Վիքիպեդիա

«Ածխածին»–ի խմբագրումների տարբերություն

Դիտել պատմությունը
← Նախորդ տարբՀաջորդ տարբ →
Content deleted Content added
ՎիզուալԵլատեքստ
չ clean up oգտվելով ԱՎԲ
No edit summary
Տող 88.
{{Պարբերական համակարգի տարր|align=center|fontsize=100%|number=6}}
 
'''Ածխածին''' ({{lang-lat|''Carboneum''}}, {{lang-lat|''carbo''}} –- ածուխ բառից), քիմիական նշանը՝ '''C''', ատոմային թիվն է 6, ատոմային զանգվածը՝ 12,011<ref>{{citeweb|url=http://physics.011։nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl|title=Physical Measurement Laboratory: Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements|lang=en}}</ref>։ Բնական ածխածինը բաղկացած է երկու կայուն [[նուկլիդ]]ներից՝իզոտոպներից՝ <sup>12</sup>C (բնության մեջ հանդիպող զանգվածի 98.892%-ը) և ¹³C (զանգվածի 1.108%-ը)։ ՆուկլիդներիԱրհեստական բնականեղանակով խառնուրդումստացվել շատ չնչին քանակությամբ միշտ առկա է լինումեն <sup>1410</sup>C, ռադիոակտիվ նուկլիդը (b<sup>-11</sup> ճառագայթC, կիսատրոհման պարբերությունը՝ 5730 տարի)։ Այն անընդհատ առաջանում է [[մթնոլորտ]]ի ստորին շերտերում՝ ազոտի <sup>14</sup>NC, իզոտոպի նեյտրոնների տիեզերական ճառագայթման շնորհիվ։ '''<sup>1415</sup><sub>7</sub>NC + <sup>1</sup><sub>0</sub>n =և <sup>16</sup><sub>6</sub>C +ռադիոակտիվ ¹<sub>1</sub>H'''իզոտոպները։
 
Ածխածինը տեղակայված է Մենդելեևի [[պարբերական համակարգիհամակարգ]]ի երկրորդ պարբերության IVA4-րդ A խմբում։ Ատոմի հիմնական վիճակի արտաքին էլեկտրոնային մակերևույթի դասավորվածությունն է 2s²p²։ Օքսիդացման կարևորագույն աստիճաններն են +2, +4, -4, վալենտականությունները՝ IV4 և II։2։ Ածխածնի նեյտրալ ատոմի շառավիղը 0.077 նմ է։ C<sup>4+</sup> իոնի շառավիղը՝ 0.029 նմ (կոորդինացիոն թիվը 4), 0.030 նմ (կոորդինացիոն թիվը 6)։
 
== Պատմական տեղեկություններ ==
Ածխածինը հայտնի է հեռու անցյալից։ Փայտածուխն օգտագործվել է հանքաքարերից մետաղները վերականգնելու համար, իսկ [[Ադամանդ|ալմաստը]]՝ ինչպես թանկարժեք քար։ [[1789]] թ. թվականին[[ֆրանսիա]]ցի քիմիկոս [[Անտուան Լորան Լավուազիե|Ա. Լ. Լավուազիեն]] հետևություն արեց ածխածնի [[Տարրեր|տարրային]] հատկությունների մասին։ Արհեստական ալմաստները առաջին անգամ ստացվել են [[1953]] թ.թվականին [[Շվեդիա|շվեդ]] հետազոտողների կողմից, սակայն արդյունքները նրանք չհասցրեցին հրապարակել։ Արհեստական ալմաստ ստացան «Ջեներալ էլեկտրիկ» ընկերության աշխատակիցները [[1954]] թ.թվականի դեկտեմբերին[[դեկտեմբեր]]ին և [[1955-ի]] թվականի սկզբին հրապարակեցին։
 
