Uhlík

Ve světě kolem nás se nacházejí tři izotopy tohoto prvku. Izotopy 12C a 13C jsou stabilní, zatímco 14C je radioaktivní (poločas rozpadu tohoto izotopu je 5730 let ). Uhlík je znám již od starověku.

Schopnost uhlíku tvořit polymerní řetězce vede k obrovské třídě sloučenin na bázi uhlíku nazývaných organické, které jsou mnohem početnější než anorganické a jsou studiem organické chemie .

Historie

Uhlík ve formě dřevěného uhlí se ve starověku používal k tavení kovů . Alotropické modifikace uhlíku jsou již dlouho známy : diamant a grafit .

Na přelomu XVII-XVIII století. objevila se teorie flogistonu, kterou předložili Johann Becher a Georg Stahl . Tato teorie rozpoznala v každém hořlavém tělese přítomnost speciální elementární látky – beztížné tekutiny – flogistonu, která se při spalování vypařuje. Protože při spalování velkého množství uhlí zůstává jen malé množství popela, věřili flogistici, že uhlí je téměř čistý flogiston. To bylo vysvětlení zejména pro „flogistický“ účinek uhlí, jeho schopnost obnovovat kovy z „vápna“ a rud. Pozdější flogistici ( Réaumur , Bergman a další) již začali chápat, že uhlí je elementární látka. Poprvé však „čisté uhlí“ jako takové uznal Antoine Lavoisier , který studoval proces spalování uhlí a dalších látek ve vzduchu a kyslíku. V Guiton de Morveau , Lavoisier, Berthollet a Fourcroix 's Method of Chemical Nomenclature (1787) se místo francouzského „čistého uhlí“ (charbone pur) objevil název „carbon“ (carbone). Pod stejným názvem se uhlík objevuje v "Tabulce jednoduchých těles" v Lavoisierově "Elementary Textbook of Chemistry".

V roce 1791 anglický chemik Tennant jako první získal volný uhlík; přecházel páry fosforu přes kalcinovanou křídu, což vedlo k tvorbě fosforečnanu vápenatého a uhlíku. Skutečnost, že diamant při silném zahřátí hoří beze zbytku, je známá již dlouhou dobu. Již v roce 1751 německý císař Franz I. souhlasil s tím, že dá diamant a rubín na experimenty s vypalováním, poté se tyto experimenty dokonce staly módními. Ukázalo se, že hoří pouze diamant a rubín (oxid hlinitý s příměsí chrómu) vydrží dlouhodobé zahřívání v ohnisku zápalné čočky bez poškození. Lavoisier založil nový experiment na spalování diamantu velkým zápalným strojem a dospěl k závěru, že diamant je krystalický uhlík. Druhý alotrop uhlíku – grafit – byl v alchymistickém období považován za upravený olovnatý lesk a nazýval se plumbago; teprve v roce 1740 Pott objevil nepřítomnost jakékoli nečistoty olova v grafitu. Scheele studoval grafit (1779) a jako flogistik jej považoval za sirnaté těleso zvláštního druhu, speciální minerální uhlí obsahující vázanou „vzdušnou kyselinu“ (CO 2 ) a velké množství flogistonu.

O dvacet let později Guiton de Morvo proměnil diamant na grafit a poté na kyselinu uhličitou jemným zahříváním [8] .

Původ jména

V 17.-19. století byl termín „uhlí“ někdy používán v ruské chemické a odborné literatuře (Schlatter, 1763; Scherer, 1807; Severgin , 1815); od roku 1824 zavedl Solovjov název „uhlík“. Sloučeniny uhlíku mají v názvu část karbo (n) - z lat. carbō (gen. p. carbōnis ) „uhlí“.

Fyzikální vlastnosti

Uhlík existuje v mnoha alotropních modifikacích s velmi různorodými fyzikálními vlastnostmi. Rozmanitost modifikací je způsobena schopností uhlíku tvořit kovalentní chemické vazby různých typů.

Izotopy uhlíku

Přírodní uhlík se skládá ze dvou stabilních izotopů - 12 C (98,93 %) a 13 C (1,07 %) a jednoho radioaktivního izotopu 14 C (β-zářič, T ½ = 5730 let), koncentrovaných v atmosféře a v horní části Země kůra. Neustále se tvoří ve spodních vrstvách stratosféry v důsledku působení neutronů kosmického záření na jádra dusíku reakcí: 14 N (n, p) 14 C a také od poloviny 50. let 20. století jako člověk -vyrobený produkt jaderných elektráren a v důsledku testování vodíkových bomb .

