Углерод играет очень важную роль для всех живых существ.
Количество углерода в земной коре составляет всего 0,02%, что доступно в виде минералов, таких как карбонаты, гидрокарбонаты, уголь и нефть.
Присутствие углерода в атмосфере Земли составляет 0,03%, в виде углекислого газа.
Почти все соединения углерода (за исключением нескольких) являются плохими проводниками электричества.
Алмаз и графит оба образованы атомами углерода; однако разница между ними заключается в том, как атомы углерода связаны друг с другом.
В алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода и образует жесткую трехмерную структуру (см. Изображение, приведенное ниже).
В графите каждый атом углерода связан с тремя другими атомами углерода в той же плоскости, что дает гексагональную решетку (см. Изображение ниже) —
Существует также разница в некоторой физической структуре алмаза и графита.
Алмаз является самым твердым веществом из известных, тогда как графит является гладким и скользким веществом.
Графит является хорошим проводником электричества, а алмаз — нет.
Следующая таблица иллюстрирует структуры соединений углерода и водорода —
Соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разные структуры, известны как структурные изомеры (см. Структуру Бутан, приведенную ниже).
Насыщенные углеводороды известны как алканы .
Ненасыщенные углеводороды, которые содержат одну или несколько двойных связей, известны как алкены .
Ненасыщенные углеводороды, которые содержат одну или несколько тройных связей, известны как алкины .
Растения сахарного тростника очень эффективно преобразуют солнечный свет в химическую энергию, а его сок можно использовать для приготовления патоки.
Когда меласса сбраживается, она производит спирт (этанол).
Некоторые страны в настоящее время используют алкоголь в качестве присадки к бензину, так как это более чистое топливо.
Эти спирты при сжигании в достаточном количестве воздуха (кислорода) дают только углекислый газ и воду.
Сложные эфиры — это душистые вещества, которые чаще всего образуются в результате реакции кислоты и спирта (см. Изображение ниже — иллюстрирует образование сложных эфиров).
Когда сложные эфиры реагируют в присутствии кислоты или основания, он возвращает спирт и карбоновую кислоту.
Реакция сложных эфиров с кислотой или основанием известна как омыление, поскольку она используется при приготовлении мыла.
Молекулы мыла обычно представляют собой натриевые или калиевые соли длинноцепочечных карбоновых кислот.
Интересно, что ионный конец мыла растворяется в воде, тогда как углеродная цепь растворяется в масле. Это типичные особенности молекул мыла образует структуры, известные как мицеллы (см. Изображение ниже)
В мицеллах один конец молекулы направлен к масляной капле, тогда как ионный конец остается снаружи.
Мыльная мицелла помогает растворять грязь в воде; Точно так же одежда очищается.
С другой стороны, моющими средствами обычно являются аммониевые или сульфонатные соли длинноцепочечных карбоновых кислот, которые остаются эффективными даже в жесткой воде.
Моющие средства обычно используются для изготовления шампуней и некоторых других продуктов для чистки одежды.