ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Углерод - шестой элемент Периодической таблицы. Обозначение - С от латинского «carboneum». Расположен во втором периоде, IVА группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 6.

Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде многочисленных соединений. Свободный углерод встречается в виде алмаза и графита. Кроме ископаемого угля, в недрах Земли находятся большие скопления нефти. В земной коре встречаются в огромных количествах соли угольной кислоты, особенно карбонат кальция. В воздухе всегда имеется диоксид углерода. Наконец, растительные и животные организмы состоят из веществ, в образовании которых участие принимает углерод. Таким образом, этот элемент - один из распространенных на Земле, хотя общее его содержание в земной коре составляет всего около 0,1% (масс.).

Атомная и молекулярная масса углерода

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии углерод существует в виде одноатомных молекул С, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 12,0064.

Аллотропия и аллотропные модификации углерода

В свободном состоянии углерод существует в виде алмаза, кристаллизующегося в кубической и гексагональной (лонсдейлит) системе, и графита, принадлежащего к гексагональной системе (рис. 1). Такие формы углерода, как древесный уголь, кокс или сажа имеют неупорядоченную структуру. Также есть аллотропные модификации, полученные синтетическим путем - это карбин и поликумулен - разновидности углерода, построенные из линейных цепных полимеров типа -C= C- или = C = C= .

Рис. 1. Аллотропные модификации углерода.

Известны также аллотропные модификации углерода, имеющие следующие названия: графен, фуллерен, нанотрубки, нановолокна, астрален, стеклоуглерож, колоссальные нанотрубки; аморфный углерод, углеродные нанопочки и углеродная нанопена.

Изотопы углерода

В природе углерод существует в виде двух стабильных изотопов 12 С (98,98%) и 13 С (1,07%). Их массовые числа равны 12 и 13 соответственно. Ядро атома изотопа углерода 12 С содержит шесть протонов и шесть нейтронов, а изотопа 13 С - такое же количество протонов и пять нейтронов.

Существует один искусственный (радиоактивный) изотоп углерода 14 Сс периодом полураспада равным 5730 лет.

Ионы углерода

На внешнем энергетическом уровне атома углерода имеется четыре электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 2 .

В результате химического взаимодействия углерод может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженные ионы или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженные ионы:

С 0 -2e → С 2+ ;

С 0 -4e → С 4+ ;

С 0 +4e → С 4- .

Молекула и атом углерода

В свободном состоянии углерод существует в виде одноатомных молекул С. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу углерода:

Сплавы углерода

Наиболее известные сплавы углерода во всем мире - это сталь и чугун. Сталь - это сплав железа с углеродом, содержание углерода в котором не превышает 2%. В чугуне (тоже сплав железа с углеродом) содержание углерода выше - от 2-х до 4%.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Какой объем оксида углерода (IV) выделится (н.у.) при обжиге 500 г известняка, содержащего 0,1 массовую долю примесей.
Решение	Запишем уравнение реакции обжига известняка: CaCO 3 = CaO + CO 2 -. Найдем массу чистого известняка. Для этого сначала определим его массовую долю без примесей: w clear (CaCO 3) = 1 — w impurity = 1 - 0,1 = 0,9. m clear (CaCO 3) = m(CaCO 3) ×w clear (CaCO 3); m clear (CaCO 3) = 500 ×0,9 = 450 г. Рассчитаем количество вещества известняка: n(CaCO 3) = m clear (CaCO 3) / M(CaCO 3); n(CaCO 3) = 450 / 100 = 4,5 моль. Согласно уравнению реакции n(CaCO 3) :n(CO 2) = 1:1, значит n(CaCO 3) = n(CO 2) = 4,5 моль. Тогда, объем выделившегося оксида углерода (IV) будет равен: V(CO 2) = n(CO 2) ×V m ; V(CO 2) = 4,5 × 22,4 = 100,8 л.
Ответ	100,8 л

