Слайд по химии на тему Көміртек және оның қосылыстары

Көміртек және оның қосылыстары

Көміртек адамзатқа көмір, күйе түрінде ерте заманнан белгілі. 1780 жылы А.Лавуазье көміртектіңтабиғатын зерттеді. Оған латынша «карбонеум» көмір деген атау 1827 жылы берілді. Бұл жер қыртысының 0,8 %-ын және атмосфераның 0,03 %-ын құрайды. Көміртегінің жалғыз элемент күйі де, басқа затпен қосылған күйі де пайдалы болып табылады. Гауһар, графит және көмір көміртегінің элементті түрлеріне жатады.Көміртегі литосферада минерал карбонаттары ретінде де кездеседі

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Периодтық жүйедегі орны Көміртек II период, IV топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 6. Оның ядросында  6 протон мен 6  нейтроны бар,  электрондары  да алтау. Олар екі  қабатқа  былай бөлініп орналасады: 1s22s22р2 (көміртектің электрондықформуласы) Органикалық химия  көміртектің қосылыстарын зерттейтін болғандықтан, бұл  элементті  толығырақ қарастырайық.  Көміртек  химиялық элементтердің периодтық  жүйесінің  6-элементі.  Aтом ядросында  6 протоны, 6 нейтроны және энергетикалық  деңгейлерінде  6 электроны бар. Олар екі энергетикалық деңгейге бөлініп орналасқан: 2е,  Көміртек  химиялық элементтердің периодтық жүйесінің екінші периодында орналасқан. Егер периодтағы көрші тұрған  элементтерді  салыстырсақ, олардың бәрінің бірінші деңгейлері бірдей, екі электроны бар (1s2), ал сыртқы деңгейлеріндегі  электрон  сандары ядро зарядының артуына байланысты әр түрлі.

Гибридтенуі Гибридтенуге көміртек атомының төрт орбиталі (бір s және үш р) қатысады. Көміртек атомы үш түрлі болып: sp3(эс пе үш),sp2(эс пе екі),sp(эс пе) гибридтенеді. sp3 гибридтену. Химиялық байланыс түзілгенде, көміртек атомының барлық электрон бұлттары (бір s пен үш р) араласып, бірігіп пішіндері бірдей, симметриялы емес көлемдік сегіз тәрізді төрт sp3 - орбитальдар түзеді. sp3гибридтенген орбитальдардың электрон бұлттары осьтерінің арасындағы бұрыш 109° 28 болып, бір- бірінен мүмкіндігінше алшақтап, кеңістікте тетраэдрдің төбесіне бағытталып орналасады. sp2 - гибридтену. Бұл жағдайда гибридтенуге бір s- және екі р- орбитальдар (барлығы үш орбиталь) қатысады. Көміртек атомының бір р-орбиталі гибридтенуге қатыспайды. Гибридтену нәтижесінде үш sp2-гибридтенген орбитальдар түзіледі. Бұл орбитальдардың басқа көрші атомдармен жазықтықта түзетін үш байланысының арасындағы бұрыш 120° шамасында болады. sp - гибридтену. Егер гибридтенуге бір s-және бір р- орбиталь қатысса, онда екі sp-гибридтенген орбитальдар түзіледі де, екір-орбитальдар гибридтенбей, таза күйінде калады. sp-гибридтенген бұлттар түзетін химиялық байланыстар түзу сызық бойымен бағытталып, арасындағы бұрыш 180° болады. Көміртек атомының қасиеттері, гибридтенген орбитальдардың бағытталуы, яғни молекуланың кеңістік пішіні гибридтену типіне байланысты. Әр түрлі гибридтенген күйде (sp3, sp2, sp) болу қабілеті көміртек атомының дара, қос, үш байланыс түзуіне мүмкіндік береді.

Көміртек (IV) оксиді - СО2, түссіз, иіссіз, ауадан ауыр, жануды қолдамайтын, жануарлар мен адамдардың тыныс алуы нәтижесінде бөлінетін газ (ауада 0,039%). СО2 - көмірқышқыл газы ауадан ауыр болғандықтан (D (ауа) 1,52) жертөлелерде, шұңқырларда, шахталарда, құдықтарда жиналып қалады. Сол жерлерде жүргенде сақтану ережелерінқолданады. Сондай-ақ белмелерді де жиі желдету қажет. Ол оңай сұйыққа айналады (5, 7 мПа қысымда, 20°С), ал - 78,5°С қатты күйге де (құрғақ мұз) айнала алады.