=== Անվան ծագում ===
== Բնության մեջ տարածվածություն ==
[[19-րդ դար]]ի սկզբին ռուսերեն քիմիական գրականությունում, երբեմն օգտագործվում էր «ածխածնային» տերմինը (Շերեր՝ 1807; Սևերգին՝ 1815), [[1824]] թվականից Սոլովյով առաջարկեց «ածխածին» անվանումը: Ածխածնի միացությունները ունեն {{lang-la|carbō}} - կարբոն անվանումը:
Ածխածինը զբաղեցնում է երկրակեղևի զանգվածի 0.48%-ը։ Կուտակվում է կենսոլորտում. կենդանական նյութերում պարունակվում է 18% ածխածին, բնափայտում՝ 50%, տորֆում՝ 62%, բնական այրվող գազերում՝ 75%, այրվող թերթաքարերում՝ 78%, քարածխում և գորշ ածխում՝ 80%, նավթում՝ 85%, անտրացիտում (լավատեսակ քարածուխ)՝ 96%։ Երկրակեղևի ածխածնի նշանակալի մասը կենտրոնացված է կրաքարերում և դոլոմիտներում։ +4 օքսիդացման աստիճանի ածխածինը մտնում է կարբոնատային [[ապարներ]]ի և հանքանյութերի (կավիճ, կիր, մարմար, դոլոմիտներ) բաղադրության մեջ։ Ածխաթթու գազը՝ CO<sub>2</sub>, [[մթնոլորտ]]ի հիմնական բաղադրիչներից է (զանգվածի 0.046%-ը)։ Ածխաթթու գազը լուծված վիճակում միշտ առկա է գետերի, լճերի և ծովերի ջրում։ Աստղերի, մոլորակների և երկնաքարերի մթնոլորտում հայտնաբերված են ածխածին պարունակող նյութեր։
 
== Ֆիզիկական հատկություներ ==
Ածխածինը չի լուծվում օրգանական և անօրգանական լուծիչներում, լուծվում է մետաղներում (երկաթ, կոբալտ և այլն)։ 1 մթնոլորտ ճնշման տակ (օդի բացակայությամբ) սուբլիմվում է մոտ 3500 °C ջերմաստիճանում։ Հալվում է 3800±200 °C-ում 125 հազար մթնոլորտ ճնշման տակ (հաշված է տեսականորեն):
 
Ածխածինը ոչ մետաղ է, քիմիապես ակտիվ է միայն բարձր ջերմաստիճաններում, ընդ որում «ամորֆ» ածխածինը, գրաֆիտ, ալմաստ շարքում ածխածնի քիմիական ակտիվությունը փոքրանում է։ Լավ վերականգնիչ է։ Միացություններում քառարժեք է, երբեմն նաև երկարժեք, հազվադեպ՝ եռարժեք։ Խիտ հիմքերը և թթուներն անգամ տաքացնելիս չեն ազդում ածխածնիի վրա։
 
=== Իզոտոպներ ===
Բնական ածխածինը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպներից՝ <sup>12</sup>C (բնության մեջ հանդիպող զանգվածի 98.892%-ը) և ¹³C (զանգվածի 1.108%-ը)։ Արհեստական եղանակով ստացվել են <sup>10</sup>C, <sup>11</sup>C, <sup>14</sup>C, <sup>15</sup>C և <sup>16</sup>C ռադիոակտիվ իզոտոպները։
 
Իզոտոպների բնական խառնուրդում շատ չնչին քանակությամբ միշտ առկա է լինում <sup>14</sup>C ռադիոակտիվ նուկլիդը (b<sup>-</sup> ճառագայթ, կիսատրոհման պարբերությունը՝ T½ = 5,6.103 տարի)։ Այն անընդհատ առաջանում է [[մթնոլորտ]]ի ստորին շերտերում՝ ազոտի <sup>14</sup>N իզոտոպի նեյտրոնների տիեզերական ճառագայթման շնորհիվ։
 
::<math>{{}^7_14\mathrm{N} + {}^0_1\mathrm{n} \rightarrow {}^{16}_6\mathrm{C} + {}^1_1\mathrm{H}}</math>
 