ПРИМЕР 2

Задание	Сколько потребуется раствора, содержащего 0,05 массовых долей, или 5% хлороводорода, для нейтрализации 11,2 г карбоната кальция?
Решение	Запишем уравнение реакции нейтрализации карбоната кальция хлороводородом: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 -. Найдем количество вещества карбоната кальция: M(CaCO 3) = A r (Ca) + A r (C) + 3×A r (O); M(CaCO 3) = 40 + 12 + 3×16 = 52 + 48 = 100 г/моль. n(CaCO 3) = m (CaCO 3) / M(CaCO 3); n(CaCO 3) = 11,2 / 100 = 0,112 моль. Согласно уравнению реакции n(CaCO 3) :n(HCl) = 1:2, значит n(HCl) = 2 ×n(CaCO 3) = 2 ×0,224 моль. Определим массу вещества хлороводорода, содержащуюся в растворе: M(HCl) = A r (H) + A r (Cl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль. m(HCl) = n(HCl) ×M(HCl) = 0,224 × 36,5 = 8,176 г. Рассчитаем массу раствора хлороводорода: m solution (HCl) = m(HCl)× 100 / w(HCl); m solution (HCl) = 8,176 × 100 / 5 = 163,52 г.
Ответ	163,52 г

Изотопный состав углерода в природных объектах определяется присутствием 2 стабильных изотопов – С 12 (преобладает – 98,893%) и С 13 (1,107%) и одного радиоактивного – С 14 (минимальное количество).

Период полураспада С 14 – 5730 лет. Соотношение С 12 и С 13 в природных объектах варьирует от 88 до 94.

Сопоставление различных значений изотопного состава удобно проводить по относительному приросту С 13 .

σС 13 =[(С 13 /С 12)обр./(С 13 /С 12)ст.-1]х1000

(промилле – тысячная часть числа, десятая доля процента),

σС 13 - относительный прирост С 13

(С 13 /С 12)обр. – отношение изотопов в исследуемом образце;

(С 13 /С 12)ст. – отношение изотопов в стандарте

За стандарт принят эталон РDВ (содержание углерода карбоната кальция в ископаемом организме Belemnitella americana из формации PD, Южная Каролина США позднемелового возраста). Величина данного отношения в стандарте – 11,2372х10 -5 .

+σС 13 – избыток С 13 ;

-σС 13 – дефицит С 13 в образце.

Фракционирование изотопов углерода происходит в процессе его геохимического круговорота. За начало этого круговорота можно принять выделение СО 2 из мантийных глубин во время вулканических процессов, а также при термическом разложении известняков и доломитов в условиях метаморфизма. Затем СО 2 распределяется между атмосферой и гидросферой. В морской воде СО 2 связывается с кальцием и магнием, образуя известняки преимущественно биогенного происхождения. Другая часть СО 2 атмосферы и гидросферы поглощается зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез приводит к образованию органического вещества. Часть биомассы после гибели растений окисляется с образованием СО 2 , другая часть захороняется в уловиях восстановительной среды. На всех этапах геохимического цикла происходит разделение изотопов углерода.

Процессы, влияющие на разделение изотопов углерода: карбонатообразование – ведет к утяжелению С; σС 13 морских известняков - +4,5 до –5,1 %о (промилля); фотосинтез – ведет к облегчению С; микробиологическое фракционирование изотопов углерода в метане – приводит к резкому облегчению С в метане, σС 13 =-75%о

Разные геологические процессы (объекты) глубинного происхождения показали 2 разных уровня содержания изотопов углерода:

1 группа – карбонатиты, алмазы, графит, в кимберлитах, СО 2 в возгонах, σС 13 = - 5,8 до -8%о (близки к углероду углистых хондритов);

скачать

Реферат на тему:

Изотопы углерода

План:

Введение

• 1 Таблица изотопов углерода
• 2 Стандарты изотопного состава углерода
• 3 Фракционирование изотопов углерода в природе

Введение

Изото́пы углеро́да - разновидности атомов (и ядер) химического элемента углерода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Углерод имеет два стабильных изотопа - 12 C и 13 C. Содержание этих изотопов в природном углероде равно соответственно 98,93 % и 1,07 %. Известны также 13 радиоактивных изотопов углерода (от 8 C до 22 C), из которых один - 14 C - встречается в природе (его содержание в атмосферном углероде около 10 −12). Углерод - лёгкий элемент, и его изотопы значительно различаются по массе, а значит и по физическим свойствам, поэтому во многих природных процессах происходит их разделение (фракционирование).

