Carbón

Tres isótopos de este elemento se encuentran en el mundo que nos rodea. Los isótopos 12 C y 13 C son estables, mientras que el 14 C es radiactivo (la vida media de este isótopo es de 5730 años ). El carbono se conoce desde la antigüedad.

La capacidad del carbono para formar cadenas poliméricas da lugar a una gran clase de compuestos basados en el carbono llamados orgánicos, que son mucho más numerosos que los inorgánicos y son objeto de estudio de la química orgánica .

Historia

El carbón en forma de carbón vegetal se usaba en la antigüedad para fundir metales . Las modificaciones alotrópicas del carbono se conocen desde hace mucho tiempo : diamante y grafito .

A la vuelta de los siglos XVII-XVIII. surgió la teoría del flogisto, propuesta por Johann Becher y Georg Stahl . Esta teoría reconoció la presencia en cada cuerpo combustible de una sustancia elemental especial, un fluido sin peso, flogisto, que se evapora durante la combustión. Dado que solo queda una pequeña cantidad de ceniza cuando se quema una gran cantidad de carbón, los flogistos creían que el carbón era flogisto casi puro. Esta fue la explicación, en particular, del efecto "flogístico" del carbón, su capacidad para restaurar metales a partir de "cal" y minerales. Los flogísticos posteriores ( Réaumur , Bergman y otros) ya habían comenzado a comprender que el carbón era una sustancia elemental. Sin embargo, por primera vez, el “carbón puro” fue reconocido como tal por Antoine Lavoisier , quien estudió el proceso de quemar carbón y otras sustancias en aire y oxígeno. En el Método de nomenclatura química de Guiton de Morveau , Lavoisier, Berthollet y Fourcroix (1787), aparece el nombre "carbón" (carbone) en lugar del francés "carbón puro" (charbone pur). Bajo el mismo nombre, el carbono aparece en la "Tabla de cuerpos simples" en el "Libro de texto elemental de química" de Lavoisier.

En 1791, el químico inglés Tennant fue el primero en obtener carbono libre; pasó vapor de fósforo sobre tiza calcinada, lo que resultó en la formación de fosfato de calcio y carbono. El hecho de que un diamante arde sin dejar residuos cuando se calienta fuertemente se conoce desde hace mucho tiempo. En 1751, el emperador alemán Francisco I accedió a regalar un diamante y un rubí para experimentos de quema, después de lo cual estos experimentos incluso se pusieron de moda. Resultó que solo el diamante se quema y el rubí (óxido de aluminio con una mezcla de cromo) resiste el calentamiento a largo plazo en el foco de la lente incendiaria sin sufrir daños. Lavoisier realizó un nuevo experimento sobre la quema de diamantes con una gran máquina incendiaria y llegó a la conclusión de que el diamante es carbono cristalino. El segundo alótropo del carbono, el grafito, en el período alquímico se consideraba un brillo de plomo modificado y se llamaba plumbago; solo en 1740 Pott descubrió la ausencia de cualquier impureza de plomo en el grafito. Scheele estudió el grafito (1779) y, siendo flogisto, lo consideró un cuerpo sulfuroso de un tipo especial, un carbón mineral especial que contenía "ácido del aire" (CO 2 ) unido y una gran cantidad de flogisto.

Veinte años más tarde, Guiton de Morvo convirtió el diamante en grafito y luego en ácido carbónico mediante un suave calentamiento [8] .

Origen del nombre

En los siglos XVII-XIX, el término "carbón" se usaba a veces en la literatura química y especializada rusa (Schlatter, 1763; Scherer, 1807; Severgin , 1815); desde 1824, Solovyov introdujo el nombre de "carbono". Los compuestos de carbono tienen una parte de carbo (n) en su nombre , del lat. carbō (gen. p. carbōnis ) "carbón".

Propiedades físicas

El carbono existe en muchas modificaciones alotrópicas con propiedades físicas muy diversas. La variedad de modificaciones se debe a la capacidad del carbono para formar enlaces químicos covalentes de varios tipos.

