралд. Нүүрстөрөгчийн хар нь резин дүүргэгч, хар будаг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг - хэвлэх бэх, бэх, түүнчлэн хуурай гальваник эсүүдэд. Шилэн нүүрстөрөгчийг маш түрэмгий орчинд тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх, түүнчлэн нисэх, сансрын нисгэхэд ашигладаг.

Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгч нь хий, шингэнээс хортой бодисыг шингээдэг: энэ нь хийн маск, цэвэршүүлэх системийг дүүргэхэд хэрэглэгддэг бөгөөд хордлогын үед анагаах ухаанд ашиглагддаг.

Нүүрстөрөгч нь бүх органик бодисын үндэс юм. Аливаа амьд организм нүүрстөрөгчөөс бүрддэг. Нүүрстөрөгч бол амьдралын үндэс юм. Амьд организмын нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн агаар мандал эсвэл уснаас CO 2 байдаг. Фотосинтезээр дамжуулан амьд бие биенээ эсвэл бие биенийхээ үлдэгдлийг идэж, улмаар бие махбодоо бүтээх нүүрстөрөгчийг олж авдаг биологийн хүнсний гинжин хэлхээнд ордог. Нүүрстөрөгчийн биологийн мөчлөг нь исэлдэж, агаар мандалд буцах, эсвэл нүүрс, газрын тос хэлбэрээр булшлах замаар дуусдаг.

Цацраг идэвхт изотоп 14 С-ийн хэрэглээ нь уургийн биосинтезийн механизм, удамшлын мэдээллийг дамжуулах үйл явцыг судлахад молекул биологийн амжилтанд хувь нэмэр оруулсан. Нүүрстөрөгч агуулсан органик үлдэгдэл дэх 14 С-ийн өвөрмөц идэвхийг тодорхойлох нь тэдний насыг үнэлэх боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг палеонтологи, археологид ашигладаг.

Эх сурвалжууд