Изотоп 14 C образуется при облучении 14 N нейтронами по следующей реакции:

Изотоп углерода 14 C образуется в атмосфере из атмосферного азота под действием космического излучения. С небольшой скоростью углерод-14 образуется и в земной коре.

Измерение радиоактивности органических веществ растительного и животного происхождения, обусловленной изотопом 14 C, применяется для радиоуглеродного анализа возраста старинных предметов и природных образцов. В живом организме 14 C находится в равновесии с окружающей средой. После гибели организма он перестаёт обмениваться углеродом со средой, и содержание 14 C начинает медленно уменьшаться (его период полураспада равен 5,70±0,03 тыс. лет). Измеренная удельная активность 14 C в образце может быть однозначно связана с временем, прошедшим с момента гибели организма.

1. Таблица изотопов углерода

2. Стандарты изотопного состава углерода

Для описания изотопного состава углерода применяется стандарт PDB, название которого происходит от белемнитов из формации Peedee в Южной Каролине (США). Эти белемниты были выбраны в качестве стандарта по причине очень однородного изотопного состава.

3. Фракционирование изотопов углерода в природе

В природе разделение изотопов углерода интенсивно происходит при относительно низких температурах. Растения при фотосинтезе избирательно поглощают лёгкий изотоп углерода. Степень фракционирования зависит от биохимического механизма связывания углерода. Большинство растений интенсивно накапливают 12 C, и относительное содержание этого изотопа в их составе на 15-25 ‰ выше, чем в атмосфере. В то же время злаковые растения, наиболее распространённые в степных ландшафтах, слабо обогащены 12 C и отклоняются от состава атмосферы лишь на 3-8 ‰

Фракционирование изотопов углерода происходит при растворении CO 2 в воде и его испарении, кристаллизации и т. п.

Большое число научных работ посвящено изотопному составу углерода алмазов.

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии . Синхронизация выполнена 14.07.11 07:09:28
Похожие рефераты:     Изотопы находят широкое применение в научных исследованиях, где они используются как меченые атомы для выяснения механизма химических и, в частности, биохимических, процессов. Для этих целей необходимы значительные количества изотопов. Стабильные изотопы получают выделением из природных элементов, а радиоактивные в большинстве случаев с помощью ядерных реакций, которые осуществляются искусственно в результате действия на подходящие элементы нейтронного излучения ядерных реакторов или мощных потоков частиц с высокими энергиями, например дейтронов (ядер дейтерия й), создаваемых ускорителями. Один и тот же изотоп можно получить различными путями. Так, например, для получения радиоактивных изотопов водорода, углерода, фосфора и серы, наиболее широко используемых в практике биологических исследований, осуществляются следующие ядерные реакции  

    Определение изменений в содержании радиоактивного изотопа углерода с массой 14 (и калия с массой 40) используется для оценки возраста горных пород (и археологических материалов). 

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. 

Эта реакция является слабым, но довольно постоянным источником углерода-14. Радиоактивный изотоп углерод-14 претерпевает бета-распад с периодом полураспада 5700 лет  

В природе углерод находится в виде двух стабильных изотопов (98,892%) и С(1,108%). Его содержание в земной коре 0,15 мол. доли, %. Под действием космических лучей в земной атмосфере образуется также некоторое количество Р-радиоактивного изотопа 

В органической химии для метки молекул используют прежде всего тяжелые изотопы элементов С, Н, О и N. Вплоть до углерода отсутствуют подходящие радиоактивные изотопы с достаточно большим периодом полураспада, поэтому стабильные изотопы Н, и N имеют особенно большое значение для химиче- 

Из различных изотопов кислорода и азота в органической химии всегда применяются стабильные изотопы О н Ы. Для углерода известны 5 изотопов с атомными весами 10, 11, 12, 13 и 14. Изотопы и являются стабильными обычный углерод содержит 99% С и 1% С. Изотоп С удалось получить в высокой концентрации его часто применяют для изучения химических и биологических реакций. Из трех радиоактивных изотопов С, С и С первые два мало пригодны в качестве индикаторов, так как их период полураспада составляет соответственно только 8,8 секунды и 21 минуту. С, напротив, имеет период полураспада 6000 лет и поэтому очень часто применяется п изотопной технике. 