Isótopos de carbono

El carbono natural consta de dos isótopos estables: 12 C (98,93 %) y 13 C (1,07 %) y un isótopo radiactivo 14 C (emisor β, T ½ = 5730 años), concentrado en la atmósfera y la parte superior de la tierra ladrar. Se forma constantemente en las capas inferiores de la estratosfera como resultado de la acción de los neutrones de radiación cósmica en los núcleos de nitrógeno por la reacción: 14 N (n, p) 14 C, y también, desde mediados de la década de 1950 , como hombre -producto hecho de plantas de energía nuclear y como resultado de las pruebas de bombas de hidrógeno .

La formación y desintegración del 14 C es la base del método de datación por radiocarbono , ampliamente utilizado en la geología y arqueología del Cuaternario .

Modificaciones alotrópicas del carbono

Carbono cristalino

Carbono amorfo

Carbón activado
Carbón
Carbón Fósil: Antracita y Carbón Fósil .
Coque de carbón , coque de petróleo , etc.
carbón vítreo
negro carbón
Hollín
nanoespuma de carbono

En la práctica, por regla general, las formas amorfas enumeradas anteriormente son compuestos químicos con un alto contenido de carbono y no una forma alotrópica pura de carbono.

Formas de racimo

Estructura

Los orbitales electrónicos de un átomo de carbono pueden tener diferentes formas dependiendo del grado de hibridación de sus orbitales electrónicos . Hay tres configuraciones principales del átomo de carbono:

tetraédrico , formado al mezclar un s- y tres p-electrones ( hibridación sp 3 ). El átomo de carbono está ubicado en el centro del tetraedro, está conectado por cuatro enlaces σ equivalentes con átomos de carbono u otros ubicados en los vértices del tetraedro. Esta geometría del átomo de carbono corresponde a las modificaciones alotrópicas del diamante de carbono y la lonsdaleita . El carbono tiene tal hibridación, por ejemplo, en metano y otros hidrocarburos.
trigonal, formado por la mezcla de un orbital de electrones s y dos p ( hibridación sp 2 ). El átomo de carbono tiene tres enlaces σ equivalentes ubicados en el mismo plano en un ángulo de 120° entre sí. El orbital p, que no está involucrado en la hibridación y está ubicado perpendicularmente al plano de los enlaces σ , se usa para formar enlaces π con otros átomos. Esta geometría del carbono es típica del grafito , fenol , etc.
digonal, formado por la mezcla de un s- y un p-electrones (sp-hibridación). En este caso, dos nubes de electrones se alargan en la misma dirección y parecen pesas asimétricas. Los otros dos electrones p forman enlaces π. El carbono con tal geometría atómica forma una carabina de modificación alotrópica especial .

Grafito y diamante

Las modificaciones alotrópicas principales y bien estudiadas del carbono son el diamante y el grafito . El cálculo termodinámico de la línea de equilibrio grafito-diamante en el diagrama de fase p ,  T fue realizado en 1939 por O. I. Leipunsky [9] . En condiciones normales, solo el grafito es termodinámicamente estable, mientras que el diamante y otras formas son metaestables . A presión atmosférica y temperaturas superiores a 1200 K, el diamante comienza a transformarse en grafito; por encima de 2100 K, la transformación se produce muy rápidamente [10] [11] [12] . Δ H 0 transición - 1.898 kJ / mol. La transición directa de grafito a diamante ocurre a 3000 K y una presión de 11 a 12 GPa. A presión normal, el carbono se sublima a 3780 K.

Carbón líquido

El carbón líquido existe solo a una cierta presión externa. Puntos triples: grafito-líquido-vapor T = 4130 K, p = 10,7 MPa y grafito-diamante-líquido T ≈ 4000 K, p ≈ 11 GPa. La línea de equilibrio grafito-líquido en el diagrama de fase p ,  T tiene una pendiente positiva que, a medida que se acerca al punto triple grafito-diamante-líquido, se vuelve negativa, lo que está asociado con las propiedades únicas de los átomos de carbono para crear moléculas de carbono. que consta de un número diferente de átomos (de dos a siete). La pendiente de la línea de equilibrio líquido-diamante, en ausencia de experimentos directos a temperaturas muy altas (superiores a 4000-5000 K) y presiones (superiores a 10-20 GPa), se consideró negativa durante muchos años. Los experimentos directos realizados por investigadores japoneses [13] y el procesamiento de los datos experimentales obtenidos, teniendo en cuenta la capacidad calorífica anómala a alta temperatura del diamante [14] [15] , mostraron que la pendiente de la línea de equilibrio líquido-diamante es positiva, es decir, el diamante es más denso que el carbono líquido (se hundirá en el derretimiento y flotará como el hielo en el agua).