Көміртегі қосылыстарының пайдалануы Көміртегі қосылыстары күнделікті өмірде әр түрлі кәделерге жарайды. Крахмал, қант, мацлар, витаминдер және протеиндер секілді түрлі тамақ өнідері көміртегі қосылыстарынан тұрады. Қағаз, сабын, косметика, май, сырлар және мақта мата, жүн мата, жібек , зығыр, вискоза және нейлон секілді тоқыма өндіріс заттарының құрамында да көміртегі қосылыстары кездеседі. Көміртегі қосылыстары ағаш, көмір, алкоголь және жанармай секілді жағармайлардың да құрамында болады.Көміртегі қосылыстарын пайдаланатын басқа заттарға дәрілер мен заласыздандыру құралдары, бояулар, әтір сулар, улы заттар, жарылғыш заттар мен газдар жатады. Көміртегі қосылыстар Көміртегі қосылыстар–көміртегіден жасалған химиялық қосылыстар. Кейбір көміртегі қосылыстары тірі ағзалар әсерімен табиғи түрде пайда болса, кейбіреулері жасанды түрде жасалады.Көптеген көміртегі қосылыстарында көміртегі атомдары бір–біріне сақиналар немесе шынжырлар арқылы байланысады.

Алынуы Көміртек ағашты ауасыз ыдырату арқылы,органикалық заттардың көмірленуі нәтижесінде түзіледі.Көмірқышқылгазының фотосинтез процесінде маңызы зор, ол – организмде зат алмасу нәтижесінде түзілетін басты өнімдердің бірі. Лабораторияда көмір қышқыл газын Кипп аппаратында мәрмәрға тұз қышқылымен (HCl) әсер ету арқылы, ал өнеркәсіпте әктасты не борды ыдырату арқылы алады: CaCO3→CaO+CO2. Көмір қышқыл газы, негізінен, тамақ (қант, сыра, т.б.) өнеркәсібінде құрғақ  мұз, тағамдарды консервілеу үшін, өрт сөндіруде, газдандырылған су, емдік көмірқышқыл ванна дайындауда, химия өнеркәсібінде сода өндіруде қолданылады Көмір қышқыл газын 1754 ж. ағылшын ғалымы  Джозеф Блэк  зерттеп,  магний  карбонатының ыдырауы кезінде бөлінетін газ екендігін айтқан, ал 1789 ж. француз ғалымы  Антуан Лавуазье  оның құрамын анықтаған.

Көміртек айналымы – табиғатта көміртектің үздіксіз айналу құбылысы. Тірі организмдердегі көміртектің құрамы (құрғақ затқа шаққанда): су өсімдіктері мен жануарларда 34,5 – 40%, құрғақтағы өсімдіктер мен жануарларда 45,4 – 46,5%, бактерияларда 54% болады. Организмдердің өмір сүру процесі кезінде, негізінен, тыныс алу арқылы органик. қосылыстар ыдырап, сыртқы ортаға көмір қышқыл газы бөлінеді. Сондай-ақ көміртек, зат алмасудың күрделі соңғы өнімдері құрамынан да бөлінеді. Жануарлар мен өсімдіктер тіршілігін жойғаннан кейін де   микроорганизмдерәрекетінен шіріп, көміртектің біраз бөлігі көмір қышқыл газына айналады. Фотосинтез нәтижесінде өсімдікке сіңеді, одан көмірсуға, крахмалға, т.б. айналады, қорегі арқылы тірі организмдерге ауысады. Демек, табиғаттағы К. а., оның Жер қыртысындағы жинақталуы мен таралуы, едәуір дәрежеде атмосферадағы көмір қышқыл газының фотосинтез кезінде ассимиляцияға ұшырайтын өсімдік организмдерінің өмір сүруімен тығыз байланыста өтеді. Шіру, жану және дем алу нәтижесінде көміртектің белгілі бір бөлігі  атмосфераға  қайтып оралады, қалғаны органик немесе карбонаттық қалдық түрінде бөлінеді, минералданады.

СО2 - қышқылдық оксид, оған көмір қышқылы сәйкес келеді. Мынадай реакцияларға түседі: 1) негіздік оксидпен әрекеттесіп тұз түзеді: СО2+ СаО = СаСО32) негізбен әрекеттесіп тұз бен су түзеді: СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3↓ + Н2О3) кальций карбонатының судағы ерітіндісіне көмірқышқыл газын артық мөлшерде жібергенде тұнба жойылып, ерімтал қышқыл тұз түзіледі: СаСО3 + Н2О + СО2 → Са(НСО3)24) сумен әрекеттескенде әлсіз, тұрақсыз көмір қышқылын береді: СО2+Н2О ↔ Н2СО3Кальций гидроксиді, ізбес суы, әк сүті, көмірқышқыл газына сапалық реакция жасайтын реагент болады (СаСО3 ақ тұнбаның түзілуі). Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О Химиялық қасиеттері

Алмаз ең катты зат, графит май тәрізді жылтыр сұр түсті жұмсақ зат.Графит 2000°С-да, төменгі қысымда карбинге айналады. Жаңадан алынған фуллерен деген түрі де бар, ол футбол добы сияқты құрылысты болады. Көміртектің бұл түр өзгерістеріне аморфты көміртекті қосуға болады. Оны ағаш көмірін, тас көмірді ауа қатысынсыз құрғақ айдау арқылы алады. Сонда алынған көмірде өз бетіне газдарды, сұйықтарды сіңіретін қасиет (адсорбция)пайдаболады.

