Qarshi davlat universiteti kimyo kafedrasi noorganik kimyo fanidan

Uglerodning olinishi va xossalari.

Qo‘zg‘almagan holda uglerod atomi 1s²2s²2p² elektron formulaga ega. Unda valent elektronlardan ikkitasi juftlashgan. Bu holda uglerod atomi uchta kovalent bog‘ hosil qilishi mumkin: ulardan ikkitasi almashinish mexanizmi bo‘yicha, uchinchisi esa donor-akseptor mexanizmi bo‘yicha hosil bo‘ladi. Birinchi ikkitasi juftlashmagan elektronlar hisobiga, uchinchisi esa 2p - bo‘sh orbital hisobiga. Ana shunday bog‘lanish CO molekulasida kuzatiladi.

Uglerod atomining qo‘zg‘algan holatga o‘tishi 2s -elektronlaridan bittasini 2p-orbitalga o‘tishi bilan sodir bo‘ladi. Natijada qo‘zg‘algan atom 4ta singlet elektron bilan tavsiflanadi va 4 ta kimyoviy bog‘ hosil bo‘lishini ta’minlaydi. qo‘zg‘alish uchun zarur bo‘lgan energiya ikkita qo‘shimcha kovalent bog‘lanish hosil bo‘lishi hisobiga konpensatsiyalanadi. d-orbitali bo‘lmaganligi uchun uglerodning maksimal valentligi 4ga teng bo‘ladi.

Uglerod atomlari orasidagi (-bog‘ning puxtaligi boshqa gomoatomli bog‘larning ichida eng puxtasi. Uning gomozanjirli birikmalarini ko‘pligi shu bilan tushuntiriladi.

Uglerod tabiatda nisbatan ko‘p tarqalmagan. Uning ulushiga 0,1 mas.% to‘g‘ri keladi. Shunga qaramay uglerodni tirik va o‘lik tabiatda o‘rni katta.

Oddiy modda sifatida tabiatda uning uch xil modifikatsiyasi mavjud-olmos, grafit va karbin. Ularning uchchalasi ham uglerodning xar xil kristallokimyoviy tuzilishga ega bo‘lgan gomoatomli birikmalari. Amorf uglerod (saja, ya’ni qurum) uglerodning aloxida allotropik shakli emas. U xar xil oriyentirlangan mayda grafit kristallardan iborat.

Olmos - rangsiz tiniq, nurni kuchli sindiradigan modda. U tabiatda topilgan barcha moddalardan qattiq, mo‘rt. Olmosda uglerod atomlari sp3 gibridlangan orbitallar orqali bog‘langan.

Grafit - oddiy sharoitda barqaror bo‘lgan uglerodning allotropik shakl o‘garishi. U kulrang - qora rangga ega bo‘lib metallik yaltiroqlikka ega bo‘lgan yumshoq modda. Grafitda uglerod atomi sp2 gibridlangan. Atomlar orasidagi bog‘lanish kovalent xarakterga ega. Bog‘lanish burchagi 120⁰ . Oltiburchakka perpendikulyar ravishda benzoldagi kabi _р-р bog‘lanish bo‘ladi va uning elektr o‘tkazuvchanligi, metallik yaltiroqligi shu bilan tushuntiriladi.

Karbin - qora mayda kristallardan iborat bo‘lgan poroshok. Unda xar bir atom sp - gibridlangan holda bo‘ladi. 800⁰da grafitga aylanadi.

Kimyoviy jixatdan olmos va grafit odatdagi sharoitda inert moddalar. Ishqor va kislotalarning ta’siriga barqaror. Karbinning reaksiyaga munosabati olmos va grafitga nisbatan faolroq. Uglerod amorf holatda osonroq yonadi. To‘g‘ridan-to‘g‘ri uglerod galogenlardan faqatgina ftor bilan reaksiyaga kirishadi. Yuqori temperaturada u oltingugurt va azot bilan reaksiyaga kirishadi.

Havoda «amorf» uglerodni yoqilsa kislorod bilan oson reaksiyaga kirishadi:

СО₂  СО₂ 94ккал

Olmos va grafit 700 - 800⁰С da yonadi. Laboratoriyada СО₂ ni СаСО₃ ga НСl ta’sir ettirib olinadi:

CaCO₃2HClCaCl₂CO₂Н₂О

СО₂ molekulasi chizig‘li ОСО tuzilishga ega. Rangsiz, nordon ta’mga ega gaz. Odatdagi sharoitda 60 atm. bosimda rangsiz suyuqlikka aylanadi. CО₂ da kislorodga moyilligi ugleroddan katta moddalargina yonadi. Masalan:

СО₂2Mg  2MgOC194ккал

Havoda 0,03% СО₂ bor. Suvda deyarli yaxshi eriydi: (1:1 nisbatda). Bunda qisman karbonat kislotasi hosil bo‘ladi:

Н₂ОСО₂ Н₂СО₃

Ammo reaksiya chapga kuchli siljigan, СО₂ ning suvdagi eritamsida quyidagicha muvozanat mavjud:

Н₂ОСО₂ Н₂СО₃ Н^  НСО^-₃ 2Н^СО₃^2-

Qizdirilganda СО₂ uchib ketadi va muvozanat chapga, ishqor qo‘shilganda esa H⁺ ionlari bog‘lanib, o‘ngga siljiydi .