Углеграфитовые материалы и изделия изготавливаются из веществ, основным элементом которых является углерод. Углерод с атомным номером 6 имеет атомный вес 12,011. Он содержит 98,9% изотопа с 1,1% изотопа Природные графиты имеют в своем составе следы радиоактивного изотопа и несколько более нестабильных изотопов. 

    Одним из наиболее интересных прикладных радиоактивных методов является определение возраста углеродсодержащих материалов. Метод основан на предположении о том, что отношение количеств радиоактивного изотопа углерода С и стабильно- Таблица 19.2 ГО В живых организмах (в растениях, усваивающих углекислый газ из воздуха, и в животных, питающихся этими растениями) равно их отношению в атмосфере (Ю), где оно не меняется во времени. 

Очень важна ядерная реакция типа (п, р), протекающая в атмосфере Земли между азотом и нейтронами, постоянно образующимися под действием космических лучей, 7 (р)в С. Таким путем из стабильного изотопа азота получается радиоактивный изотоп углерода б С. Период его полураспада около 5 тыс. лет. Все живые организмы растения, которые поглощают СО2 из атмосферы, и животные, которые питаются этими растениями, содержат один атом радиоактивного изотопа б С примерно на триллион атомов стабильного изотопа 6 . Современные методы измерения позволяют обнаруживать такие чрезвычайно малые количества изотопа б С. Зная его долю в органическом веществе и период полураспада, можно определять возраст различных древних органических остатков, например свайных сооружений доисторического человека, воЗраст зерен, найденных в египетских пирамидах и т. д. 

Пример. Глицин в смеси аминокислот определяли методом изотопного разбавления. В анализируемый раствор аминокислот ввели 0,1000 г глицина, содержащего радиоактивный изотоп углерода С. Затем из этого раствора выделили определенное количество глицина и на радиометрической установке измерили его активность, получив -4х = 800 имп/мин на 1 г вещества. 

Скорость этой реакции можно изучать, проводя ее между комплексами с радиоактивным изотопом либо железа (в урав нении реакции он указан как Ре), либо углерода. Процесс об мена электроном происходит очень быстро, что не позволяет предположить стадии диссоциации, обмена лигандами, их заме щения или образования мостиков. Поэтому единственно воз можный механизм - передача электронов при контакте двух комплексных частиц, осуществляемом непосредственно через ионы N . При перескоке электрона система сохраняется как 

Дать краткие обоснования о применении в науке и технике радиоактивного изотопа углерода с массовым числом 14. 

Для изотопов с не слишком большими периодами полураспада это позволяет определять очень малые количества радиоактивного изотопа, а тем самым и содержащего его вещества. Современные счетчики радиоактивности позволяют надежно зарегистрировать скорость распада, если она достигает нескольких актов распада в секунду. Таким образом, можно надежно зарегистрировать число атомов, равное 10/А. Для углерода С константа скорости распада к = 3,92 х X 10" с 1 и, следовательно, можно зарегистрировать 2,5 10 атомов. В случае с /г = 5,83 10 можно зарегистрировать с хорошей точностью 1,7 10 атомов. 