== Ալոտրոպ ձևափոխություններ ==
[[Պատկեր:Carbon basic phase diagram.png|thumb|300px|Ածխածնի պարզեցված դիագրամը, նշված մասեր, որոնցում ալատրոպ ձևափոխությունները կարող են լինել կայուն: (''diamond ''- [[ալմաստ]], ''graphite'' - [[գրաֆիտ]], ''liquid'' - [[հեղուկ]], ''vapor'' - [[գազ]])]]
[[Պատկեր:Eight Allotropes of Carbon.png|thumb|300px|Ածխածնի տարբեր մոդիֆիկացիաների սխեմաների կառուցվածքը<br />'''a''': [[ալմաստ]], '''b''': [[գրաֆիտ]], '''c''': [[լոնսդեյլիտ]]<br />'''d''': [[Ֆուլերեն]] - բակիբոլ C<sub>60</sub>, '''e''': ֆուլերեն C<sub>540</sub>, '''f''': ֆուլերենC<sub>70</sub><br />'''g''':
ամորֆ ածխածին, '''h''': [[Ածխածնային նանոխողովակներ]]]]
Ածխածինը ունի ալոտրոպային երեք ձևափոխություն (ալմաստ, գրաֆիտ և լոնսդեյլիտ), որոնց հատկությունների տարբերությունները պայմանավորված են նրանց բյուրեղական տարբեր կառուցվածքներով։ Այսպես կոչված, «ամորֆ» ածխածինը նույնպես պինդ նյութ է և ունի գրաֆիտի չկարգավորված բյուրեղական կառուցվածք (մուր, կոքս, փայտածուխ)։ Փայտածուխը և կոքսը մաքուր ածխածին չեն և պարունակում են համապատասխանաբար 6 և 5% խառնուրդներ (չհաշված մոխիրը)։ Համեմատաբար մաքուր «ամորֆ» ածխածին է մուրը, որը, սակայն, պարունակում է աբսորբված ցնդող խառնուրդներ։
 
=== Բյուրեղային ածխածին ===
*[[Ալմաստ]]
* [[Գրաֆիտ]]
*[[Կարբին]]
*[[Լոնսդեյլիտ]]
*[[Ֆուլերեն]]
*[[Ֆուլերիտ]]
*[[Ածխածնային մանրաթելեր]]
*[[Ածխածնային նանոխողովակներ]]
 
=== Ամորֆ ածխածին ===
*[[Մուր]]
*[[Կոքս]]
*[[Փայտածուխ]]
 
== Քիմիական հատկություններ ==
Լավ վերականգնիչ է։ Միացություններում քառարժեք է, երբեմն նաև երկարժեք, հազվադեպ՝ եռարժեք։ Խիտ [[հիմքեր]]ը և [[թթուներ]]ն անգամ տաքացնելիս չեն ազդում ածխածնի վրա։ Տաք և խիտ [[ծծմբական թթու]]ն դանդաղ օքսիդացնում է «ամորֆ» ածխածին, [[ազոտական թթու]]ն՝ նաև [[գրաֆիտ]]ը, քրոմական խառնուրդը՝ նաև [[ալմաստ]]ը։ 800°C–ից բարձր տաքացրած ածխածինը փոխազդեցության մեջ է մտնում ջրային գոլորշիների հետ.
::<math>~\mathsf{ C + H_2O \ \xrightarrow{}\ CO \uparrow + H_2 \uparrow}</math>
 
սխեմայով։ [[Կատալիզատորներ]]ի առկայությամբ տաքացնելիս ածխածինը միանում է ջրածնի հետ։
 
Ածխածնի և ջրածնի միացությունները՝ [[ածխաջրածիններ]]ը, բազմաթիվ են և կազմում են օրգանական քիմիայի հիմքը։
:: <math>~\mathsf{ NH_3 + CH_4 \ \xrightarrow{Pt}\ HCN + 3H_2\uparrow }</math>
 