Ikki asosli kislota bo‘lganligi uchun ikki qator tuz hosil qiladi: o‘rta (СО₃^2- anioni bilan) va nordon (HCO₃^- anioni bilan).

Uglerod uchun xarakterli oksidlardan yana biri is gazi (СО). U qizilgan С bilan СО₂ ning reaksiyasi natijasida hosil bo‘ladi:

СО₂ С41ккал  2СО

Bu reaksiya qaytar bo‘lib 400⁰ С da to‘la-to‘kis chapga, 1000⁰С dan yuqorida o‘ngga siljigan. Oz miqdordagi СО ni chumoli kislotasini parchalab olish mumkin:

НСООН  Н₂О  СО

Is gazi rangsiz, suvda kam eriydigan va u bilan reaksiyaga kirishmaydigan gaz. СО ishqor va kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Juda ham zaharli. Kimyoviy jihatdan СО ko‘proq birikish reaksiyasiga uchraydi va qaytaruvchi vazifasini o‘taydi. Yuqori temperaturada СО

СО Сl₂CОCl₂ 27 ккал kislorod, xlor, oltingugurt, ba’zi metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Havoda СО 700⁰С da ko‘kimtir rang berib yonadi. Katalizator ishtirokida xlor bilan fosgen hosil qiladi:

Fosgen rangsiz, o‘ziga xos xidli, juda ham zaxarli gaz. Suvda kam eriydi, ammo asta - sekinlik bilan parchalanadi.

СОСl₂2Н₂ОН₂СО₃ 2НСl

CO ba’zi metallar bilan to‘g‘ridan-to‘ g‘ri reaksiyaga kirishadi. Natijada metallarning karbonillari hosil bo‘ladi (Fe(CO)₅; Ni(CO)₄; Mo(CO)₆ va boshqalar).

Uglerodning oltingugrt bilan reaksiyasi endotermik reaksiya:

С2S21 ккал  СS₂

СS₂ uchuvchan, rangsiz suyuqlik. Suvda erimaydi va u bilan reaksiyaga kirishmaydi. Uning bug‘lari zaharli va oson yonib ketadi:

СS₂  3О₂ СО₂2SO₂264ккал

U yog‘larni, smolalarni yaxshi eritadi. Uglerodning azotli birikmalaridan eng ahamiyatlisi vodorod sianid (HCN). У СО va ammiakdan olinadi:

CONH₃11ккал  H₂OHCN

Vodorod sianid uchuvchan, rangsiz suyuqlik. Suv bilan xar qanday nisbatda aralashadi va sianid kislotasini hosil qiladi. Kislota xossasi nixoyatda kuchsiz. Shuning uchun tuzlardan osongina ajratib olinadi. Kislota ham, uning tuzlari ham nihoyatda zaharli. Kumush sianidini 350⁰С da qizilsa sian yoki ditsian ajraladi:

2AgCN(CN)₂2Ag

U rangsiz, zaharli gaz. Kimyoviy xossa jihatidan galoidlarga o‘xshaydi. Bunda galoid rolini bir valentli radikal CN bajaradi.

Kaliy sianidni oltingugurt bilan qo‘shib qizilsa rodanid kislotasining tuzi hosil bo‘ladi:

KCNSКCNS22 ккал

Erkin holdagi НCN рангсиз газ , -90⁰С da suyuq, -110⁰С da oq kristall massa. Gaz holidagi molekulalar, suyuq va qattiq holda polimer. Uning ko‘pgina tuzlari rangsiz, odatdagi sharoitda suvda yaxshi eriydi.

Uglerodning galoidli birikmalari СG₄ umumiy formulaga ega. Elementlar birikishidan faqatgina ftor bilan biriktirib hosil qilinadi. Boshqalari esa bilvosita usullar bilan olinadi. Ularning ichida eng ahamiyatlisi uglerod tetraxlorid. Suvda erimaydi. Kimyoviy jihatidan inert modda. Odatdagi sharoitda ishqorlar bilan ham, kislotalr bilan ham reaksiyaga kirishmaydi. Yaxshi erituvchi vazifasini o‘taydi.