Вот уголь, вот графит, алмаз, Известный каждому из вас. Известно ль каждому и то Что это всё моё, моё! Родным отцом я всем им был, И без меня б никто не жил. Известно ль каждом из вас – Сто тридцать лет тому назад В горах Урала найден Первый мой алмаз. Теперь в Якутии Алмазов там непочатый почти что край С бурильным делом я знаком, Служу алмазною короной На бурильный… Запомни твёрдо, что вхожу как раз В угарный я и углекислый газ, А так же в мрамор, известняк и мел. Я, углерод, везде поспел! А сколько газов из меня? И органическая химия моя, Метан и спирт и уксусная кислота – Везде и всюду я и я! Этилен из смеси спирта и H 2 5 O 4.

Углеро́д в виде древесного угля применялся в глубокой древности для выплавки металлов. Издавна известны алмаз и графит. Элементарная природа углерода установлена А. Лавуазье в конце 1780-х годов. Международное название происходит от латинского carbo уголь, связанного с древним корнем kar огонь.

Углерод (лат. Carboneum) С – химический элемент IV группы периодической системы Менделеева: атомный номер 6, атомная масса 12,011(1). Рассмотрим строение атома углерода. На наружном энергетическом уровне атома углерода находятся четыре электрона. 1s 2 2s 2 2p 2 Углерод был известен с глубокой древности, и имя первооткрывателя этого элемента неизвестно. В конце XVII в. флорентийские ученые Аверани и Тарджони пытались сплавить несколько мелких алмазов в один крупный и нагрели их с помощью зажигательного стекла солнечными лучами. Алмазы исчезли, сгорев на воздухе. В 1772 г. французский химик А. Лавуазье показал, что при сгорании алмаза образуется СО 2. Лишь в 1797 г. английский ученый С. Теннант доказал идентичность природы графита и угля. После сгорания равных количеств угля и алмаза объемы оксида углерода (IV) оказались одинаковыми. Многообразие соединений углерода, объясняющееся способностью его атомов соединяться друг с другом и атомами других элементов различными способами, обуславливает особое положение углерода среди других элементов.

Известны четыре кристаллические модификации углерода: графит, алмаз, карбин и лонсдейлит. Графит - серо-чёрная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском, обладает электропроводимостью. Атомы расположены параллельными слоями, образуя гексагональную решетку. При высокой температуре, давлении и присутствии катализатора (марганец Mn, хром Cr, платиновые металлы) графит превращается в алмаз. Алмаз - минерал, имеющий желтоватый, белый, серый, зеленоватый, реже голубой и черный цвет. Не проводит электрический ток, плохо проводит тепло. В кристалле атомы углерода образуют непрерывный трехмерный каркас, состоящий из сочлененных тетраэдров, что обеспечивает высокую прочность связей. Алмаз - это самое твердое вещество из всех известных. Температура плавления выше 3500 о С. Химически стоек.

а

1. Углерод окислитель: С водородом углерод соединяется только при высоких температурах и в присутствии катализаторов. В зависимости от температуры образуются различные углеводороды, например, метан: С + 2H 2 = CH 4 Углерод с металлами образует карбиды: 3C + 4Al = Al 4 C 3

2. Углерод восстановитель: При нагревании углерод соединяется с кислородом, образуя оксид углерода (IV), или углекислый газ: С + O 2 = CO 2 При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II), или угарный газ: 2С + О 2 = 2СО

Углерод широко используется в виде простых веществ. Драгоценный алмаз является предметом ювелирных украшений; непрозрачный алмаз - ценный абразив, а так же материал для изготовления резцов и другого инструмента. Древесный уголь и другие аморфные формы углерода применяются для обесцвечивания, очистки, адсорбции газов, в областях техники, где требуются адсорбенты с развитой поверхностью. Графит применяют для изготовления плавильных тиглей, футеровочных плит, электродов, твердых смазочных материалов; в ракетной технике; как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах; компонент состава для изготовления стержней для карандашей; для получения алмаза; наполнитель пластмасс. Каменноугольный кокс используется в черной металлургии в качестве топлива и восстановителя в доменных печах и вагранках. Применение алмаза в ювелирных украшениях, графита в карандашах.