En mayo de 2019, la revista Physical Review Letters publicó el trabajo de científicos rusos del Instituto Conjunto para Altas Temperaturas de la Academia Rusa de Ciencias A. M. Kondratiev y A. D. Rachel, en el que los físicos por primera vez en el mundo estudiaron y midieron las propiedades de la forma líquida de carbono en detalle. Los resultados del experimento físico permitieron obtener nuevos datos que no estaban disponibles para los investigadores en las condiciones de la simulación por computadora. Una placa delgada de grafito pirolítico altamente orientado con un eje hexagonal perpendicular a su superficie se colocó entre dos placas de un material especial y se calentó a una presión de 0,3 a 2,0 GPa. Resultó que la temperatura de fusión del grafito en estas condiciones es de 6300-6700 K , que es más de 1000 K superior a los valores previstos teóricamente y en modelos matemáticos. Por primera vez en el mundo, los investigadores midieron con precisión los parámetros físicos del proceso de fusión del carbono y las propiedades de su fase líquida (resistencia específica, entalpía de fusión , capacidad calorífica isocórica y muchos otros indicadores de esta sustancia [16] . También encontró que la velocidad del sonido en el carbón líquido aumenta con la disminución de la densidad [16] [17] [18] [19] .

Carbono III

A presiones superiores a 60 GPa , se supone la formación de una modificación muy densa de C III ( la densidad es un 15-20% mayor que la densidad del diamante), que tiene conductividad metálica. A altas presiones y temperaturas relativamente bajas (alrededor de 1200 K), se forma una modificación hexagonal de carbono con una red cristalina de tipo wurtzita a partir de grafito altamente orientado - lonsdaleita ( a = 0.252 nm, c = 0.412 nm, grupo espacial Р 6 3 / mmc ), densidad 3, 51 g/cm³, es decir, la misma que la de un diamante. La lonsdaleita también se encuentra en meteoritos .

Diamantes ultrafinos (nanodiamantes)

En la década de 1980, se descubrió en la URSS que, en condiciones de carga dinámica de materiales que contienen carbono, se pueden formar estructuras similares a diamantes, que se denominan diamantes ultrafinos (UDD). Actualmente, el término " nanodiamantes " se utiliza cada vez más. El tamaño de partícula en tales materiales es de unos pocos nanómetros. Las condiciones para la formación de UDD se pueden realizar durante la detonación de explosivos con un balance de oxígeno negativo significativo , por ejemplo, mezclas de TNT con RDX . Tales condiciones también pueden darse cuando los cuerpos celestes golpean la superficie de la Tierra en presencia de materiales que contienen carbono (orgánicos, turba , carbón , etc.). Así, en la zona de la caída del meteorito de Tunguska , se encontraron UDD en la hojarasca del bosque.

Carabina

Una modificación cristalina del carbono de una singonía hexagonal con una estructura de cadena de moléculas se llama carabina . Las cadenas son polieno (−C≡C−) o policumuleno (=C=C=). Se conocen varias formas de carabina, que difieren en el número de átomos en la celda unitaria, el tamaño de la celda y la densidad (2,68–3,30 g/cm³). El carbino se presenta en la naturaleza en forma de mineral caoíta (vetas y manchas blancas en el grafito) y se obtiene artificialmente, por deshidropolicondensación oxidativa de acetileno , por la acción de la radiación láser sobre el grafito, a partir de hidrocarburos o CCl 4 en plasma a baja temperatura.

El carbino es un polvo negro de grano fino (densidad de 1,9 a 2 g/cm³) con propiedades semiconductoras. Obtenido en condiciones artificiales a partir de largas cadenas de átomos de carbono apilados paralelos entre sí.