Vznik a rozpad 14 C je základem metody radiokarbonového datování , která je široce používána v kvartérní geologii a archeologii .

Alotropní modifikace uhlíku

Krystalický uhlík

Amorfní uhlík

V praxi jsou amorfní formy uvedené výše zpravidla chemickými sloučeninami s vysokým obsahem uhlíku, nikoli čistou alotropní formou uhlíku.

Clusterové formuláře

Struktura

Elektronové orbitaly atomu uhlíku mohou mít různé tvary v závislosti na stupni hybridizace jeho elektronových orbitalů . Existují tři hlavní konfigurace atomu uhlíku:

tetraedrický , vznikl smícháním jednoho s- a tří p-elektronů ( hybridizace sp 3 ). Atom uhlíku se nachází ve středu čtyřstěnu, je spojen čtyřmi ekvivalentními σ-vazbami s atomy uhlíku nebo jinými umístěnými ve vrcholech čtyřstěnu. Tato geometrie atomu uhlíku odpovídá alotropickým modifikacím uhlíkového diamantu a lonsdaleitu . Uhlík má takovou hybridizaci například v metanu a dalších uhlovodících.
trigonální, vznikl smícháním jednoho s- a dvou p-elektronových orbitalů ( hybridizace sp 2 ). Atom uhlíku má tři ekvivalentní σ-vazby umístěné ve stejné rovině pod úhlem 120° vůči sobě. P-orbital, který se neúčastní hybridizace a je umístěn kolmo k rovině σ-vazeb , se používá k vytvoření π-vazeb s jinými atomy. Tato geometrie uhlíku je typická pro grafit , fenol atd.
digonální, vzniklé smícháním jednoho s- a jednoho p-elektronu (sp-hybridizace). V tomto případě jsou dva elektronové mraky protáhlé ve stejném směru a vypadají jako asymetrické činky. Další dva p-elektrony tvoří π-vazby. Uhlík s takovou atomovou geometrií tvoří speciální alotropní modifikaci - karabinu .

Grafit a diamant

Hlavní a dobře prozkoumané alotropní modifikace uhlíku jsou diamant a grafit . Termodynamický výpočet rovnovážné čáry grafit-diamant na fázi p ,  T - diagram provedl v roce 1939 O. I. Leipunsky [9] . Za normálních podmínek je termodynamicky stabilní pouze grafit, zatímco diamant a další formy jsou metastabilní . Při atmosférickém tlaku a teplotách nad 1200 K se diamant začíná přeměňovat na grafit, nad 2100 K dochází k přeměně velmi rychle [10] [11] [12] . Δ H 0 přechod - 1,898 kJ / mol. K přímému přechodu grafitu na diamant dochází při 3000 K a tlaku 11–12 GPa. Za normálního tlaku uhlík sublimuje při 3780 K.

Tekutý uhlík

Kapalný uhlík existuje pouze při určitém vnějším tlaku. Trojité body: grafit–kapalina–pára T = 4130 K, p = 10,7 MPa a grafit–diamant–kapalina T ≈ 4000 K, p ≈ 11 GPa. Rovnovážná čára grafit-kapalina na fázi p ,  T - diagram má kladný sklon, který, když se blíží k trojnému bodu grafit-diamant-kapalina, se stává negativním, což je spojeno s jedinečnými vlastnostmi atomů uhlíku vytvářet molekuly uhlíku skládající se z různého počtu atomů (od dvou do sedmi). Sklon rovnovážné čáry diamant-kapalina byl při absenci přímých experimentů při velmi vysokých teplotách (nad 4000–5000 K) a tlacích (nad 10–20 GPa) po mnoho let považován za negativní. Přímé experimenty provedené japonskými výzkumníky [13] a zpracování získaných experimentálních dat, s přihlédnutím k anomální vysokoteplotní tepelné kapacitě diamantu [14] [15] , ukázaly, že sklon rovnovážné čáry diamant-kapalina je kladný. to znamená, že diamant je hustší než tekutý uhlík (potopí se v tavenině a plave jako led ve vodě).