Для ИЗОТОПОВ с не слишком большими периодами полураспада это позволяет определять очень малые количества радиоактивного изотопа, а тем самым и содержащего его вещества. Современные счетчики радиоактивности позволяют надежно зарегистрировать скорость распада, если она достигает нескольких актов распада в секунду. Таким образом, можно надежно зарегистрировать число атомов, равное 10//г, Для углерода С константа скорости рас- 

В 1940 г. американский химик Мартин Д. Ка1Лен (род. в 1913 г.) открыл необычный радиоактивный изотоп углерода - углерод-14. Некоторое количество этого изотопа образуется в атмосфере в результате бомбардировки азота космическими лучами. Это означает, что все живые существа, в том числе и мы, постоянно вдыхаем некоторое количество углерода-14, который потом попадает в ткани. Американский химик Уиллард Фрэнк Либби (род. в 1908 г.) предложил определять возраст археологических находок, исходя из содержания углерода-14. Аналогичный метод используется при определении возраста земной коры его определяют, исходя из содержания урана и свинца. Таким образом, химия пришла на помощь историкам и археологам. 

Углерод в природе встречается как в соединениях, так и в свободном состоянии (алмаз, графит, различные угли). Природный углерод как элемент состоит из двух изотопов (98,99%) и С - (1,11%)- Кроме того, существует радиоактивный изотоп С, который широко используется в научных исследованиях (см. 10, гл. И). 

Изотопы углерода. Природный углерод в основном состоит из двух стабильных изотопов (около 99 /) и С (около 1%). Кроме того, в атмосфере в очень малом количестве (2-10 процентов) содержится также радиоактивный изотоп С. 

Искусственно получен ряд радиоактивных изотопов углерода, из которых отметим два С (т = 20,5 мин) и С (Тп = 5600 лет). 

С помощью радиоактивных изотопов углерода изучают реакции, протекающие между органическими веществами, а также проводят обширные исследования в области биологии и сельского хозяйства. Изучается фотосинтез, являющийся одним из наиболее сложных биологических процессов, с целью найти пути управления им. Это способствовало бы повышению урожайности сельскохозяйственных культур. 

Углерод имеет два устойчивых изотопа С (98,892%) и С (1,108%). Очень важен радиоактивный изотоп углерода С, испускающий р-лучи (электроны) с периодом полураспада Т д = 5570 лет. С помощью радиоуглеродного анализа путем определения концентрации изотопа С ученые смогли довольно точно датировать возраст углеродсодержащих пород, археологических и палеонтологических находок, геологических событий. 

Электронный распад (Р-распад) является основным типом распада ядер с избытком нейтронов и приводит к образованию дочерних ядер той же массы, но с зарядом ядра, увеличенным на единицу. Это видно на примере р-распада радиоактивного изотопа углерода  

Природный углерод как элемент состоит из двух изотопов С (98, 892 %) и (1,108 %). Кроме того, в атмосфере обнаружены незначительные примеси радиоактивного изотопа С, который получают искусственным путем и широко применяют в научных исследованиях. 

Распространение в природе. Природный углерод состоит из двух стабильных изотопов, % (мае.) 98,9 1,1. Кроме того, получены радиоактивные изотопы с Р-излучением (период полураспада 5600 лет) и С (период полураспада 20 мин), которые используют как радиоактивные индикаторы. 

Большое практическое применение находит радиоактивный изотоп углерода-14. Его получают при облучении азота нейтронами по реакции  

К работам, непосредственно интересующим металлургию, относится изучение первичной структуры стали с помощью радиоактивного изотопа свинца ThB Р ]. Известно, что в результате превращения в твердом состоянии первичная структура стали, кристаллизующейся из расплава, резко изменяется и не может быть определена обычными методами металлографии. В сталь, расплавленную в атмосфере водорода, вводили небольшое количество ThB (около 1 10 вес. /о) и после охлаждения устанавливали его распределение в металле радиографическим методом. Сущность последнего заключается в том, что исследуемый образец прижимается отшлифованной поверхностью к фотопластинке, которая через определенное время проявляется. Места фотопластинки, находившиеся под действием радиоактивного излучения, оказываются потемневшими. По интенсивности потемнения и местоположению потемнений на радиограмме можно судить о распределении радиоактивного элемента в образце [ 84,1 , isij Установлено, что первичные кристаллы стали почти не содержат ThB (на радиограмме они дают светлые отпечатки). Изотоп свинца выделяется из расплава только к концу затвердевания слитка, концентрируясь в эвтектике по границам зерен и в тончайших неметаллических включениях. На распределение ThB в железе влияет наличие других примесей. Так, в электролитическом железе он распределяется равномерно в кристаллах у-же-леза. Однако в присутствии FeS радиоактивный элемент концентрируется в эвтектике, выделяясь на границе зерен первичных кристаллов. В стали с 0.19 /о углерода радиоактивный изотоп свинца выделяется на поверхности первичных кристаллов твердого раствора углерода в железе. Это позволяет выявить по радиограмме первичную структуру стали. При увеличении содержания углерода в металле ThB собирается в эвтектике цементит - кристаллы насыщенного твердого раствора углерода в железе. 