Carbyne es un polímero lineal de carbono. En una molécula de carabina, los átomos de carbono están conectados en cadenas alternativamente por enlaces triples y simples (estructura de polieno), o permanentemente por enlaces dobles (estructura de policumuleno). Esta sustancia fue obtenida por primera vez por los químicos soviéticos V. V. Korshak , A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin y Yu. P. Kudryavtsev a principios de la década de 1960 en el Instituto de Compuestos de Organoelementos de la Academia de Ciencias de la URSS [20] . Carbin tiene propiedades semiconductoras y, bajo la influencia de la luz, su conductividad aumenta considerablemente. La primera aplicación práctica se basa en esta propiedad, en fotocélulas .

Fullerenos y nanotubos de carbono

El carbono también se conoce en forma de partículas de racimo C 60 , C 70 , C 80 , C 90 , C 100 y similares ( fullerenos ), así como grafenos , nanotubos y estructuras complejas: astralenos .

Carbono amorfo (estructura)

La estructura del carbono amorfo se basa en la estructura desordenada del grafito monocristalino (siempre contiene impurezas). Estos son coque , carbones pardos y duros, negro de carbón , hollín , carbón activado .

Grafeno

El grafeno es una modificación alotrópica bidimensional del carbono, formada por una capa de átomos de carbono de un átomo de espesor, conectados por enlaces sp² en una red cristalina bidimensional hexagonal.

Anillo de carbono

En 2019, por primera vez, se sintetizó una copia de la molécula, que es un anillo de 18 átomos de carbono. Alterna enlaces químicos simples y triples [21] [22] .

Estar en la naturaleza

Se ha estimado que la Tierra en su conjunto consta de 730 ppm de carbono, con 2000 ppm en el núcleo y 120 ppm en el manto y la corteza [23] . La masa de la Tierra es 5.972⋅10 24 kg , lo que implica la presencia de 4360 millones de gigatoneladas de carbono.

El carbono libre se encuentra en la naturaleza en forma de diamante y grafito. La masa principal de carbono en forma de carbonatos naturales ( calizas y dolomitas ), combustibles fósiles - antracita (94-97% C), lignito (64-80% C), carbón negro (76-95% C), petróleo esquisto (56-78% C), petróleo (82-87% C), gases naturales combustibles (hasta 99% metano ), turba (53-56% C), así como betún , etc. En la atmósfera y la hidrosfera está en forma de dióxido de carbono CO 2 , en el aire 0.046% CO 2 en masa, en las aguas de ríos, mares y océanos ~ 60 veces más. El carbono forma parte de plantas y animales (~17,5%).

El carbono ingresa al cuerpo humano con los alimentos (normalmente alrededor de 300 g por día). El contenido total de carbono en el cuerpo humano alcanza alrededor del 21% (15 kg por 70 kg de peso corporal). El carbono constituye 2/3 de la masa muscular y 1/3 de la masa ósea. Se excreta del cuerpo principalmente con el aire exhalado ( dióxido de carbono ) y la orina ( urea ).

El ciclo del carbono en la naturaleza incluye el ciclo biológico, la liberación de CO 2 a la atmósfera durante la combustión de combustibles fósiles , de gases volcánicos, manantiales minerales calientes, de las capas superficiales de las aguas oceánicas, así como durante la respiración, fermentación, descomposición. . El ciclo biológico consiste en que las plantas absorben carbono en forma de CO 2 de la troposfera durante la fotosíntesis . Luego, desde la biosfera , regresa nuevamente a la geosfera , en parte a través de los organismos de animales y humanos, y en forma de CO 2 - a la atmósfera.

En estado de vapor y en forma de compuestos con nitrógeno e hidrógeno , el carbono se encuentra en la atmósfera del Sol , los planetas, se encuentra en meteoritos de piedra y hierro .

La mayoría de los compuestos de carbono, y sobre todo los hidrocarburos , tienen un marcado carácter de compuestos covalentes. La fuerza de los enlaces simples, dobles y triples de los átomos de C entre sí, la capacidad de formar cadenas y ciclos estables a partir de los átomos de C determinan la existencia de una gran cantidad de compuestos que contienen carbono estudiados por la química orgánica .

En la naturaleza, se encuentra el mineral shungite , que contiene carbono sólido (≈25 %) y cantidades significativas de dióxido de silicio (≈35 %).