V květnu 2019 publikoval časopis Physical Review Letters práci ruských vědců ze Spojeného ústavu pro vysoké teploty Ruské akademie věd A. M. Kondratieva a A. D. Rachel, ve které fyzici poprvé na světě studovali a měřili vlastnosti kapalná forma uhlíku v detailu. Výsledky fyzikálního experimentu umožnily získat nová data, která nebyla badatelům v podmínkách počítačové simulace dostupná. Tenká deska z vysoce orientovaného pyrolytického grafitu s šestiúhelníkovou osou kolmou k povrchu byla vložena mezi dvě desky ze speciálního materiálu a zahřátá na tlak 0,3 až 2,0 GPa. Ukázalo se, že teplota tání grafitu za těchto podmínek je 6300-6700 K , což je o více než 1000 K vyšší než hodnoty předpovězené teoreticky a na matematických modelech. Poprvé na světě vědci přesně změřili fyzikální parametry procesu tání uhlíku a vlastnosti jeho kapalné fáze (specifický odpor, entalpie tání , izochorická tepelná kapacita a mnoho dalších ukazatelů této látky [16] . zjistili, že rychlost zvuku v kapalném uhlíku roste s klesající hustotou [16] [17] [18] [19] .

Carbon III

Při tlacích nad 60 GPa se předpokládá vznik velmi husté modifikace C III ( hustota je o 15–20 % vyšší než hustota diamantu), která má kovovou vodivost. Při vysokých tlacích a relativně nízkých teplotách (asi 1200 K) vzniká z vysoce orientovaného grafitu - lonsdaleitu ( a = 0,252 nm, c = 0,412 nm, prostorová grupa Р 6 3 / ) hexagonální modifikace uhlíku s krystalovou mřížkou wurtzitového typu . mmc ), hustota 3,51 g / cm³, tedy stejná jako u diamantu. Lonsdaleite se také nachází v meteoritech .

Ultrajemné diamanty (nanodiamanty)

V 80. letech 20. století bylo v SSSR zjištěno, že v podmínkách dynamického zatížení materiálů obsahujících uhlík mohou vznikat struktury podobné diamantu, které se nazývají ultrajemné diamanty (UDD). V současné době se stále častěji používá termín „ nanodiamanty “. Velikost částic v takových materiálech je několik nanometrů. Podmínky pro vznik UDD lze realizovat při detonaci výbušnin s výrazně negativní kyslíkovou bilancí , např. směsí TNT s RDX . Takové podmínky lze také realizovat, když nebeská tělesa narazí na zemský povrch v přítomnosti materiálů obsahujících uhlík (organické látky, rašelina , uhlí atd.). V zóně pádu tunguzského meteoritu byly tedy UDD nalezeny v lesním odpadu.

Carbin

Krystalická modifikace uhlíku hexagonální syngonie s řetězcovou strukturou molekul se nazývá karabina . Řetězce jsou buď polyenové (−C≡C−) nebo polykumulenové (=C=C=). Je známo několik forem karabiny, které se liší počtem atomů v základní buňce, velikostí buňky a hustotou (2,68–3,30 g/cm³). Karbyn se v přírodě vyskytuje ve formě minerálu chaoit (bílé žilky a skvrny v grafitu) a získává se uměle - oxidativní dehydropolykondenzací acetylenu , působením laserového záření na grafit, z uhlovodíků nebo CCl 4 v nízkoteplotním plazmatu.

Carbyne je černý jemnozrnný prášek (hustota 1,9–2 g/cm³) s polovodičovými vlastnostmi. Získává se za umělých podmínek z dlouhých řetězců atomů uhlíku naskládaných paralelně k sobě.

Carbyne je lineární polymer uhlíku. V molekule karabiny jsou atomy uhlíku spojeny v řetězcích střídavě buď trojnými a jednoduchými vazbami (polyenová struktura), nebo trvale dvojnými vazbami (polykumulenová struktura). Tuto látku poprvé získali sovětští chemici V. V. Korshak , A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin a Yu. P. Kudrjavcev na počátku 60. let 20. století v Ústavu organoelementových sloučenin Akademie věd SSSR [20] . Karbin má polovodičové vlastnosti a pod vlivem světla se jeho vodivost velmi zvyšuje. První praktická aplikace je založena na této vlastnosti - ve fotobuňkách .