Первый метод, испольэоваппый Кальвином, - метод радиоактивного углерода. Радиоактивные изотопы по химическим свойствам практически не отличаются ог стабильных. ПриЕсимая участие в реак-адях, они как бы помечают те соединения, в которые входят. Ско- 

Стабильные и нестабильные (радиоактивные) изотопы часто применяются в органической химии. Этими изотопами элемеитоа, в особенности изотопами водорода, углерода, кислорода, азота, фосфора и т. д., пользуются при исследовательских работах в органической и биологической химии для того, чтобы охарактеризовать или, как говорят, отметить (по-английски - label) определенные атомы органических молекул и таким путем с точностью проследить судьбу этих атомов ири химических и биологических превращениях соответствующих веществ. 

При помощи меченого соединения углеводородов можно составить правильное представление об определенных иревраще-ниях, происходящих с углеводородами, о механизме и химизме первичных и вторичных реакций каталитического крекинга, каталитической ароматизации и других процессах термического и каталитического превращения сырья. Например, для изучения вторичных реакций, связанных с изменением углеводородного скелета, широко применяется радиоактивный изотоп углерода i4, имеющий большой период полураспада . 

Для обнаружения течи используют также радиоактивные пзотопы, например, изотоп С, содержащийся в оксиде углерода. Применение изотопов позволяет судить о разгерметизации системы по изменению степени ионизации воздуха вблизи нее. 

По содержанию 42 в растительных остатках судят об их возрасте. Получены также радиоактивные изотопы с массовыми числами от 10 до 16. В земной коре углерод находится в составе карбонатных минералов (прежде всего СаСОз и Mg Oз), каменного угля, нефти, а также в виде графита и реже алмаза. Углерод - главная составная часть животного и растительного мира. 

СКАНДИЙ (S andium, от названия Скандинавия) S - химический элемент П1 группы 4-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 21, ат. м. 44,9559. С. имеет один стабильный изотоп, известны 10 радиоактивных изотопов. Существование С. было предсказано Д. И. Менделеевым в 1870 г. Он подробно описал свойства С. и условно назвал его экабором. В 1879 г. С. был открыт шведским ученым Нильсоном в минерале гадолините, впервые найденном в Скандинавии. Содержится С. во многих минералах как примесь. С.- серебристый металл с характерным желтым отливом, т. пл. 1539° С. С. химически активен, при обычных условиях реагирует с кислородом, а при нагревании с водородом, азотом, углеродом, кремнием и т. п. растворяется в минеральных кислотах в соединениях С. проявляет степень окисления +3. С. извле-каЕот при переработке уранового, вольфрамового, оловянного сырья, также из отходов производства чугуна. С. применяют в виде сплавов для изготовления ферритов с малой индукцией (лля быстродействующих вычисл тельыых машин), 

Радиоактивный углерод бС широко используется как меченый атом при изучении многих биохимических, химических и физических процессов. Особенно пн-тересно применение радиоактивного углерода бС для определения возраста предметов органического происхождения. (Этот метод был разработан американским физиком В. Либби, за что он был удостоен звания лауреата Нобелевской премии.) Либби было показано, что радиоактивный изотоп углерода образуется в верхних слоях земной атмосферы.при реакции атомов азота tN- с нейтронами, входящими в состав космических лучей. 