Propiedades químicas

A temperaturas ordinarias, el carbono es químicamente inerte, a temperaturas suficientemente altas se combina con muchos elementos y exhibe fuertes propiedades reductoras. La actividad química de las diferentes formas de carbono disminuye en la serie: carbono amorfo, grafito, diamante; en el aire se encienden a temperaturas superiores a 300–501 °C, 600–700 °C y 800–1000 °C, respectivamente.

El estado de oxidación varía de -4 a +4. Afinidad electrónica 1,27 eV ; la energía de ionización durante la transición sucesiva de C 0 a C 4+ es 11.2604, 24.383, 47.871 y 64.19 eV, respectivamente.

Compuestos inorgánicos

El carbono reacciona con los no metales cuando se calienta.

Reacciones con no metales

Reactivo	La ecuacion	Descripción
${\ estilo de visualización {\ ce {O2}}}$	${\ce {2C + O2 ->[t] 2CO ^}}$ ${\ce {2CO + O2 ->[t] 2CO2 ^}}$	Los productos de combustión del carbono son CO y CO 2 ( monóxido de carbono y dióxido de carbono, respectivamente). También se conoce el subóxido de carbono inestable C 3 O 2 (punto de fusión -111 ° C, punto de ebullición 7 ° C) y algunos otros óxidos (por ejemplo, C 12 O 9 , C 5 O 2 , C 12 O 12 ). El dióxido de carbono reacciona con el agua , formando un ácido carbónico débil , H 2 CO 3 , que forma sales, carbonatos . ${\ce {CO2 + H2O <=> H2CO3}}$ En la Tierra, los carbonatos más extendidos son el calcio (formas minerales: tiza , mármol , calcita , piedra caliza , etc.) y el magnesio (la forma mineral dolomita ).
${\ estilo de visualización {\ ce {S}}}$ ${\ce {Se}}$	${\ estilo de visualización {\ ce {C + 2S -> [t] CS2}}}$ ${\ce {C + 2Se ->[t] CSe2}}$	Cuando el carbono reacciona con el azufre, se obtiene el disulfuro de carbono CS 2 , también se conocen CS y C 3 S 2 . Se obtuvo seleniuro de carbono CSe 2 .
${\ estilo de visualización {\ ce {H2}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {F2))}$	${\ce {C + 2H2 ->[t, P, gato] CH4 ^}}$ ${\ce {C + 2F2 ->[>900{°}C]CF4))$	Es posible producir metano a partir de carbono en presencia de óxidos de hierro, pero es mucho más práctico producir metano a partir de gas de síntesis . El grafito y el carbono amorfo comienzan a reaccionar con hidrógeno a una temperatura de 1200 °C, con flúor a 900 °C [24] , formando freón .
${\ce {Si}}$	${\ce {C + Si ->[t] SiC}}$	Cuando se fusiona, se obtiene carburo de silicio .
${\ estilo de visualización {\ ce {N2))}$	${\ce {2C + N2 ->[t] (CN)2))$	Cuando una descarga eléctrica pasa entre electrodos de carbón en una atmósfera de nitrógeno, se forma cianuro . A altas temperaturas, por reacción del carbón con una mezcla de H 2 y N 2 , se obtiene ácido cianhídrico : ${\ce {NH3 + CH4 ->[Pt] HCN + 3H2 ^}}$ El cian se obtiene por la misma reacción. ${\ce {2NH3 + 2CH4 ->[Pt] (CN)2 + 7H2 ^}}$
${\ estilo de visualización {\ ce {P}}}$	no reacciona

El grafito forma compuestos de inclusión con halógenos , metales alcalinos y otras sustancias .

Reacciones con sustancias complejas

La ecuacion	Descripción
${\ce {C + H2O ->[t] CO ^ + H2 ^))$	Importante en la industria es la reacción del carbón con vapor para producir gas de síntesis.
${\ce {3C + S + 2KNO3 ->[t] K2S + 3CO2 ^ + N2 ^))$	Polvo negro ardiente.
${\ce {5C + 4KNO3 -> 2K2CO3 + 3CO2 ^ + 2N2 ^}}$ ${\ce {C + 2KNO3 -> 2KNO2 + CO2 ^}}$	Con nitrato de potasio , el carbono exhibe propiedades reductoras.
${\ce {3C + BaSO4 -> BaS + 2CO ^ + CO2 ^))$	Restaura el sulfato de bario
${\ce {C + M_{x}O_{y}->[t] METRO + CO^))$ ${\ce {3C + CaO ->[2500{°}C] CaC2 + CO ^}}$	Cuando se fusiona, el carbono reduce los óxidos metálicos a metales. Esta propiedad es ampliamente utilizada en la industria metalúrgica .

