Лекция 3. Уникальность углерода определяется и другими свойствами

12.09.11

Уникальность углерода определяется и другими свойствами. Его атомы имеют прочные связи не только с атомами других химических элементов, но и между собой. Углерод образует 4 равнозначные валентные связи, что позволяет ему образовывать многочисленные разнообразные неразветвленные цепи и разветвленные кольца. В связи с этим углерод имеет возможность создавать огромное количество различных структур. Например, из 20 атомов С и 42 атомов Н (С₂₀Н₄₂). Теоретически можно получить 366 000 углеводородов этого состава.

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ – СН₃ – н-пентан (нормальный пентан)

СН₃

СН₃ – СН – СН₂ – СН₃ - изопентан

СН₃

Н₃С – С – СН₃ - неопентан

СН₃

только на этом простейшем примере можно понять какими огромными возможностями обладает С для создания разных по – своему разнообразию веществ. Важно и то что связь атомов углерода между собой, а также с атомами H, O, N и других элементов таблицы Менделеева может разрушаться под действием природных факторов, ферментов, входящих в состав живых организмов, образуя более простые соединения. C, O, H составляют 98% от общей массы живых организмов. Наблюдается постоянный круговорот углерода в природе. В результате процессов фотосинтеза с помощью зеленых растений ежегодно ассимилируется около 100 млрд.тонн углекислого газа. Общее содержание органического углерода в Мировом океане в живой и неживой материи сегодня оценивается 4*10⁹ т и 11*10⁹ т соответственно. Скорость обновления биомассы в результате круговорота углерода. Подавляющая часть биомассы суши обновляется за 14 лет, а биомасса океана всего за 33 дня. Суммарная продукция живого вещества по данным Успенского за все время существования биосферы примерно в 30 раз превосходит суммарную массу осадочных пород на Земле. Более поздние исследования показали более впечатляющие результаты, то что превышение в 150 раз.