Из радиоактивных изотопов углерода большое значение имеет (5 -ра-диоактивиый с периодом полураспада 5600 лет. В воздухе он образуется по ядерной реакции между изотопом азота и нейтроном (Н Н- 1п = С + + 1Н) и с кислородом образует 1 002. Содержание в воздухе радиоактивной двуокиси углерода строго определенно. Участвуя вместе с обычными молекулами 1 С0з биологическом круговороте, она ассимилируется растениями, вследствие чего они обладают, пока они на корню, определенной интенсивностью радиоактивности. Если растение выходит из биологического цикла, то интенсивность радиоактивности постепенно падает через 5600 лет интенсивность снижается в 2 раза. В археологии используют это свойство для определения возраста изделий из дерева, находимых при раскопках.    

Углерод представляет собой смесь двух стабильных изотопов с массами 12 и 13 и одного радиоактивного изотопа с массой 14. Последний используется в геологии для определения возраста молодых четвертичных образований и в археологии (см. Метод радиоуглеродный). Вариации в соотношениях стабильных изотопов углерода в природных образованиях достигают 12%. Изменения изотопного состава углерода используются в геологии для решения вопросов, касающихся источника рудообразующих растворов и генезиса м-лов, г. п. и руд. Исследования изотопного состава С дают важные сведения для изучения генезиса м-ний нефти, газа, самородной S, для разработки геохим. методов поисков этих м-ний, для реконструкции условий осадконакопления в древних бассейнах и др. Данные по изотопному анализу углерода позволили обосновать предположение о глубинном происхождении алмазов и карбонатитов, о наличии графитов, образовавшихся из орг. вещества и из карбонатов, об орг. происхождении некоторых урановых м-лов и др. Разделение изотопов углерода в природных условиях вызывается изотопно-обменными реакциями, приводящими к преимущественному накоплению тяжелого изотопа С 13 в карбонатах, и биологическими процессами, в т. ч. фотосинтезом, в результате которых легким изотопом С 12 обогащается орг. вещество растительного и животного происхождения. Изотопный состав углерода морских осадков и карбонатных осад. п. изменяется в пределах δ С 13 от + 0,5 до - 0,3%; в алмазах, карбонатитах, ювенильной углекислоте - от - 0,32 до -0,94% ; в орг. веществе морских и пресноводных отл., угле и нефти - от -2,3 до -3,2%. δ С 13 показывает разницу в изотопном составе образца и стандарта. Знак “минус” указывает на то, что образец содер. меньше С 13 , чем стандарт, что он легче стандарта, знак “плюс”-тяжелее стандарта. За стандарт принят изотопный состав углерода из мелового белемнита с отношением С 12 /С 13 равным 88,89. М. Н. Голубкина.

• - атомы одного и того же хим. элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов...

  Словарь микробиологии

• -  ...

  Физическая энциклопедия

• - разновидности атомов одного и того же хим. элемента, атомные ядра к-рых содержат одинаковое число протонов и разл. число нейтронов. И. наз. также ядра таких атомов...

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - разновидности химического элемента, в ядре атомов которых одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Различают И. устойчивые и радиоактивные...

  Словарь военных терминов

• - элементы с одинаковым порядковым номером, но с разной атомной массой. Большинство радиоактивных изотопов, важных для экологии, обладают энергией от 0,1 до 5 Мэв...

  Экологический словарь

• - одинаковые местоположения с равноценными почвообразующими и подстилающими горными породами в различных ландшафтных зонах...

  Экологический словарь

• - различия в отношении О18/О16 могут быть использованы для решения ряда геол. задач. Дисперсия изотопного состава кислорода в природных образованиях достигает 4-5%...

  Геологическая энциклопедия

• - природный свинец представляет собой смесь четырех стабильных изотопов с массами 204, 206, 207 и 208. Полагают, что первый из них нерадиогенного происхождения, так как он не накапливается с течением времени...

  Геологическая энциклопедия

• - в природных образованиях изотопный состав серы непостоянен и изменяется в/пределах до 11%. Разделение серы вызывается гл. обр. биогенными процессами и изотопно-обменными реакциями...

