C gruppacha elementlari haqida ma’lumot. Fizik-kimyoviy xossalari

Reja:

1. 
   C gruppacha elementlari haqida ma’lumot.
   
2. 
   Fizik-kimyoviy xossalari.
   
3. 
   Olinishi.
   
4. 
   Ishlatilishi.
   

Uglerod (C, lat. carboneum) – u C harf bilan belgilangan va 6 raqamida joylashgan kimyoviy element. Element to’rt valentli metallmasdir, ya’ni kovalent birikmalar hosil qilish uchun to’rtta erkin elektronga ega. 14 -chi (eski tasnifga ko’ra 4-chi) davriy tizimda joylashgan. Ushbu elementning uchta izotopi tabiatda uchraydi. 12C va 13C izotoplari barqaror, 14C radioaktiv (bu izotopning yarim umri 5730 yil). Uglerod qadimgi dunyoda beri ishlatilib kelinadigan elementdir.

Uglerodning polimer zanjirlarini hosil qilish qobiliyati organik deb ataladigan ulkan uglerodli birikmalar sinfini vujudga keltiradi, ular anorganik birikmalarga qaraganda ancha ko’p va ular organik kimyo tomonidan o’rganiladi.

Uglerod tarixi haqida aniq ma’lumot yo’q. Biroq, bu qadim zamonlardan beri ma’lum bo’lgan va ishlatilgan moddadir. Qadimgi davrlardan beri uglerod ko’mir, olmos va grafitning bir shakli ekanligi ma’lum bo’lgan. Britaniyalik kimyogar Garri Kroto 1960-70 yillarda uglerod atomlari va birikmalari bo’yicha juda batafsil tadqiqotlar, tajribalar va tadqiqotlar o’tkazdi. Bugungi kungacha olib borilgan tajribalar va tadqiqotlar natijasida uglerod inson hayoti uchun muhim element ekanligi aniqlangan.

17-19 asrlarda «ugletvor» atamasi ba’zan rus kimyo va ixtisoslashtirilgan adabiyotida ishlatilgan (Shlatter 1763; Sherer 1807; Severgin 1815); 1824 yilda Solovyov «uglerod» nomini kiritdi. Uglerod birikmalari o’z nomida karbo(n) qismiga qo’shish orqali hosil qilinadi – lat. Carbó (zot carbōnis ) «ko’mir».

Uglerod yer massasi 5,972⋅10 24 kg ni tashkil qiladi , bu 4360 million gigaton uglerod mavjudligini anglatadi.

Erkin holda uglerod tabiiy ravishda olmos va grafit shaklida uchraydi. Birikma holida karbonatlar ( ohaktosh va dolomit ), yonuvchan minerallar ko’rinishidagi uglerodning asosiy qismi antrasit (94-97% C), jigarrang ko’mir (64-80% C), bitum ko’mirlari (76-95% C), slanets (56- 78% C), neft (82-87% C), yonuvchi tabiiy gazlar ( 99% metan ), torf (53-56% C), shuningdek, asfalt va hokazo atmosfera va gidrosfera bo’ladi karbonat angidrid CO2 shaklida uchraydi. Uglerod o’simliklar va hayvonlarda ajralmas qismidir(~ 17,5%).

Uglerod inson tanasiga oziq-ovqat bilan kiradi (odatda kuniga 300 g). Inson tanasida umumiy uglerod miqdori taxminan 21% ga etadi (70 kg vazniga 15 kg). Uglerod mushak massasining 2/3 qismi va suyak massasining 1/3 qismini tashkil qiladi. U tanadan havo (karbonat angidrid) va siydik (karbamid) ko’rinishida ajralib chiqadi.

Uglerod birikmalar muhim funktsiyalarni bajaradi. Ushbu birikmalar va ba’zi uglerod atamalari haqida to’xtalamiz:

Fullerenlar : Uglerodning sun’iy alotroplari.Ularda beshburchak, olti burchakli kristallar bo’lishi mumkin. Bundan tashqari, u «Bakminstefuleren» yoki «Bakkibols» nomi bilan ham tanilgan. U 60 ta uglerod atomidan tashkil topgan molekula. Bundan tashqari, u «Carbon60» yoki «C60» deb ta’riflanadi. Uning radiusi 1 nanometrga teng. Fullerenlar kosmosdagi sayyora tumanligida aniqlandi. Ular yerdan tashqarida borligi isbotlangan eng katta molekulalardir.

Uglerod qorasi (qora): U mutloq qora kukun. Bu juda nozik taneli elementar uglerod. Ushbu zarralar diametri 25-400 millimikron bo’lishi mumkin. U gaz va suyuq uglevodorodlarning kam yonishi natijasida olinadi yoki bu neftning to’liq yonmaganligi deb ataladi. U pigmentlarda, siyohlarda va rezina va rezina ishlab chiqarishda qo’llaniladi. 