Fullereny a uhlíkové nanotrubice

Uhlík je znám také ve formě klastrových částic C 60 , C 70 , C 80 , C 90 , C 100 a podobně ( fullereny ) , dále grafeny , nanotrubice a složité struktury - astraleny .

Amorfní uhlík (struktura)

Struktura amorfního uhlíku je založena na neuspořádané struktuře monokrystalického (vždy obsahujícího nečistoty) grafitu. Jedná se o koks , hnědé a černé uhlí, saze , saze , aktivní uhlí .

Grafen

Grafen je dvourozměrná alotropní modifikace uhlíku, tvořená vrstvou atomů uhlíku o tloušťce jednoho atomu, spojených sp² vazbami do šestiúhelníkové dvourozměrné krystalové mřížky.

Karbonový kroužek

V roce 2019 byla poprvé syntetizována jedna kopie molekuly, což je kruh s 18 atomy uhlíku. Střídá jednoduché a trojné chemické vazby [21] [22] .

Být v přírodě

Odhaduje se, že Země jako celek se skládá ze 730 ppm uhlíku, s 2000 ppm v jádře a 120 ppm v plášti a kůře [23] . Hmotnost Země je 5,972⋅10 24 kg , což znamená přítomnost 4360 milionů gigatun uhlíku.

Volný uhlík se v přírodě nachází ve formě diamantu a grafitu. Hlavní hmota uhlíku ve formě přírodních uhličitanů ( vápence a dolomity ), fosilní paliva - antracit (94-97 % C), hnědé uhlí (64-80 % C), černé uhlí (76-95 % C), ropa břidlice (56-78 % C), ropa (82-87 % C), hořlavé zemní plyny (až 99 % metanu ), rašelina (53-56 % C), stejně jako bitumen atd. V atmosféře a hydrosféře je ve formě oxidu uhličitého CO 2 , ve vzduchu 0,046 % hmotnostních CO 2 , ve vodách řek, moří a oceánů ~ 60x více. Uhlík je součástí rostlin a živočichů (~17,5 %).

Uhlík se do lidského těla dostává s jídlem (běžně asi 300 g denně). Celkový obsah uhlíku v lidském těle dosahuje asi 21 % (15 kg na 70 kg tělesné hmotnosti). Uhlík tvoří 2/3 svalové hmoty a 1/3 kostní hmoty. Z těla se vylučuje především vydechovaným vzduchem ( oxid uhličitý ) a močí ( močovina ).

Cyklus uhlíku v přírodě zahrnuje biologický cyklus, uvolňování CO 2 do atmosféry při spalování fosilních paliv , ze sopečných plynů, horkých minerálních pramenů, z povrchových vrstev oceánských vod, jakož i při dýchání, fermentaci, rozkladu . Biologický cyklus spočívá v tom, že uhlík ve formě CO 2 je při fotosyntéze absorbován rostlinami z troposféry . Poté se z biosféry opět vrací do geosféry , částečně prostřednictvím organismů zvířat a lidí a ve formě CO 2 - do atmosféry.

V parním stavu a ve formě sloučenin s dusíkem a vodíkem se uhlík nachází v atmosféře Slunce , planet, nachází se v kamenných a železných meteoritech .

Většina sloučenin uhlíku, a především uhlovodíky , má výrazný charakter kovalentních sloučenin. Síla jednoduchých, dvojných a trojných vazeb atomů C mezi sebou, schopnost tvořit stabilní řetězce a cykly z atomů C určují existenci velkého množství sloučenin obsahujících uhlík studovaných organickou chemií .

V přírodě se vyskytuje minerál šungit , který obsahuje jak pevný uhlík (≈25 %), tak značné množství oxidu křemičitého (≈35 %).

Chemické vlastnosti

Za běžných teplot je uhlík chemicky inertní, při dostatečně vysokých teplotách se slučuje s mnoha prvky a vykazuje silné redukční vlastnosti. Chemická aktivita různých forem uhlíku klesá v řadě: amorfní uhlík, grafit, diamant, na vzduchu se vznítí při teplotách nad 300–501 °C, 600–700 °C a 800–1000 °C.

Oxidační stav se pohybuje od -4 do +4. Elektronová afinita 1,27 eV ; ionizační energie během postupného přechodu z Co na C4 + je 11,2604 , 24,383, 47,871 a 64,19 eV, v tomto pořadí.

