Основная характеристика биогенных р-элементов
р-элементами, называются элементы чей внешний валентный уровень достраивается на р-подуровне, их валентные электроны находятся как на s-подуровне, так и на р-подуровне.
Так как в данной работе, рассматриваются биогенные элементы чья электронная конфигурация соответствует ns²np¹→⁶.
В таблице представленной ниже, мы получаем такую информацию:
В группах с IIIA до VIIIA увеличивается заряд ядра у атома, из этого вытекает, что неметаллические свойства, потенциал ионизации, акцепторная способность и сродство к электрону увеличивается. Неметаллами являются элементы прилегающие по диагонали от Br до At, данные элементы могут образовать только ионы и ковалентные связи. Оставшиеся элементы проявляют амфотерные свойства, благодаря чему, могут образовать не только анионы, но и катионы, за исключением таких элементов как In, Tl, Po и Bi потому, что они проявляют металлические свойства.
Как можно понять, большинство биогенных элементов р-подгрупп, являются неметаллами и только лишь Al из всех металлов относится к биогенным элементам. Большая часть соединений известных человечеству, в своем составе имеют р-элементы. К основным р-элементам, способствовавшие созданию жизни на Земле относятся О, N, P, C, S по другому их называют “элементами жизни”, так как они являются основным материалом для создания молекул белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. . Из низкомолекулярных соединений р-элементов наибольшее значение имеют оксоанионы: СО3 2- , НСО3 - , С2O4 2- , СНзСОО- , РО4 3- , НРO4 2- , H2PO4 - , SO4 2- и галогенид-ионы. р-Элементы имеют много валентных электронов, обладающих различной энергией. Поэтому в соединениях проявляют различную степень окисления. Например, С проявляет различные степени окисления от – 4 до +4. N– от -3 до +5, Cl– от -1 до +7.
В реакциях р-элементы могут проявлять как окислительные так и восстановительные свойства, это зависит от элемента с которым они взаимодействуют. Данная необычная характеристика р-элементов позволяет воплощать в жизнь бесчисленное множество уникальных соединений.
Углерод
Один из важнейших биогенных элементов, фундамент на котором построена вся жизнь на Земле, отвечает за поддержание жизнедеятельности в организме, является структурной единицей для биополимеров и низкомолекулярных биологически активных веществ(медиаторы, гормоны, витамины и тд). Помимо этого обеспечивает организм энергией за счет своего окисления(пищеварительные процессы, дыхание).
Углерод находится во II периоде, IVA группе, конфигурация 2s² 2p². Основная характеристика, позволяющая углероду создавать огромные цепочки сложных связей - его четырехвалентность и возможность соединяться между собой. Связи с углеродом устойчивы благодаря тому, что число валентных электронов и орбиталей идентичен.
В своих соединениях углерод может проявлять степени окисления -4, +2 и +4. В целом углерод инертен, когда находится в обычных условиях, но при высоких температурах может образовать связи проявляя восстановительные свойства.
У углерода есть аллотропные модификации(алмаз, графит, карбин, лонсдейлит и фуллерен) имеют высокую устойчивость к кислотам и щелочам и только при действии очень сильных окислителей медленно подвергаются окислению(например с концентрированной смесью азотной кислоты и хлората калия, с хромовой смесью).
4CrO3 + 3C + 6H2SO4 → 2Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 6H2O
Со фтором реагирует при комнатной температуре, реакция с хлором происходит в электрической дуге, с другими галогенами как бром и йод, углерод вовсе не реагирует.
При температурах выше 1000С⁰ углерод реагируя с металлами образует карбиды. Углерод при нагреве восстанавливает оксиды металлов, на выходе из данной реакции образуются свободные металлы или карбиды, в зависимости с каким типом металла был произведена реакция:
ZnO + C → Zn + CO
9С + 2Al2O3 → Al4C3 + 6CO
С водяным паром и углекислым газом, углерод реагирует при температурах от 600С⁰ до 800С⁰
H2О + С → H2 + СО
В обычных растворителях все формы углерода нерастворимы, но могут раствориться в некоторых расплавленных металлах, например в железе:
3Fe + C → Fe3C
Достарыңызбен бөлісу: |