Ածխածինը այրվում է օդում՝ առաջացնելով ածխածնի օքսիդներ՝ CO և CO<sub>2</sub>։ Միանում է [[հալոգեններ]]ի հետ՝ առաջացնելով միացությունների շարք, որոնք ածխաջրածինների հալոգենածանցյալներն են։
 
[[Ֆտոր]]ը գրաֆիտի հետ միանում է 900 °C–ում, [[քլոր]]ը՝ էլեկտրական աղեղում։ [[Ծծումբ|Ծծմբ]]ի հետ ածխածինը միանում է 700-1000°C-ում, [[ազոտ]]ի հետ՝ էլեկտրական կայծի ազդեցությամբ՝ առաջացնելով համապատասխանաբար ծծմբածխածին և ցիան:
 
Հայտնի են նաև ածխածնի խառը միացությունները նշված տարրերի հետ՝ COS, CSCl<sub>2</sub>, (CNO)<sub>2</sub>, (CNS)<sub>2</sub>, HCN, HSCN և այլն։ [[Մետաղներ]]ի մեծ մասն ածխածնի հետ առաջացնում է կարբիդներ: Տաքացնելիս ածխածինը վերականգնում է մետաղները օքսիդներից՝ անջատելով մետաղը (Zո, Cd, Fe, Pb, Sb ևն) կամ նրա կարբիդը (CaC<sub>2</sub>, Fe<sub>3</sub>C, WC, TaC և այլն)։ Այս հատկությունն օգտագործվում է երկաթ և մի շարք այլ մետաղներ ստանալու համար.
 
::<math>~\mathsf{ 4Al + 3C \ \xrightarrow{t}\ Al_4C_3 }</math>
 
:: <math>~\mathsf{Ca + 2C \ \xrightarrow{t}\ CaC_2 }</math>
 
== Բնության մեջ ==
Ածխածինը զբաղեցնում է երկրակեղևի զանգվածի 0.48 %-ը։ Կուտակվում է կենսոլորտում. կենդանական նյութերում պարունակվում է 18 % ածխածին, բնափայտում՝ 50 %, տորֆում՝ 62 %, բնական այրվող գազերում՝ 75 %, այրվող թերթաքարերում՝ 78 %, քարածխում և գորշ ածխում՝ 80 %, նավթում՝ 85 %, անտրացիտում (լավատեսակ քարածուխ)՝ 96 %։
 
Երկրակեղևի ածխածնի նշանակալի մասը կենտրոնացված է կրաքարերում և դոլոմիտներում։ +4 օքսիդացման աստիճանի ածխածինը մտնում է կարբոնատային [[ապարներ]]ի և հանքանյութերի (կավիճ, կիր, մարմար, դոլոմիտներ) բաղադրության մեջ։ Ածխաթթու գազը՝ CO<sub>2</sub>, [[մթնոլորտ]]ի հիմնական բաղադրիչներից է (զանգվածի 0.046 %-ը)։ Ածխաթթու գազը լուծված վիճակում միշտ առկա է գետերի, լճերի և ծովերի ջրում։ Աստղերի, մոլորակների և երկնաքարերի մթնոլորտում հայտնաբերված են ածխածին պարունակող նյութեր։
 
== Ստացում ==
Հնում ածուխը ստանում էին բնափայտի թերի այրման միջոցով։ [[19-րդ դար]]ում [[մետաղագործություն|մետաղագործության]] մեջ փայտածուխը փոխարինեցին քարածուխով (կոքսով)։
Ներկայումս արդյունաբերության մեջ ածուխ ստանում են բնական գազի՝ մեթանի (CH<sub>4</sub>) կրեկինգով (նավթաթորմամբ).
:: <math>~\mathsf{CH_4\ \xrightarrow{t}\ C + 2H_2 }</math>
[[Պատկեր:Rough diamond.jpg|մինի|Ալմաստ]]
== Կիրառություն ==
[[Գրաֆիտ]] հիմնականում օգտագործվում է ցինկածխածնային մարտկոցներում, էլեկտրական շարժիչների խոզանակների արտադրությունում և ունեն նաև մի քանի այլ մասնագիտական կիրառություն։ Օգտագործվում է նաև աղացած վիճակում։ Նկարչական աշխատանքների ժամանակ տարբեր կարծրություն և որակ ունեցող գրաֆիտներն օգտագործվում են տարբեր երանգներ ստանալու համար։
 