Anorganické sloučeniny

Uhlík při zahřívání reaguje s nekovy.

Reakce s nekovy

Činidlo	Rovnice	Popis
${\ce {O2}}$	${\ce {2C + O2 ->[t] 2CO ^}}$ ${\ce {2CO + O2 ->[t] 2CO2 ^}}$	Produkty spalování uhlíku jsou CO a CO 2 ( oxid uhelnatý a oxid uhličitý ). Známý je také nestabilní suboxid uhlíku C 3 O 2 (bod tání −111 °C, bod varu 7 °C) a některé další oxidy (například C 12 O 9 , C 5 O 2 , C 12 O 12 ). Oxid uhličitý reaguje s vodou za vzniku slabé kyseliny uhličité - H 2 CO 3 , která tvoří soli - uhličitany . ${\ce {CO2 + H2O <=> H2CO3}}$ Na Zemi jsou nejrozšířenějšími uhličitany vápník (minerální formy - křída , mramor , kalcit , vápenec atd.) a hořčík (minerální forma dolomit ).
${\ce {S))$ ${\ce {Se}}$	${\ce {C + 2S ->[t]CS2}}$ ${\ce {C + 2Se ->[t] CSe2}}$	Když uhlík reaguje se sírou, získá se sirouhlík CS2 , CS a C3S2 jsou také známé . Byl získán selenid uhlíku CSe2 .
${\ce {H2))$ ${\ce {F2))$	${\ce {C + 2H2 ->[t, P, cat] CH4 ^}}$ ${\ce {C + 2F2 ->[>900{°}C]CF4))$	Metan je možné vyrábět z uhlíku za přítomnosti oxidů železa, ale mnohem praktičtější je vyrábět metan ze syntézního plynu . Grafit a amorfní uhlík začnou reagovat s vodíkem při teplotě 1200 °C, s fluorem při 900 °C [24] , za vzniku freonu .
${\ce {Si}}$	${\ce {C + Si ->[t] SiC}}$	Při tavení se získá karbid křemíku .
${\ce {N2))$	${\ce {2C + N2 ->[t] (CN)2))$	Když elektrický výboj prochází mezi uhlíkovými elektrodami v dusíkové atmosféře, vzniká kyanid . Při vysokých teplotách se reakcí uhlíku se směsí H2 a N2 získá kyselina kyanovodíková : ${\ce {NH3 + CH4 ->[Pt] HCN + 3H2 ^}}$ Azurová se získá stejnou reakcí. ${\ce {2NH3 + 2CH4 ->[Pt] (CN)2 + 7H2 ^}}$
${\ce {P}}$	Nereaguje

Grafit tvoří inkluzní sloučeniny s halogeny , alkalickými kovy a dalšími látkami .

Reakce s komplexními látkami

Rovnice	Popis
${\ce {C + H2O ->[t] CO ^ + H2 ^))$	V průmyslu je důležitá reakce uhlíku s párou za vzniku syntézního plynu.
${\ce {3C + S + 2KNO3 ->[t] K2S + 3CO2 ^ + N2 ^))$	Hořící černý prášek.
${\ce {5C + 4KNO3 -> 2K2CO3 + 3CO2 ^ + 2N2 ^}}$ ${\ce {C + 2KNO3 -> 2KNO2 + CO2 ^}}$	U dusičnanu draselného vykazuje uhlík redukční vlastnosti.
${\ce {3C + BaSO4 -> BaS + 2CO ^ + CO2 ^))$	Obnovuje síran barnatý
${\ce {C + M_{x}O_{y}->[t] M + CO ^))$ ${\ce {3C + CaO ->[2500{°}C] CaC2 + CO ^}}$	Při roztavení uhlík redukuje oxidy kovů na kovy. Tato vlastnost je široce využívána v hutním průmyslu .

U většiny kovů tvoří uhlík karbidy , například:

{\ce {4Al + 3C ->[t]Al4C3}}

(methanid)

{\ce {Ca + 2C ->[t] CaC2))

(acetylenid)

Organické sloučeniny

Schopnost uhlíku tvořit polymerní řetězce dává vzniknout obrovské třídě sloučenin na bázi uhlíku, které jsou mnohem početnější než ty anorganické a které jsou studiem organické chemie . Mezi nejrozsáhlejší skupiny patří: uhlovodíky , bílkoviny , tuky , sacharidy atd.

