ВВЕДЕНИЕ
Углерод, шестой элемент периодической таблицы, лежит в основе всего, что нас окружает, — от сверкающего бриллианта до сложнейших биологических структур. Его уникальные свойства, обусловленные электронной конфигурацией и способностью образовывать прочные ковалентные связи, делают его непревзойденным строительным материалом для молекул органической химии, лежащих в основе жизни. От простых углеводородов до сложных биополимеров, таких как белки, углеводы и нуклеиновые кислоты, углерод образует каркас, поддерживающий жизнь на нашей планете. В то же время углерод является важнейшим промышленным материалом, многочисленные аллотропные модификации и соединения которого находят применение в различных отраслях — от энергетики и металлургии до электроники и медицины.
…………………………………………
Общая характеристика химического элемента
Углерод, элемент с атомным номером 6 и атомной массой 12.011, занимает особое место в периодической системе Менделеева. Его уникальные свойства обуславливают его центральную роль в химии и биологии. Рассмотрим структуру атома углерода и ее влияние на его химическое поведение.
Ядро стабильного изотопа углерода состоит из шести протонов и шести нейтронов. Именно этот изотоп был выбран в 1961 году Международным союзом фундаментальной и прикладной химии в качестве основной единицы измерения атомной массы. Существуют также радиоактивные изотопы углерода, например, с периодом полураспада 5760 лет.
Нейтральный атом углерода содержит шесть электронов, которые распределяются по электронным слоям. Два электрона занимают первый K-слой (1s-состояние), в то время как оставшиеся четыре электрона образуют второй L-слой, состоящий из двух 2s- и двух 2p-орбиталей [2].
В основном состоянии углерод является двухвалентным, что соответствует электронной конфигурации 1s?2s?. Однако, благодаря переходу одного электрона из 2s- в 2p-состояние, атом углерода может достичь возбужденного состояния с конфигурацией 1s?2s?2p?, что придает ему четырехвалентный характер.
Энергия, необходимая для такого перехода, составляет порядка 400 кДж/моль. Эта энергия компенсируется при образовании химических связей. Таким образом, углерод способен образовывать разнообразные ковалентные связи, как одинарные, так и кратные.
…………………………………………
Список литературы
1. Борисенков, Е.П. Круговорот углерода и климат / Е.П. Борисенков, К.Я. Кондратьев. - М.: Гидрометеоиздат, 2020. - 320 c.
2. Ерин Ю. Элементы [Электронный ресурс] /Подтверждено существование новой аллотропной формы углерода – Минск, 2019 – Режим доступа: https://elementy.ru/novosti_nauki - Дата доступа: 30.03.2025
3. Интернет портал драгоценных камней [Электронный ресурс]/Применение алмазов – Минск, 2019 – Режим доступа: https://kamenis.com - Дата доступа: 30.03.20254
4. Углерод и кремний. Элементы IVA-группы: Конспект лекций. [Электронный ресурс]. URL: https://uchitel.pro/углерод-и-кремнийэлементы-iva-группы (дата обращения: 30.03.2025).
5. Чернов, И.Ю. Круговорот углерода / Экологическая пирамида. Плакат / И.Ю. Чернов. - М.: Дрофа, 2020. - 601 c.
6. Шулагин, Ю. Выделение эндогенной окиси углерода у человека и животных / Ю. Шулагин, Е. Степанов.// - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2019. - 196 c
7. Эддисон У. Аллотропия химических элементов. — Минск: Букинис, 2019. — 208 с.