Ii боб Кимёда даврий қонун ва Д. И. Менделеевнинг элементлар

XXVI.2. Углерод
Углерод IV группанинг дастлабки элементи бўлиб, рметаллмаслар қаторига киради. Унинг Ер шаридаги умумий миқдори 0,14% ни ташкил этиб, табиатда эркин ҳолатда ва бирикмалар таркибида учрайди. Асосан икки хил барқарор изотоплар: ^;2С (98,892%) ва ¹³С (1,108%) ҳолида бўлса-да, космик нурлар таъсирида /3 — радиоактив изотопи ^|4С ҳам мавжуд. У қуйидагича ҳосил бўлади: Бу изотопнинг миқдорига асосланиб, ўсимлик қолдиқларининг ёши аниқланади. Таркибида углерод сақлаган табиий манбалар қаторига оқсиллар, углеводлар, нуклеин кислоталар, табиий газлар, нефть, тошкўмир ва СаСО₃ -оҳактош, магнезит — MgCO₃, доломит — СаСО₃ • MgCO₃ лар киради. Эркин ҳолатда углерод уч хил аллотропик шакллар: графит, олмос, карбин кўринишида учрайди.
Графит — углерод атомлари sp² — гибрид орбиталларининг ўзаро қопланиши туфайли ҳосил бўлган олти аъзоли ҳалқаларнинг бир-бирига туташувидан ҳосил бўлган қаватлардан ташкил топган оддий модда (64, б-расм). Бу қаватлардаги С—атомлари ҳаракатчан 2р—электронлар воситасида ҳам боғланади. Бундай боқ туфайли графит металлик, ялтироқлик, анизотроп электр ўтказувчанлик хоссасига эга. Қаттиқ ҳолда бўлсада, анча мўрт, қўлга тегса ёки қогоз сиртида қора из қолдиради.
Олмос—кристалл панжарасида sp³ -- гибридланиш туфайли углерод атомлари тетраэдрик жойлашган, кубсимон тузилишли оддий модда (64, а-расм). Олмос—қаттиқлиги кўпчилик моддаларникидан юқори бўлган, ўта шаффоф, ёруғлик нурини кучли қайтарувчи қимматбаҳо тош (бриллиант)цнф, унинг зичлиги 3,5 г/см³ га тенг. Оғирлиги "карат"ларда ўлчанади (1 карат = 0,2 г). Табиатда баъзан "қора олмос" намуналари ҳам учрайди. 80 минг атмосфера босимда ва 2500°С да графитдан сунъий олмос олинади. Олмоснинг кристалл панжарасида углерод атомларининг координацион сони 4 га, графитда 3 га ва карбинда 2 га тенг.
Карбин — қора кукун. Унинг тузилишини қуйидагича тасаввур этиш мумкин: —С=С—С = С—С= (полиацетилен) ва =С = С=С=С= (поликумулен). Углерод атомлари электрон орбиталларининг гибридланиши — sp', тошкўмир ва қора қурум углероднинг карбин кўринишини сақлайди. Карбин яримўтказгич, ёруғлик таъсирида унинг ўтказувчанлиги ошади. Агар ёғоч ёниб чўғга айланган ҳолатида сув сепиб ўчирилса, тошкўмир ёки ёғоч қуруқ ҳайдалса қора рангли, енгил, ғовак тузилишли маҳсулот — ёғоч (писта) кўмири ёки активланган кўмирга айланади. Активланган кўмир роваклиги туфайли жуда катта сирт юзасига (1000 м²/г) эга бўлгани учун ўз сиртига газсимон ва суюқ, (ёки суюқликларда эриган) моддаларни сингдириб олиш хоссасига эга. Буни 1785 йилда Т. Е. Ловиц аниқлаган. Бу ҳодиса адсорбция ҳодисаси бўлиб, писта кўмир адсорбент дейилади.
Сиртига моддаларни ютиб олиш хоссасига эга бўлган кўмир активланган кўмир дейилади. Углероднинг бу хоссасидан фойдаланиб турли эритмалардаги қўшимчалар, рангли моддалар ажратиб олинса, ҳаво заҳарли газлардан (противогаз ёрдамида) тозаланади. Тиббиётда организмнинг заҳарланиши активланган кўмир (карболен) доначалари ёрдамида даволанади.