Көмір қышқыл газының фотосинтез процесінде маңызы зор, ол – организмде зат алмасу нәтижесінде түзілетін басты өнімдердің бірі. Лабораторияда көмір қышқыл газын Кипп аппаратында мәрмәрға тұз қышқылымен (HCl) әсер ету арқылы, ал өнеркәсіпте әктасты не борды ыдырату арқылы алады: CaCO3→CaO+CO2. Бұдан шыққан көмір қышқыл газын арнайы әдістермен тазартады. Көмір қышқыл газы, негізінен, тамақ (қант, сыра, т.б.) өнеркәсібінде құрғақ мұз, тағамдарды консервілеу үшін, өрт сөндіруде, газдандырылған су, емдік көмірқышқыл ванна дайындауда, химияөнеркәсібінде сода өндіруде қолданылады

Адсорбция (лат. adsorbtia, лат. ad — үсті, беті, лат. sorbeo — сіңіру, түту) — қоймалжың жасуша цитоплазмасыныңсыртқы бетіндегі коллоидты бөлшектер — мицеллдер кешенінің, беткейлік қуаттың (энергияның) әсерінен еріткіш (дисперстік) ортадағы электролит иондарын не басқа ерітінді қүрамындағы немесе газдардағы бөлшектік заттарды түтып сіңіруі. Түтылған бөлшектер өздерін ұстап тұрған  клетка цитоплазмасының мицеллдер кешенінін құрылымын, оның зарядтарына эсер етіп, өзгертіп отырады. Цитологияда — адсорбция құбылысын организмнің тірі күніндегі ұлпаларды бояу кезінде пайдаланады. Адсорбция (үстінде (на, при) және sovleo — жұтамын (поглощаю)) — газ немесе сұйық көлемінен оның сұйық не қатты денемен (адсорбентпен) бөліну бетінде заттың (адсорбаттың) шоғырлануы. Адсорбция зат бөлшектерінің (мөлекулаларының, атомдарының, иондарының) тартылыс күші әсерінен адсорбенттің беткі қабатында жүреді. Адсорбенттің және мөлекулалардың адсорбаттық (атомдарының, иондарының) өзара әрекеттесу сипатына байланысты адсорбция физикалық және химиялық болып бөлінеді. Адсорбция микроэлектроникада қолданылатын өте таза заттарды, үлдірлік құрылымдарды алу технологиясында кеңінен пайдаланылады.

Көмірсулардың құрылымы. Көмірсулар құрамына көміртегі, сутегі және оттегі атомдары кіреді. Жасушалар құрамында күрделі органикалық қосылыстар 1% мөлшерінде болады. Көмірсулардың қарапайымы – моносахаридтер. Моносахаридке жүзім қанты – глюкоза, жеміс шырынында және балда көп мөлшерде кездесетін фруктоза, нуклин қышқылдары мен АТФ-ның құрамына кіретін рибоза мен дезоксирибоза т. б. жатады. Моносахаридтер – суда жақсы еритін жағымды, тәтті дәмі бар түссіз заттар. Моносахаридтердің екі молекуласының байланысуынан дисахарид түзіледі. Оның мысалы ретінде қызылша қанты – сахарозаның глюкоза мен фруктозаның қосылысы екенін көруге болады. Бірнеше моносахарид молекулаларынан полисахарид (грекше “поли” – көп) түзіледі. Ендеше, полисахаридтер полимер қатарына жатады. Олардың мономерлері моносахаридтер. Бұлар суда ерімейтін, дәмсіз органикалық қосылыстар. Ең кең таралған полтсахаридтерге крахмал, гликоген түрінде бауыр және бұлшықет жасушаларына 5% мөлшерде қорға жиналады. Ал ағзаға энергия қоры – глюкоза қажет болса, олар қайтадан мономерлерге, яғни глюкозаға ыдырайды. Өсімдік жасушаларында крахмал мен жасунық кездеседі. Крахмал гликоген сияқты көп мөлшерде картоп түйінінің т. б. өсімдік жасушаларында қорға жиналады, оның мөлшері 70%-ке дейін болады. Өсімдіктерге беріктік, тірек қасиет беретін талшықтар (ағаш сүрегі), т. б. жасунықтан тұрады. Жасунықтың құрамында глюкозаның 150–200 молекуласы болады.

Көмірсуларының биологиялық рөлі. 1. Көмірсулар жасушаның барлық тіршілік әрекетінде қозғалысқа, секрецияға, биосинтезге бөлінуге, т.б. жұмсалатын энергияның көзі болып табылады. Жасушаларда үздіксіз жүретін тотығу реакцияларының нәтижесінде көмірсулар қарапайым заттарға дейін толық (СО2 және Н2О) ыдырайды. Көмірсулардың бір грамм молекуласы ыдырағанда 17,6 кДж энергия босап шығады. 2. Көмірсулар құрылыс материалының қызметін атқарады. Барлық өсімдік жасушаларының қабырғалары жасунықтан тұрады.