Sloučeniny uhlíku tvoří základ pozemského života a jejich vlastnosti do značné míry určují rozsah podmínek, ve kterých mohou takové formy života existovat. Pokud jde o počet atomů v živých buňkách, podíl uhlíku je asi 25%, pokud jde o hmotnostní zlomek - asi 18%.

Aplikace

Grafit se používá v průmyslu tužek, ale smíchaný s hlínou, aby se snížila jeho měkkost. Používá se také jako mazivo při zvláště vysokých nebo nízkých teplotách. Jeho neuvěřitelně vysoký bod tání umožňuje jeho výrobu do kelímků pro lití kovů. Schopnost grafitu vést elektřinu také umožňuje vyrábět z něj kvalitní elektrody.

Diamant je díky své výjimečné tvrdosti nepostradatelným brusným materiálem . Brusné trysky vrtaček mají diamantový povlak. Kromě toho se fasetované diamanty - brilianty - používají jako drahé kameny ve špercích . Díky své vzácnosti, vysokým dekorativním vlastnostem a kombinaci historických okolností je diamant vždy nejdražším drahokamem. Výjimečně vysoká tepelná vodivost diamantu (až 2000 W/m K) z něj činí perspektivní materiál pro polovodičovou technologii jako substrát pro procesory . Ale relativně vysoké náklady na těžbu diamantů (97,47 $ za karát [25] ) a složitost zpracování diamantů omezují jeho použití v této oblasti.

Různé sloučeniny uhlíku jsou široce používány ve farmakologii a medicíně: deriváty kyseliny uhličité a karboxylových kyselin, různé heterocykly , polymery a další sloučeniny. Karbolen (aktivní uhlí) se tedy používá k absorpci a odstranění různých toxinů z těla; grafit (ve formě mastí) - pro léčbu kožních onemocnění; radioaktivní izotopy uhlíku - pro vědecký výzkum ( radiokarbonová analýza ).

Uhlík hraje v lidském životě obrovskou roli. Jeho aplikace jsou stejně rozmanité jako tento mnohostranný prvek sám. Zejména uhlík je nedílnou součástí oceli (až 2,14 % hm.) a litiny (více než 2,14 % hm.)

Uhlík je základem všech organických látek. Každý živý organismus je z velké části tvořen uhlíkem. Uhlík je základ života. Zdrojem uhlíku pro živé organismy je obvykle CO 2 z atmosféry nebo vody. V důsledku fotosyntézy se dostává do biologických potravních řetězců, ve kterých se živé organismy navzájem požírají nebo navzájem pozůstatky a extrahují tak uhlík na stavbu vlastního těla. Biologický cyklus uhlíku končí buď oxidací a návratem do atmosféry, nebo likvidací ve formě uhlí či ropy.

Uhlík ve formě fosilních paliv: uhlí a uhlovodíky ( ropa , zemní plyn ) jsou jedním z nejdůležitějších zdrojů energie pro lidstvo.

Toxický účinek

Uhlík se do životního prostředí dostává jako součást výfukových plynů motorových vozidel při spalování uhlí v tepelných elektrárnách , při povrchové těžbě uhlí, jeho podzemním zplyňování, získávání uhelných koncentrátů apod. Koncentrace uhlíku nad spalovacími zdroji je 100– 400 µg/m 15,9 µg/m³, venkovské oblasti 0,5–0,8 µg/m³. S emisemi plynů a aerosolů z jaderných elektráren se do atmosféry dostává (6–15)⋅10 9 Bq/den 14 CO 2 .

Vysoký obsah uhlíku v atmosférických aerosolech vede ke zvýšení výskytu populace, zejména horních cest dýchacích a plic . Nemoci z povolání jsou především antrakóza a prachová bronchitida . Ve vzduchu pracovní oblasti MPC, mg/m³: diamant 8,0, antracit a koks 6,0, uhlí 10,0, saze a uhlíkový prach 4,0; v atmosférickém vzduchu maximálně jednorázově 0,15, průměrně denně 0,05 mg/m³.

