Mavzu: Bosh guruh elementlarining metal organik birikmalari

Uglerod (C) - deb atalmish barcha boshqa elementlardan farq qiladi katenatsiya, ya'ni uning atomlari bir-biri bilan uzun zanjir yoki halqalarda bog'langan birikmalar hosil qilish qobiliyati. Bu xususiyat chaqirilgan millionlab birikmalarning hosil bo'lishini tushuntiradi organik, kimyoning alohida bo'limiga bag'ishlangan - organik kimyo.
Uglerodning katenatsiya qilish qobiliyati bir necha xususiyatlar bilan izohlanadi:
Birinchidan, kuch ulanishlar C - C. Shunday qilib, bu bog'lanishning o'rtacha entalpiyasi taxminan 350 kJ / mol ni tashkil qiladi, aloqa entalpiyasi esa Si - Si— atigi 226 kJ/mol.
Ikkinchidan, uglerod atomlarining noyob qobiliyati gibridlanish: ta'lim 4 sp Tetraedral yo'nalishga ega 3 ta orbital (oddiy kovalent bog'lanishni ta'minlaydi) yoki 3 ta sp Bir xil tekislikda yo'naltirilgan 2 ta orbital (qo'sh bog'lanish hosil bo'lishini ta'minlaydi) yoki 2 sp-chiziqli orientatsiyaga ega bo'lgan orbitallar (uchlik bog'lanishlar hosil bo'lishini ta'minlaydi).
Shunday qilib, uglerod 3 turdagi muvofiqlashtirish muhitini yaratishi mumkin: chiziqli ikki va uch atomli molekulalar uchun, elementning CN 2 bo'lsa, tekislik uchburchak grafit molekulalari, fullerenlar, alkenlar, karbonil birikmalari, benzol halqasi uchun CN 3 bo'lsa va tetraedral CN = 4 bo'lgan alkanlar va ularning hosilalari uchun.
Tabiatda uglerod allotropik, ya'ni turli strukturaviy shakllarda (grafit, olmos, fullerenlar), shuningdek, ohaktosh va uglevodorod xomashyosi (ko'mir, neft va gaz) shaklida uchraydi. Poʻlat eritishda koks, bosmaxonada qora uglerod, suv, shakar va boshqalarni tozalashda faollashgan koʻmir shaklida qoʻllaniladi.
2010 yilda noyob shaklni o'rganish uchun fizika bo'yicha Nobel mukofoti berildi FROM- grafen. Laureatlar - rossiyaliklar - A. Geim va K. Novoselovlar ushbu materialni grafitdan olishga muvaffaq bo'lishdi. Bu ikki o'lchovli kristall, ya'ni u C atomlarining panjarasiga o'xshaydi bir atom qalinligi, to'lqinsimon tuzilish, bu kristalning barqarorligini ta'minlaydi. Uning xususiyatlari juda istiqbolli: u hozirda ma'lum bo'lgan eng nozik shaffof materialdir, bundan tashqari, u juda kuchli (po'latdan taxminan 200 baravar kuchli), elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Xona haroratida elektr qarshilik barcha ma'lum o'tkazgichlar orasida eng kichigi. Yaqin kelajakda grafen ultra yuqori tezlikda ishlaydigan kompyuterlar, tekis panelli ekranlar va quyosh panellari, shuningdek, bir nechta gaz molekulalariga javob beradigan sezgir gaz detektorlarini yaratish uchun ishlatiladi. Uni qo'llashning boshqa sohalari bundan mustasno emas.
Oksid shaklida ( SO) va siyanidlar ( CN-) uglerod juda zaharli, chunki u nafas olish jarayonlarini buzadi. Ushbu birikmalarning biologik ta'sir qilish mexanizmlari har xil. Sianid nafas olish fermentini inhibe qiladi sitoxrom oksidaza tez aloqa qilish Xi- nafas olish zanjirining oxirida elektron oqimini blokirovka qiluvchi fermentning faol markazi. SO, Lyuis asosi bo'lib, atom bilan bog'lanadi Fe ga nisbatan gemoglobin molekulasi kuchliroqdir O 2 , shakllantirish karbonilgemoglobin bog'lash va tashish qobiliyatidan mahrum O 2. Qobiliyat SO bilan havolalar hosil qiladi d-oksidlanish darajasi past bo'lgan metallar turli xil karbonil birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi. Misol uchun, Fe juda zaharli moddada - psitakarbopile Fe(CO) 5 nol oksidlanish darajasiga ega va kompleksda [ Fe(CO) 4 ] 2- oksidlanish darajasi -2 (1-rasm).