Углероднинг кимёвий хоссалари. Углерод оддий шароитда инерт модда бўлиб, қиздирилганда кимёвий фаоллиги ортади. Чунки ортиқча энергия таъсирида нормал ҳолатдаги углерод атоми: С(норм) + Е(қузр) -» С(кузр) ҳолатга ўтади ва реакция қобилияти ошади. Углерод атомлари реакцияга киришаётган модда хусусиятидан келиб чиқиб, электрон олиши (оксидловчи) ёки бериши (қайтарувчи бўлиши) мумкин. Бу реакциялар учун углерод графит ёки кокс (кўмир) кўринишда ишлатилади.
а. Металларнинг оксидлари билан кўмир қиздирилганда углерод оксидланади ва қайтарувчи хоссасини намоён қилади. Металл соф ҳолда олинади. Бу усул карботермия (углетермия) деб аталади. Бу усул билан Cr, Fe, Si, P — элементларини олиш мумкин. Масалан:б. Юқори температурада углерод металлмаслар билан бирикади. Кислород таъсирида ёнади:
CO₂, CC1₄, CS₂ ларда углерод +4 оксидланиш даражасига эга.
Бу реакцияларда углерод қайтарувчилик хоссасини намоён этади.
в. Водород билан реакцияга киришиб, метан ҳосил қилади:
С+2Н₂^ СН₄ СН₄да С~⁴ ҳолида бўлиб, бу ерда оксидловни хоссасини намоён қилган.
г. Углерод кучли оксидловчилар таъсирида оксидланади:
C+4HNO₃(K) н. CO₂+4NO₂+2H₂O С+2Н₂8О₄(к) -» CO₂+2SO₂+2H₂O
XXVI. 3. Карбидлар
Углерод кўпчилик металлар билан юқори температурада Me_xC_v таркибли бирикмалар — карбидларни ҳосил қилади. Булардан р — элементларнинг карбидлари Ве₂С, А1₄С₃ - - метанидлар; s- ва d-металларнинг карбидлари Ag₂C₂, CaC₂ — ацетиленидлар дейилади.
Метанидлар сув таъсирида гидролизланиб метан (СН₄) газини ҳосил қилади:
А1₄С₃+12Н₂0=4А1(ОН)₃+ЗСН₄
Ацетиленидлар сув таъсирида гидролизланиб ацетилен газини ҳосил қилади:
СаС₂+2Н₂О -> Са(ОН)₂+С₂Н,
Бу билан улар кучсиз кислота хоссаларини намоён қиладилар. Карбидлар тузилиши билан ҳам бир-биридан фарқ қилади. Метанидларда углерод атомлари ўзаро боғланмаган, яъни уларда углерод атомлари фақат металл атомлари билан боғланади, яъни С — С боглари йўқ (а).
Ацетиленидларда бир вақтда Me—С ва —С = С — боғлари мавжуд (б).
XXI. 6. Лантаноидлар ва уларнинг бирикмалари
ЎУрганиладиган асосий тушунчалар: лантаноидлар, актиноидлар, уран, мишметалл цотишмалар.
Даврий системанинг III В грутшасига тартиб рақамлари 58 дан 71 гача бўлган металлар кириб, улар лантаноидлар (лантансимон, лантанга ўхшаш металлар) дейилади.
Улар иттрий билан биргаликда сийрак металлар ҳам дейилади.
Лантаноидлар электрон тузилиши бўйича бошқа элементлардан ташқаридан ҳисоблаганда (п-2) электрон қаватидаги 4f- орбиталларини электронлар билан тўлиб бориши билан фарқ қиладилар. Уларнинг тўлиб бораётган электрон қаватини 4f "¹⁴5s²5p⁶5d'6s² ҳолида тасаввур қилиш мумкин. Тартиб рақами Z = 58 бўлган Серий элементининг электрон тузилиши ...4f 5s²5p⁶6s² булса, энг охирги лантаноид Z = 71 Lu — лютецийнинг электрон қобиғи ...4f⁴5s²5p⁶d'6s² кўринишда тугайди. Шу сабабли бу элементларнинг хоссалари бир-бирига жуда ўхшаш бўлиб, улар битта катакчага жойлаштирилган.