Южно-Уральский государственный университет

Кафедра ЕН

Характеристика химического элемента

№ 6 Углерод

Выполнил:

студент группы ММВ-335

Коробатов М. В.

Проверил преподаватель:

Мельниченко В. Г.

г. Миасс 2006 г.

История открытия.

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз - как драгоценный камень. Значительно позднее стали применять графит для изготовления тиглей и карандашей.

В 1778 К. Шееле, нагревая графит с селитрой, обнаружил, что при этом, как и при нагревании угля с селитрой, выделяется углекислый газ. Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А. Лавуазье (1772) по изучению горения алмаза на воздухе и исследований С. Теннанта (1797), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа. Углерод был признан химическим элементом в 1789 Лавуазье. Латинское название carboneum Углерод получил от carbo - уголь. [1].

2. Распространение углерода в природе, включая живые организмы.

По содержанию в земной коре углерод занимает 17-е место среди элементов: на его долю приходится около 0,14 ат. % от общего числа атомов земной коры. Вместе с тем значение углерода чрезвычайно велико, т.к. его соединения являются основой всех живых организмов. В среднем живые организмы, составляющие биосферу, на 18 вес. % состоят из углерода (в теле человека 19,37% углерода).

Большая часть углерода сосредоточена в природных карбонатах (СаСО3 — известняк, мрамор, мел, СаСО3 • МgСО3 — доломит, МgС03 — магнезит) и в горючих ископаемых (нефть, каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, природные горючие газы). В состав атмосферы углерод входит в виде углекислого газа СО2 (0,03 об. %), в растворенном состоянии СO2 находится в природных водах (в гидросфере его в 60 раз больше, чем в атмосфере).

Свободный углерод встречается в виде алмаза, графита и так называемого аморфного углерода (мелкодисперсный графит, основные разновидности — уголь и сажа). Некоторые каменные угли на 98% состоят из углерода. [2].

Анализ противоречий.

В источнике [2] написано что, некоторые каменные угли на 98% состоят из углерода, а в источник [5] написано что, некоторые из  ископаемых углей  содержат 99%   углерода.

Я считаю верным литературный источник [2] так как он более новый (2003 г.).

3. Физические свойства.

Углерод является первым элементом в четвертой группе периодической системы. Его атомный вес 12,01115.  [5].

Аллотропные модификации углерода — алмаз и графит — резко отличаются по физическим свойствам.

Алмаз — прозрачные кристаллы, очень твердые. Твердость алмаза объясняется строением его кристаллической решетки, четыре валентных электрона каждого атома углерода в алмазе образуют прочные ковалентные связи с другими атомами углерода. Кристаллическая решетка алмаза имеет тетраэдрическое строение. Расстояние между всеми атомами углерода одинаковое. Плотность алмаза равна 3,51 г/см3. Алмаз проводит электрический ток, так как в его кристаллической решетке отсутствуют свободные электроны.

Графит — мягкое темно-серое вещество с металлическим блеском. Плотность его колеблется от 2,17 до 2,3 г/см3. Кристаллическая решетка графита имеет сложное слоистое строение. ............