Toxický účinek 14C , který je součástí biologických molekul (zejména v DNA a RNA ), je dán jeho radiační interakcí s β-částicemi ( 14C (β) → 14N ), což vede ke změně chemického složení molekuly. Přípustná koncentrace 14 C ve vzduchu pracovního prostoru DK A 1,3 Bq/l, v atmosférickém vzduchu DK B 4,4 Bq/l, ve vodě 3,0⋅10 4 Bq/l, maximální přípustný příjem přes dýchacího systému je 3,2 ⋅10 8 Bq/rok.

Viz také

Komentáře

↑ Rozsah hodnot atomové hmotnosti je indikován kvůli heterogenitě distribuce izotopů v přírodě.

Poznámky

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomové hmotnosti prvků 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Sv. 85 , č. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
↑ Relativní elektronegativita atomu uhlíku závisí na stavu jeho hybridizace :
C sp 3 \u003d 2,5 (ve většině tabulek)
C sp 2 \u003d 2,8
C sp 1 \u003d 3,2 (alkyny)
Zurabyan S. E., Kolesnik Yu. A . , Kost A. A. a další / ed. N. A. Tyukavkina. Vzájemné ovlivňování atomů v molekule // Organická chemie: Učebnice (učebnice. Lit. Pro studenty farmaceutických škol). - M .: Medicína , 1989. - T. 1. - S. 36. - 432 s. - ISBN 5-225-00314-1 .
↑ Uhlík : Binární sloučeniny . Staženo: 6. prosince 2007.
↑ Fourier Transform Spectroscopy of Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical (anglicky) (odkaz není dostupný) . Získáno 6. prosince 2007. Archivováno z originálu 16. února 2008.
↑ Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP (anglicky) (odkaz není dostupný) . Získáno 6. prosince 2007. Archivováno z originálu 16. února 2008.
↑ 1 2 Savvatimskiy, A (2005). „Měření teploty tání grafitu a vlastnosti tekutého uhlíku (přehled za 1963-2003)“. uhlík . 43 (6): 1115–1142. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027
↑ Chemická encyklopedie / Redakční rada: Knunyants I. L. et al. - M . : Sovětská encyklopedie, 1988. - T. 1. - 623 s.
↑ ChemNet. Uhlík: historie objevu prvku. . (neurčitý)
↑ Leipunsky O.I. O umělých diamantech // Pokroky v chemii . - Ruská akademie věd , 1939. - Vydání. 8 . - S. 1519-1534 . (Ruština)
↑ Seal M. Vliv povrchové orientace na grafitizaci diamantu. // Phys. stat. Sol., 1963, v. 3, str. 658.
↑ Evans T. Změny způsobené vysokoteplotní úpravou diamantu. // Vlastnosti diamantu. Academy Press, 1979, str. 403-424.
↑ Andreev V.D. Spontánní grafitizace a tepelná destrukce diamantu při T > 2000 K // Solid State Physics, 1999, v. 41, no. 4, str. 695-201.
↑ Togaya M. Tavné chování uhlíku pod vysokým tlakem // High Pressure Research, 1990, v. 4, str. 342. (12 AIRAPT Conf. Proc., 1989, Padeborn).
↑ Andreev V.D. Experimentální údaje o tavení diamantu a grafitu s přihlédnutím k anomální vysokoteplotní tepelné kapacitě // Chemical Physics, 2002, v. 21, č. 9, str. 3-11.
↑ Andreev V.D. Vybrané problémy teoretické fyziky . - Kyjev: Předsunutá základna. — 2012.
↑ 1 2 A. M. Kondratyev, A. D. Rakhel. Tavená čára grafitu // Physical Review Letters. — 2019-05-03. - T. 122 , č.p. 17 . - S. 175702 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.122.175702 .
↑ Ruští fyzici jako první zkoumali vlastnosti tekutého uhlíku . RIA Novosti (14. května 2019). Datum přístupu: 14. května 2019. (Ruština)
↑ Vědci nejprve zkoumali vlastnosti tekutého uhlíku ve fyzikálním experimentu . TASS . Datum přístupu: 14. května 2019. (Ruština)
↑ Poprvé byly studovány vlastnosti tekutého uhlíku . indikátor.ru. Datum přístupu: 14. května 2019. (neurčitý)
↑ VI Kasatočkin, AM Sladkov a kol., Dokl. Akad. Nauk SSSR, 177, no. 2, 358 (1967).
↑ ArXiv.org Katharina Kaiser, Lorel M. Scriven, Fabian Schulz, Przemyslaw Gawel, Leo Gross, Harry L. Anderson 19. srpna 2019 An sp-hybridizovaný molekulární uhlíkový allotrop, cyklo[18 uhlík]
↑ Maxim Abaev. Uhlíkový prstenec // Věda a život . - 2019. - č. 9 . - S. 63 . (Ruština)
↑ William F McDonough Složení Země Archivováno 28. září 2011. v oboru Termodynamika zemětřesení a fázové transformace v nitru Země . - 2000. - ISBN 978-0126851854 .
↑ R. A. Lidin. Chemické vlastnosti anorganických látek. - Třetí. - 2004. - S. 100. - 162 s.
↑ Ministerstvo financí Ruské federace. Ministerstvo financí Ruska: Rusko v Kimberleyském procesu. Těžba diamantů v Ruské federaci od 01.01.2003 . minfin.ru (27. února 2015). — Statistické údaje o těžbě přírodních diamantů od 1. 1. 2003 do 31. 12. 2014 na základě výsledků třídění a prvotního vyhodnocení. Staženo: 28. června 2015. (neurčitý)

