1. Где се у природи може наћи угљеник? – Угљеник је широко распрострањен у природи (угаљ, дрво, нафта, земни гас, биљке, жива бића, у ваздуху...). 2. Која једињења угљеника знаш? - Угљендиоксид, CO2, угљенмоноксид, CO, угљена киселина, H2CO3. 3. Да ли су протеини и шећери изграђени од угљеника? – Угљеник гради на милионе једињења зато је тако широко распрострањен у природи. 4. Шта су биогени елементи? – Биогени елементи су елементи који улазе у састав живог света. 5. Који неметали су биогени елементи? – Угљеник, кисеоник, водоник, азот, сумпор и фосфор. 6. У којој групи ПСЕ се налази угљеник? – Угљеник се налази у IVа групи. 7. Колико валентних електрона има у атому угљеника? – 4. 8. Према томе, колико једноструких ковалентних веза може да гради угљеник? – 4.
Својства атома угљеника и органских једињења
1. Угљеник је у органским једињењима четворовалентан. 2. Угљеник може да гради отворене и затворене низове. 3. Угљеник може да гради једноструке, двоструке и троструке везе.
Најједноставнији органски молекул је метан. Формулу метана можемо приказати на следећи начин: Н │ Н – С – Н │ Н Два атома угљеника могу се повезивати на следећи начин:
│ │ - С - С- │ │ Када су повезана три угљеникова атома једноструким ковалентним везама број могућих структура се повећава:
│ │ │ - С – С – С - │ │ │
\ ̸ С ∕ \ ̶ С ̶ С ̶ ̸ \
Ако је број С-атома, који се везују, повећана на четири, још увек су везе између њих само једноструке ковалентне везе и могуће је направити још више комбинација:
│ │ │ │ - С – С – С – С - │ │ │ │
│ │ │ - С – С – С - │ │ │ - С - │
│ │ - С – С - │ │ - С – С - │ │
Будући да се угљеникови атоми међусобно могу повезивати једноструким, двоструким и троструким везама, број могућих структура се знатно повећава. Један угљеников атом може бити везан са другим атомима на један од четири следећа начина:
│ │ - С - ; = С = ; - С = ; - С ≡ │ Заједнички електронски парови су распоређени тако у простору да је размак између веза увек највећи. Угљеникова једињења су прво изолована из природних производа. Због тога се сматрало да је за њихово добијање потребна животна сила. Зато је ова област названа органска хемија. Прекретница у изучавању органских једињења била је синтеза урее. Ову синтезу урадио је Фридрих Велер. Он је из неорганског једињења добио органско једињење. Ради лакшег проучавања, једињења угљеника су подељена на органска и неорганска. Неорганска једињења смо проучавали. То су угљен-моноксид, угљен-диоксид, угљена киселина, карбонати... Органска једињења су много бројнија. Њих проучавају чак посебне гране хемије – органаска хемија и биохемија. Поставља се питање да ли постоји веза између органских и неорганских једињења? Да ли се органска једињења могу претворити у неорганска и, обратно, да ли се неорганска могу претворити у органска? Одговор је да. Овакви процеси се стално одигравају, чак и у овом моменту у нашем организму, у дворишту школе и свуда око нас. Процес фотосинтезе је процес у коме зелене биљке уз помоћ Сунчеве светлости из угљен-диоксида и воде и биљног пигмента хлорофила синтетишу сложена органска једињења – шећере. Зелене биљке у исхрани користи човек. Дакле, шећери унети у организам путем хране сложеним хемијским процесима се разлажу, тачније оксидују до угљен-диоксида и воде. Овај затворен процес представља процес кружења угљеника у природи.
Питања
1. Које су особине угљеника? 2. Напиши све формуле једињења која у себи имају 5 угљеникових атома? Како се могу повезати угљеникови атоми? 3. Наведи неки пример претварања органских једињења у неорганска и обратно?