Con la mayoría de los metales, el carbono forma carburos , por ejemplo:

{\ce {4Al + 3C ->[t]Al4C3}}

(metanuro)

{\ estilo de visualización {\ ce {Ca + 2C -> [t] CaC2))}

(acetilenuro)

Compuestos orgánicos

La capacidad del carbono para formar cadenas poliméricas da lugar a una enorme clase de compuestos basados en el carbono, que son mucho más numerosos que los inorgánicos, y que son objeto de estudio de la química orgánica . Entre ellos, los grupos más extensos son: hidrocarburos , proteínas , grasas , carbohidratos , etc.

Los compuestos de carbono forman la base de la vida terrestre, y sus propiedades determinan en gran medida la gama de condiciones en las que pueden existir tales formas de vida. En términos de la cantidad de átomos en las células vivas, la proporción de carbono es de alrededor del 25 %, en términos de fracción de masa, alrededor del 18 %.

Aplicación

El grafito se usa en la industria del lápiz, pero se mezcla con arcilla para reducir su suavidad. También se utiliza como lubricante a temperaturas particularmente altas o bajas. Su punto de fusión increíblemente alto permite convertirlo en crisoles para verter metales. La capacidad del grafito para conducir electricidad también hace posible producir electrodos de alta calidad a partir de él.

Debido a su dureza excepcional , el diamante es un material abrasivo indispensable . Las boquillas de molienda de las máquinas perforadoras tienen un revestimiento de diamante. Además, los diamantes facetados -brillantes- se utilizan como piedras preciosas en joyería . Debido a su rareza, altas cualidades decorativas y una combinación de circunstancias históricas, el diamante es invariablemente la piedra preciosa más cara. La conductividad térmica excepcionalmente alta del diamante (hasta 2000 W/m·K) lo convierte en un material prometedor para la tecnología de semiconductores como sustratos para procesadores . Pero el costo relativamente alto de la extracción de diamantes ($97,47 por quilate [25] ) y la complejidad del procesamiento de diamantes limitan su uso en esta área.

Varios compuestos de carbono son ampliamente utilizados en farmacología y medicina: derivados del ácido carbónico y ácidos carboxílicos, varios heterociclos , polímeros y otros compuestos. Entonces, el carboleno (carbón activado) se usa para absorber y eliminar varias toxinas del cuerpo; grafito (en forma de ungüentos) - para el tratamiento de enfermedades de la piel; isótopos radiactivos de carbono - para la investigación científica ( análisis de radiocarbono ).

El carbono juega un papel muy importante en la vida humana. Sus aplicaciones son tan diversas como este mismo elemento multifacético. En particular, el carbono es un componente integral del acero (hasta el 2,14 % en peso) y el hierro fundido (más del 2,14 % en peso).

El carbono es la base de todas las sustancias orgánicas. Todo organismo vivo está compuesto en gran parte de carbono. El carbono es la base de la vida. La fuente de carbono para los organismos vivos suele ser el CO 2 de la atmósfera o el agua. Como resultado de la fotosíntesis, ingresa a las cadenas alimenticias biológicas en las que los seres vivos se comen entre sí o los restos de los demás y, por lo tanto, extraen carbono para construir su propio cuerpo. El ciclo biológico del carbono termina con la oxidación y el retorno a la atmósfera, o con la eliminación en forma de carbón o petróleo.

El carbono en forma de combustibles fósiles: el carbón y los hidrocarburos ( petróleo , gas natural ) es una de las fuentes de energía más importantes para la humanidad.