Literatura

Berezkin V. I. Uhlík: uzavřené nanočástice, makrostruktury, materiály . - Petrohrad: ARTEGO, 2013. - 450 s. — ISBN 978-5-91014-051-0
Bucharkina T. V. Chemie přírodních nosičů energie a uhlíkových materiálů / T. V. Bucharkina, N. G. Digurov. - M . : RKhTU im. DI. Mendělejev, 1999. - 195 s. — ISBN 5-7237-0139-8 .
Ola D.A. Hypercoordinated carbon chemistry = Hupercarbon chemistry / Ola J., Prakash G.K.S., Williams R.E. atd. Překlad z angličtiny. V A. Minkin. — M .: Mir, 1990. — 336 s. — ISBN 5-03-001451-9 .
Sladkov A.M., Kudryavtsev Yu.P. Diamant, grafit, karabina jsou alotropní formy uhlíku // Priroda. 1969. č. 5. - S. 37-44.
Kirk - Othmer encyklopedie, 3. vydání, svazek 4, N.-Y., 1978, str. 556-709.
Saranchuk V. I., Oshovsky V. V., Vlasov G. O. Chemie a fyzika hořlavých kopalinů. - Doněck: Skhіdniy vydavnichiy dіm , 2003. 204 s.

Robert Hazen. Symfonie č. 6 Carbon a evoluce téměř všeho = Robert M. Hazen. Symfonie v C: Carbon a vývoj (téměř) všeho / Anastasia Naumenko. - M . : Alpina literatura faktu, 2021. - 410 s. - ISBN 978-5-00139-283-5 .

Odkazy

Uhlík na Webelements
Uhlík v populární knihovně chemických prvků
Informace o uhlíku archivovány 21. ledna 2011 na Wayback Machine
Uhlík Alexeye Sladkova _ _ _ _
Sladkov A. M. Karbin - třetí alotropní forma uhlíku: Monografie (ed. Bubnov Yu. N.)

Alotropie uhlíku
sp 3	diamant Lonsdaleite
sp 2	Grafit Grafen fulleren Nanokužele Nanotrubice Astralens
sp	Karabina
smíšený sp 3 / sp 2	skelný uhlík nanopěna
jiný	C1 _ C2 _ C3 _ Nanovlákna fullerit
hypotetický	kovový uhlík Chaoite
příbuzný	Saze saze Uhlí ( fosilní Dřevnatý aktivováno )

Izotopy uhlíku
Nestabilní (méně než jeden den): 8 C: Carbon-8 , 9 C: Carbon-9 , 10 C: Carbon-10 , 11 C: Carbon-11 Stabilní: 12 C: Carbon-12 , 13 C: Carbon-13 10-10 000 let: 14 C: Uhlík-14 Nestabilní (méně než jeden den) : 15 C: uhlík-15 , 16 C: uhlík-16 , 17 C: uhlík-17 , 18 C: uhlík-18 , 19 C: uhlík-19 , 20 C: uhlík-20 , 21C : uhlík-21 , 22C : uhlík- 22
viz také. Uhlík , Tabulka nuklidů