[[Ալմաստ]]ը բացառիկ կարծրության շնորհիվ, օգտագործվում են լեռնային ապարներում խորը անցքեր հորատելիս։ Ալմաստով հանդերձված հորատիչի հատուկ թագագլխիկները 10 անգամ մեծացնում են հորատման արագությունը։ Ալմաստե կտրիչներն ու շաղափները լայնորեն կիրառվում են կարծր համաձուլվածքներ, մետաղներ, ապակիներ, պլաստմասսաներ մշակելու համար։ Ալմաստից պատրաստում են բարակ մետաղալարեր (օրինակ՝ վոլֆրամի և պողպատի) ստանալու թելքակորզաններ։
'''CH<sub>4</sub> = C + 2H<sub>2</sub>'''
 
[[Բժշկություն|Բժշկական]] նպատակների համար ածուխը պատրաստում են [[կոկոս]]ի կեղևի այրմամբ։ Իսկ լաբորատոր անհրաժեշտությունների համար չայրվող խառնուրդներից զերծ ածուխ ստանում են [[շաքար]]ի թերի այրումից։
Տող 108 ⟶ 169՝
== Տես նաև ==
* [[Պարբերական աղյուսակ]]
*[[Ջրագազ]]
*[[Կատեգորիա:Ածխածնի միացություններ]]
 
== Ծանոթագրություններ ==
{{ծանցանկ}}
 
== Գրականություն ==
* ''Берёзкин В. И.'' [http://www.ecosafety-spb.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=91 Углерод: замкнутые наночастицы, макроструктуры, материалы]. — СПб.: АРТЭГО, 2013. — 450 с. — ISBN 978-5-91014-051-0
* {{ռուսերեն գիրք
|автор = Бухаркина Т. В.
|заглавие = Химия природных энергоносителей и углеродных материалов
|ссылка =
|ответственный = Т.В. Бухаркина, Н.Г. Дигуров
|место = М.
|издательство = РХТУ им. Д.И. Менделеева
|год = 1999
|страниц = 195
|isbn = 5-7237-0139-8
}}
* {{ռուսերեն գիրք
|автор = Ола Д.А.
|заглавие = Химия гиперкоординированного углерода
|оригинал = Hupercarbon chemistry
|ссылка =
|ответственный = Ола Дж., Пракаш Г.К.С., Уильямс Р.Е. и др. Перевод с англ. В.И. Минкина
|место = М.
|издательство = Мир
|год = 1990
|страниц = 336
|isbn = 5-03-001451-9
}}
* ''Сладков А. М., Кудрявцев Ю. П.'' Алмаз, графит, карбин — аллотропные формы углерода // Природа. 1969. № 5. — С.37—44.
* Kirk — Othmer encyclopedia, 3 ed., vol.4, N.-Y., 1978, p. 556—709.
* ''В.І. Саранчук, В. В. Ошовський, Г. О. Власов.'' Хімія і фізика горючих копалин . — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. ?204 с.
 
== Արտաքին հղումներ ==
* [http://ogneci.com/dr/node/208 Մարդկությանը հայտնի ամենակարծր նյութը՝ կարբինը, հայտնաբերված է]
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/C/key.htmlԱծխածինը Webelements-ում]
 
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb006.htm Ածխածինը Քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում]
* [http://uglerod.info/ Տեղեկություններ ածխածնի մասին]
* [https://archive.is/20121221111632/www.lgz.ru/archives/html_arch/lg042003/Tetrad/art11_1.htm Ածխածին Ալեքսեյ Սլադկով]
{{Փոքր պարբերական աղյուսակ}}
 
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/wiki/Ածխածին» էջից