Efecto tóxico

El carbono entra al medio ambiente como parte de los gases de escape de los vehículos a motor, cuando el carbón se quema en las centrales térmicas , durante la minería a cielo abierto del carbón, su gasificación subterránea, la obtención de concentrados de carbón, etc. La concentración de carbono sobre las fuentes de combustión es de 100– 400 μg/m 15,9 μg/m³, áreas rurales 0,5–0,8 μg/m³. Con las emisiones de gases y aerosoles de las plantas de energía nuclear, (6–15)⋅10 9 Bq/día 14 CO 2 ingresa a la atmósfera .

El alto contenido de carbono en los aerosoles atmosféricos provoca un aumento de la incidencia de la población, especialmente de las vías respiratorias superiores y los pulmones . Las enfermedades profesionales son principalmente la antracosis y la bronquitis por polvo . En el aire del área de trabajo MPC, mg/m³: diamante 8,0, antracita y coque 6,0, carbón 10,0, negro de carbón y polvo de carbón 4,0; en el aire atmosférico, el máximo de una sola vez 0,15, el promedio diario de 0,05 mg / m³.

El efecto tóxico del 14 C, que forma parte de las moléculas biológicas (especialmente en el ADN y el ARN ), está determinado por su interacción de radiación con las partículas β ( 14 C (β) → 14 N), lo que provoca un cambio en la composición química. de la molécula. Concentración permisible de 14 C en el aire del área de trabajo de DK A 1.3 Bq/l, en el aire atmosférico de DK B 4.4 Bq/l, en agua 3.0⋅10 4 Bq/l, la entrada máxima permisible a través del sistema respiratorio es de 3,2 ⋅10 8 Bq/año.

Véase también

Comentarios

↑ El rango de valores de masa atómica se indica debido a la heterogeneidad de la distribución de isótopos en la naturaleza.

Notas

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Pesos atómicos de los elementos 2011 (Informe Técnico IUPAC ) // Química Pura y Aplicada . - 2013. - Vol. 85 , núm. 5 . - P. 1047-1078 . -doi : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
↑ La electronegatividad relativa de un átomo de carbono depende del estado de su hibridación :
C sp 3 \u003d 2.5 (en la mayoría de las tablas)
C sp 2 \u003d 2.8
C sp 1 \u003d 3.2 (alquinos)
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Literatura

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Bukharkina T. V. Química de los portadores de energía natural y materiales de carbono / T. V. Bukharkina, N. G. Digurov. - M . : RKhTU im. D.I. Mendeleev, 1999. - 195 p. — ISBN 5-7237-0139-8 .
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Roberto Hazen. Sinfonía nº 6 Carbono y la evolución de casi todo = Robert M. Hazen. Sinfonía en do: el carbono y la evolución de (casi) todo / Anastasia Naumenko. - M. : Alpina no ficción, 2021. - 410 p. - ISBN 978-5-00139-283-5 .

Enlaces

Carbono en Webelements
Carbono en la Biblioteca Popular de Elementos Químicos
Información sobre el carbono Archivado el 21 de enero de 2011 en Wayback Machine .
El carbono de Aleksey Sladkov _ _ _
Sladkov A. M. Karbin - la tercera forma alotrópica de carbono: Monografía (ed. Bubnov Yu. N.)

Alotropía del carbono
sp 3	Diamante Lonsdaleíta
sp 2	Grafito Grafeno fullereno nanoconos Nanotubos Astralens
sp	Carabina
mixto sp 3 / sp 2	carbón vítreo nanoespuma
otro	C1 _ C2 _ C3 _ Nanofibras fullerita
hipotético	carbón metálico caoita
relacionado	Hollín negro carbón Carbón ( fósil Leñoso activado )

Isótopos de carbono
Inestable (menos de un día): 8 C: Carbono-8 , 9 C: Carbono-9 , 10 C: Carbono-10 , 11 C: Carbono-11 Estable: 12 C: Carbono-12 , 13 C: Carbono-13 10-10.000 años: 14 C: Carbono-14 Inestable (menos de un día) : 15 C: Carbono-15 , 16 C: Carbono-16 , 17 C: Carbono-17 , 18 C: Carbono-18 , 19 C: Carbono-19 , 20 C: Carbono-20 , 21C : Carbono-21 , 22C: Carbono- 22
ver también. Carbono , Tabla de nucleidos