Faollashgan uglerod : Uglerodni, masalan, o’tin, ko’mir, suyak, neft mahsulotlari, yong’oq va guruch qobig’idan turli xil jarayonlar natijasida olinadi. U muhim adsorbent. Uning ichki teshiklari keng. Bu inson salomatligiga zarar etkazmaydi. U kukun, granulalar shaklida ishlab chiqarilishi mumkin.  (Adsorbent: zaharli moddalar molekulalarining yuzasiga yopishib, ularning singishini oldini oluvchi modda)

Karbonat : Bu noorganik birikma yoki metallning karbonat kislota bilan reaktsiyasi natijasida hosil bo’lgan moddadir. Bu metallar bilan reaktsiyasi natijasida kaltsiy karbonat kabi tuzlarni hosil qiladi. Difenil karbonat yoki dietil karbonat shakllari uning organik birikmalar bilan reaktsiyasi natijasida hosil bo’ladi.

Uglerod oksidi : Bu noorganik birikma. Bu gaz yoki suyuqlik shaklida bo’lishi mumkin; u hidsiz va rangsiz. Yonuvchan, uning alangasi binafsha rangga ega. Bu zaharli va portlovchi gaz. Spirtli ichimliklar va benzol bilan yaxshi, suvda ozgina eriydi. U maxsus po’lat ishlab chiqarishda keng qo’llaniladi.

Karbondisulfid : Bu noorganik birikma. Uning sof shakli hidsiz, boshqa shakllari ham og’ir hidga ega. U yaltiroq, rangsiz yoki sarg’ish suyuqlikdir. Agar u qattiq yonib ketsa, u portlashi va ishqalanish natijasida yonib ketishi mumkin.

Karbontetraklorid: bug’i havodan 5 marta og’irroq bo’lgan xlorli, rangsiz, shirin hidli suyuqligi. U suvda erimaydi. Bu portlovchi emas. Nafas olganda zaharli bo’lishi mumkin. Sovutgichlarda keng qo’llaniladi.

Kremniy (Silicium), Si — Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhiga mansub kimyoviy element, tartib raqami 14, atom massasi 28,0855. Uchta barqaror izotopi bor: 28Si (92,27%), MSi (4,68%) va 30Si (3,05%). Kremniy kisloroddan soʻng tabiatda eng koʻp tarqalgan element. Yer poʻstining massasi jihatidan 27,6% ini tashqil etadi. Tabiatda birikmalar [koʻpincha kremniy (1U)-oksid SiO2” qumtuproq va silikatlar] qolida boʻladi. Kremniy SiO2 holida oʻsimlik va xayvon toʻqimalarida ham uchraydi. Sof Kremniyni ilk bor 1911-yil fransuz kimyogari Kremniy Kremniy Gey-Lyussak va Kremniy Kremniy Tevarlar ajratib olishgan . Kremniy — kulrang , kumushdek yal-tiroq modda. Amorf va kristall holda boʻladi. Kristall holdagi Kremniyning suyuqlanish temperaturasi 1423° (suyuqlanganda hajmi 9% ga kamayadi), qayvash temperaturasi 3249° , zichligi 3,33 g/sm³- Poling boʻyicha elektromanfiyligi 1,8, at. radiusi 0,133, ion radiusi (qavslarda koordinatsion sonlar keltirilgan) 0,040 nm (4), 0,054 nm (6), diamagnetik. Oddiy sharoitda Kremniy moʻrt modda, 8000" dan yuqorida plastik holatga oʻtadi. Kimyoviy birikmalarda, asosan, toʻrt valentli, inert, qizdirilsa faolroq holatga oʻtadi. Odatdagi temperaturada faqat ftor bilan birikadi. Yuzasida himoya pardasi (oksid parda) hosil boʻlishi sababli Kremniy yuqori haroratda ham barqaror boʻladi.

Kremniy 400° dan yuqorida kislorod taʼsirida SiO2 gacha oksidlanadi. Kislotalar taʼsiriga chidamli, faqat nitrat va ftorid kislotalar aralashmasi bilan reaksiyaga kirishadi. Kremniy ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, vodorodni ajratib chiqaradi va silikatlar hosil qiladi:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2T.

300—500° da galogenlar bilan birikib galogenidlar (SiX4 yoki SinX2n+2), 600° da oltingugurt bugʻlari taʼsirida disulfid (SjS2)hh beradi, 600° dan yuqorida u monosulfid (SiS)ra aylanadi. Kremniy yuqori temperaturada koʻpgina metallar bilan birikib, silitsidlar hosil qiladi. Amorf holdagi Kremniy koʻp miqdordagi turli gazlarni eritish xossasiga ega. Mac, Kremniy vodorod bilan qattik, eritma (47 at.% N2) beradi. SiO2 Kremniy ning eng oddiy va barkaror birikmasidir. Amorf holdagi SiO2 silikat kislota hosil qiladi.

