Углерод - основа жизни
 

Общая теория взаимодействий

альтернатива квантовой механике
и
теории относительности
 

Углерод - основа жизни

Удивительны свойства углерода. Но, благодаря подходу, реализуемому в общей теории взаимодействий, мы раскроем тайны многообразия аллотропных соединений углерода, покажем, откуда возникает возможность в образовании двойных и тройных связей атомов углерода, и, в конечном итоге покажем, почему именно углерод стал той основой, на которой базируется жизнь.

Для начала приведём общеизвестные данные об углероде. Углерод (лат. Carboneum) - химический элемент четвёртой группы периодической системы Менделеева; атомный номер 6, атомная масса 12.011. Температура плавления 3825 градусов Цельсия, температура кипения 4817. Имеет два стабильных изотопа 12 - 98,892%, и 13 - 1.008%. Содержание углерода в земной коре составляет 2.3 10-2 % по массе.

История знакомства человека с этим веществом уходит далеко в глубь веков. Неизвестно имя того, кто открыл углерод, неизвестно, какая из форм чистого углерода - графит или алмаз - была открыта раньше. Менделеев в "основах химии" писал:" Способность атомов углерода соединяться между собой и давать сложные частицы проявляется во всех углеродистых соединениях... Ни в одном из элементов ...способности к усложнению не развито в такой степени, как в углероде... Ни одна пара элементов не даёт столь много соединений, как углерод с водородом".

Начнём с  известных веществ на основе чистого углерода. Это графит, карбин и алмаз.
Графит
В случае с графитом, внешние электроны в каждом атоме углерода располагаются в одной плоскости, в вершинах квадрата.
На рисунке показаны связи между атомами углерода в графите. Два атома, обозначенные на рисунке буквой А лежат в другой плоскости (выше), чем атомы углерода, обозначенные буквами В и С. Сплошными линиями показаны связи электронов со "своим" ядром, пунктирными - химические связи между разными атомами углерода. На рисунке видно, что связи между слоями, да и между атомами углерода в одном слое довольно слабые, так как электроны, не участвующие в образовании химических связей, ослабляют её, отталкиваясь друг от друга. это и является причиной известных физических свойств графита. Обратите внимание, что в графите, остаётся очень много вакантных ячеек, а это, в свою очередь, является причиной его высокой электрической проводимости.
карбин - аллотропное соединение углеродаКарбин - это линейный полимер, существующий в двух формах, отличающихся характером и чередованием химических связей. Карбин (получен в начале 60-х годов) обладает полупроводниковыми свойствами, причём под действием света его проводимость сильно увеличивается. Во второй форме карбина - поликумулене - атомы углерода связаны между собой только двойными связями.




 Аллотропному соединению углерода в виде алмаза, соответствует другое расположение электронов на внешней электронной оболочке. Здесь каждый атом углерода располагается в вершине тетраэдра.
алмаз - строение электронной оболочки и направление связей между атомамиДанный рисунок требует некоторых пояснений. На цветном рисунке показано расположение электронов вокруг ядра в каждом из атомов углерода, образующих алмаз. Вывод о том, что строение электронной оболочки имеет в алмазе именно такой вид основано на тех условиях, при которых алмаз может быть получен (давление около 60 000 атмосфер, температура 1600 - 2000 градусов). При таких условиях электронная оболочка углерода из обычной (с двумя электронами на внутренней и четырьмя на внешней) трансформируется в указанную на рисунке (4 на внутренней в виде тетраэдра, и два на внешней в двух из четырёх вершинах тетраэдра). Две другие вершины верхнего уровня займут в алмазе электроны двух других атомов. Таким образом, ни одна связь в алмазе не совпадает по расположению с другими. Именно в этом нам видится причина такой высокой прочности алмаза (по твердости превосходит все природные и все, кроме кристаллического нитрида бора, искусственные материалы).  
В настоящее время число различных аллотропных модификаций углерода увеличилось до 6. Искусственным путем были получены лонсдейлит, графен и фуллерен.

Квантовая механика объясняет такое разнообразие гибритизацией орбиталей. В общей теории взаимодействий всё значительно проще. Разнообразие аллотропных соединений углерода прямо вытекает из строения его электронной оболочки.


Строение электронной оболочки углерода

У атома углерода 6 электронов. Заряд ядра равен +6. Возможны два варианта размещения электронов вокруг ядра. При минимальной энергии атома углерода все шесть электронов будут расположены в одном слое (смотрите рисунок) и валентность углерода будет равняться двум. Если же повысить энергию атома углерода то конфигурация электронной оболочки изменится, и примет вид указанный на другом рисунке. Валентность углерода в таком виде будет равняться 4.

07.11.17 
06.02.17 

02.02.17 
31.01.17 

14.01.17 


 

Интересные вопросы (содержание) · Электромагнитные волны - определения, описания и свойства ·  Гравитация - новая теория · Магия чисел · Химия в жизни человека · Расшифровка кругов на полях · Обратная связь · Конец света 2012 · Как научиться петь? · Как научиться читать реп · Как научиться · Как понять, что нравишься? · В чём смысл жизни? · Альфа-распад · Как завоевать мужчину · Нейтрино (новое объяснение) · Как выспаться? · Нло · Анализ послания Кон · Жизнь и разум во Вселенной · Обучение иностранному языку · Как соблазнять парней · Чёрная дыра – загадка гравитации. · Энергоинформационное поле · Энергия мест силы · Туннельный эффект · Тёмная энергия и тёмная материя · Новости сайта · Раскрутка сайта · Переработка ядерных отходов · Гостевая книга · Регистрация · Как научиться заигрывать с парнями? · Как мне научиться нравиться парням · Создание сайтов, раскрутка. · Как создать сайт · Блог · Разместить новость

 ©  Общая теория взаимодействий  -  все права защищены.

     При использовании материалов, обязательна ссылка на  http://www.b-i-o-n.ru/
Работает на: Amiro CMS