  Геологическая энциклопедия

• - разновидности одного химического элемента, занимающие одно место в Периодической системе элементов и идентичные по химическим свойствам, но разные по массе атомов и некоторым физическим свойствам...

  Энциклопедический словарь по металлургии

• - разновидности одного химического элемента, занимающие одно место в периодической системе элементов Менделеева, но отличающиеся массами атомов...

  Большая Советская энциклопедия

• - разновидности химических элементов, у которых ядра атомов отличаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов...

  Современная энциклопедия

• - разновидности химических элементов, у которых ядра атомов отличаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе элементов...

  Большой энциклопедический словарь

• - изото́пы мн. Разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся атомной массой...

  Толковый словарь Ефремовой

• - изот"опы, -ов, ед. ч. -т"...

  Русский орфографический словарь

• - изото́пы атомы одного и того же хим. элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов...

  Словарь иностранных слов русского языка

"ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА В ГЕОЛОГИИ" в книгах

Круговорот углерода в природе

автора Бетина Владимир

Круговорот углерода в природе

Из книги Путешествие в страну микробов автора Бетина Владимир

Круговорот углерода в природе Мы уже знаем, что в процессе фотосинтеза растения поглощают из атмосферы углекислый газ и из него и воды при обязательном участии световой энергии вырабатывают сахара. Дальнейшая судьба полученных сахаров может быть различной. В клубнях

Барокамеры, изотопы и смертельное облучение

Из книги автора

Барокамеры, изотопы и смертельное облучение В России принято богатым людям бросать вдогонку: «От сумы да от тюрьмы не зарекайся!» Мало ли чем для кого-то обернутся «медные трубы»! Так уж лучше подать случайному прохожему. Вдруг именно оно, его веское слово, поможет

Сероуглерод (дисульфид углерода)

Из книги Наркотики и яды [Психоделики и токсические вещества, ядовитые животные и растения] автора Петров Василий Иванович

Сероуглерод (дисульфид углерода) Сероуглерод широко распространен как растворитель, экстрагент в химической промышленности, сельском хозяйстве (пестицид).Бесцветная, легко летучая жидкость, медленно разлагается на свету. Пары в 2,6 раза тяжелее воздуха. Может

12. Изотопы

Из книги Химия автора Данина Татьяна

12. Изотопы Расположение химических элементов в виде таблицы нельзя рассматривать в качестве идеального варианта их классификации.Возьмем, к примеру, такое явление, как существование изотопов. С современной точки зрения, изотопы – это разновидности химических

Из книги 3. Диалектика природы и естествознания автора

1. Объект и предмет геологии. Основные этапы развития научного знания в геологии

Из книги Диалектика природы и естествознания автора Константинов Федор Васильевич

1. Объект и предмет геологии. Основные этапы развития научного знания в геологии Взаимоотношение диалектики природы и познавательного процесса обусловлено внутренними связями, определяющими исторический процесс развития научного знания. Это доказал Ф. Энгельс,

Тип углерода

Из книги Философский камень гомеопатии автора Симеонова Наталья Константиновна

Тип углерода Карбонический тип наиболее часто встречается среди пациентов, что не случайно. Углерод - это центральный элемент органической жизни, и все вещества делятся на органические и неорганические в зависимости от наличия или отсутствия в их составе углерода.

2. Электрохимия углерода

Из книги Физическая химия: конспект лекций автора Из книги Большая Советская Энциклопедия (УГ) автора БСЭ

Углерода окись

Из книги Большая Советская Энциклопедия (УГ) автора БСЭ

Стабильные изотопы – на службе здоровья

Из книги Литературная Газета 6435 (№ 42 2013) автора Литературная Газета

Стабильные изотопы – на службе здоровья Что такое изотопы При изучении свойств радиоактивных элементов было обнаружено, что у одного и того же химического элемента можно встретить атомы с различной массой ядра. Заряд ядра при этом они имеют одинаковый, то есть это не