Sanoatda texnik Kremniy 1800° da qumtuproqni koks bilan, uta sof holdagi Kremniy esa kremniy tetraxloridni 1200—1300° da oʻta sof qoddagi vodorod yordamida qaytarib olinadi. Ozroq miqdordagi Kremniyni Na2SiF6 yoki K^Gʻ^eritmalarini elektroliz qilish usuli bilan olish mumkin. Kremniy — elektronikada asosiy yarimoʻtkazgich metallaridan biri. Uning asosida tayyorlangan asboblar 200° temperaturagacha chidaydi. Kremniy intefal sxemalar, diodlar, tranzistorlar, quyosh batareyalari, fotopriyomniklar, yadro fizikasida dedektorlar va turli linzalar tayyorlashda ishlatiladi. Kremniy va uning birikmalari kremniyorganik hosilalar, silitsidlar olishda qoʻllaniladi. Kremniy— biogen element. U inson, hayvon, oʻsimlik va mikroorganizmlarning normal oʻsishi va rivojlanishi uchun zarur. Odam organizmida Kremniy yetishmasa, uning koʻzi ogʻriydi, tish emali yemiriladi, tirnoq yupqalashib, sinuvchan boʻladi, teri, soch oʻzgaradi.

Germaniy (lotincha: Germanium), Ge — Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi. Tartib nomeri 32; atom massasi 72,59. Barqaror izotoplari beshta: 7"Ge (20,52%), 72Ge (24,43%), 73Ge(7,76%), 74Ge(36,54%) va 76Ge(7,76%). Germaniyning juda koʻp sunʼiy radioaktiv izotoplari olingan. Germaniy mavjudligini 1871 yilda Germaniy Germaniy Mendeleyev oldindan aytdi; uni "ekasilitsiy" deb atadi va davriy sistemada bu element uchun joy qoldirdi. 1886 yilda nemis kimyogari Germaniy Vinkler argirodit nomli mineral tarkibida oʻsha vaqtda maʼlum boʻlmagan element borligini topdi va unga vatani — Germaniya sharafiga Germaniy deb nom berdi. Germaniy tarqoq element. Yer poʻstida ogʻirlik jihatidan 7-10~4* ni tashkil qiladi. Tabiatda erkin holda uchramaydi. Qushimchalar holida temir, pyx, nikel-volfram rudalarida, toshkoʻmir, torf, neftda, termal suvlarda, suv oʻtlarida va silikatlar tarkibida boʻladi. Asosiy minerallari: germanit (6,2-10,2%), argirodit (3,65-6,93%), reniyerit (5,46-7.80%) va plyumbogermanit (8,18%). Erkin Germaniy kulrang tusli metall; zichligi 5,33 g/sm3, suyuqlanish temperaturasi 938,25°, qaynash temperaturasi 2850°. Olmos tipida kristallanadi. Atom radiusi 1,39 Germaniy Germaniy moʻrt, uni mexanik ishlash qiyin. Germaniy tipik yarimoʻtkazgich. Havoda barqaror; choʻgʻ holatigacha qizdirilganida oksidlanib GeO2 ga aylanadi. Germaniyga suyultirilgan xlorid va sulfat kislota taʼsir etmaydi. Nitrat kislota Germaniyni GeO2 ga qadar oksidlaydi. Germaniy oʻz birikmalarida +2 va +4 valentli boʻladi. 500—700° gacha qizdirilganda GeO va GeO2 gacha oksidlanadi. Germaniy (1U)-oksid GeO2 — kristall holdagi oq modda. 1035° gacha tetragonal panjarali a-GeO2 holatda turgʻun. Suyuqlanish temperaturasi 1086°, zichligi 6,277 g/sm3. 10,35° dan yuqorida a=GeO2 geksagonal panjarali, zichligi 4,280 g/sm3 boʻlgan 3-GeO2 ga aylanadi. Germaniy (1U)-oksid Germaniy olishda oraliq mahsulot; maxsus shishalar, sirlar, emallar, optik tolalar ishlab chiqarishda, muxim Germaniy birikmalari, germanatlar va b. olishda ishlatiladi.

Germaniy oltingugurt bilan 600-700°da GeS, 10001100° da GeS2, selen bilan 500° da GeSe hosil qiladi. Galogenlar bilan oson reaksiyaga kirishib, tetragalogenidlar beradi. Azot, kremniy, vodorod, uglerod bilan bevosita birikmaydi. Germaniy va uning birikmalari yarimoʻtkazgich materiallar, turli xil diodlar, tranzistorlar, detektorlar, termoelektrik va termoemission materiallar, zargarlik mahsulotlari va maxsus krplamalar tayyorlashda qoʻllaniladi.

Qalay — Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 50, atom massasi 118,710. Tabiiy Qalay 10 ta izotopdan iborat: P25p (0,96%), p45p (0,66%), p55p (0,35%), P(,8p (14,30%), "78p (7,61%), ||85p (24,03%), ""5p (8,58%), |j5p (32,85%), sh5p (4,72%), |245p (5,94%). Oxirgi izotop kuchsiz radioaktiv (Rnurlanuvchi, T,/2>1016—1017 yil).