Углерод и его значение в природе

Круговорот углерода в природе

Важную роль в жизнедеятельности живых организмов играет круговорот углерода в природе. Углерод входит в состав всех органических веществ и участвует в большинстве химических и физических процессов планеты.

Общее описание

Углерод – шестой элемент периодической таблицы Менделеева с относительной атомной массой 12. Углерод находится в четвертой группе и проявляет постоянную валентность IV. Это активное вещество, вступающее в реакцию с металлами, неметаллами, оксидами, кислотами.

В природе встречается в виде твёрдых веществ в составе горных пород. Элемент имеет несколько аллотропных модификаций – графит, алмаз, сажа, уголь. Большая часть газообразного углерода находится в атмосфере. Соединяясь с кислородом, образует угарный и углекислый газы.

Угарный газ (СО) – ядовитое вещество без цвета, запаха, вкуса. Соединяясь с гемоглобином крови, нарушает клеточное дыхание, что приводит к удушению.

Значение углерода

Углерод входит в состав угольной кислоты (H₂CO₃), соды (Na₂CO₃), всех органических соединений. Это один из жизненно важных элементов. Углерод участвует в процессах дыхания, синтеза веществ, энергетического обмена.

В живых организмах элемент содержат:

• ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота);
• нуклеиновые кислоты;
• аминокислоты;
• АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии;
• липиды и жирные кислоты.

Благодаря четырём валентным электронам атом углерода способен образовывать четыре связи с атомами различных элементов. Именно этим объясняется распространённость элемента в природе в составе сложных веществ.

Круговорот

Краткая схема круговорота углерода в природе:

• углекислый газ используется растениями для фотосинтеза;
• продуктом фотосинтеза являются органические вещества, в частности углеводы;
• углерод попадает в тело травоядных животных, затем – хищников;
• обратно элемент возвращается в природу при дыхании животных и после их смерти в результате гниения (осуществляют бактерии, грибы).

Общее количество углерода в природе можно разделить на четыре части:

• оставшийся в составе клеток растения;
• находящийся в животных клетках;
• высвободившийся в атмосферу при дыхании или сжигании топлива;
• отложившийся в грунте, куда попадает в результате разложения.

Углекислый газ (СО₂) является конечным продуктом метаболизма. Он образуется в процессе дыхания и полного распада углеводов, жиров, аминокислот. Из клетки с током крови углекислый газ попадает в лёгкие, а оттуда – в атмосферу при внешнем дыхании.

Углекислый газ – продукт не только жизнедеятельности живых организмов. Газ образуется при сжигании органического топлива – нефти, природного газа, древесины, угля. При попадании углекислого газа в атмосферу круговорот элемента начинается заново.

Углерод накапливается в земной коре или на дне океана в виде горных пород или донных отложений. Именно так образуются каменный уголь, нефть, графит, алмаз.

Что мы узнали?

Углерод – жизненно важный элемент, участвующий в круговороте веществ в природе. Углерод в составе углекислого газа поглощают растения в процессе фотосинтеза и преобразуют в органические вещества, которые служат пищей для травоядных животных. Используя других животных в качестве пищи, хищники получают углерод в составе органических веществ. Обратно в природу углерод попадает при дыхании (выделяется в виде углекислого газа) и при гниении органических тканей.

Источник

Углерод в природе

На нашей планете есть различные газы и элементы, необходимые для жизни. Количество этих элементов и газов зависит от функции каждого из них и деятельности, происходящей во всем мире. Сегодня мы поговорим о углерод в природе. Углерод можно найти в различных сценариях развития нашей планеты, таких как нефть, графит, алмаз и другие. Это химический элемент, который занимает шестое место в периодической таблице и не является металлическим.

В этой статье мы расскажем вам обо всех характеристиках и важности углерода в природе.

Características principales

Углерод — четырехвалентный химический элемент. Это означает, что он ускользает от установления 4 химических связей общих электронов или ковалентных связей. Это элемент, которого больше всего в земной коре. Его изобилие заключается в его разнообразии. Это потому, что он существует при образовании органических соединений и обладает исключительной способностью образовывать полимеры при температурах, обычно встречающихся на нашей планете. Таким образом, он служит элементом всех известных форм жизни.

Углерод встречается в природе как химический элемент, который не сочетается с другими формами. По большей части он сочетается с химическими соединениями углерода, такими как карбонат кальция и другими соединениями нефти и природного газа. Его также можно найти в форме различных минералов, таких как уголь, лигнит и торф. Наибольшее значение углерода в том, что он присутствует во всех живых организмах.

Где в природе находится углерод?

Как мы упоминали ранее, углерод в природе присутствует во всех формах жизни и присутствует в целых кристаллических формах: алмаз, графит и фуллерен. Мы также можем видеть другие аморфные минеральные формы с углем, такие как лигнит, уголь, торф и жидкие формы, такие как нефть и газообразные разновидности, такие как природный газ. Мы собираемся перечислить каждого из них и охарактеризовать их.

Кристаллические формы

• Графит: Это твердое вещество черного цвета с термостойким металлическим блеском. Он имеет кристаллическую структуру, состоящую из атомов углерода, связанных гексагональными связями. Эти атомы соединены в листы.
• Бриллиант: это очень жесткий звук, способный пропускать свет. Атомы углерода в алмазе соединены тетраэдрическим образом.
• Фуллерены: они представляют собой молекулярные формы углерода, которые образуют кластеры с множеством атомов, а некоторые из них имеют сферическую форму, похожую на футбольные мячи.

Аморфные формы

В этом случае атомы углерода не объединяются или образуют нерегулярную упорядоченную структуру. В них, как правило, довольно много примесей и других элементов. Разберем, что это такое:

• Антрацит: Это самый старый из существующих метаморфических угольных минералов. Его происхождение восходит к модификации горных пород, вызванной как температурой, давлением, так и химическим воздействием жидкостей в природе. В основном они сформировались в каменноугольный период.
• Каменный уголь: это минеральный уголь, образованный в осадочной породе органического происхождения. Образование произошло в палеозое и имеет черный цвет. В нем высокое содержание битумных веществ.
• Лигнит: Это минеральный ископаемый уголь, который образуется из торфа при сжатии под высоким давлением.
• Торф: Это материал органического происхождения, пришедший из четвертичного периода и намного более поздний, чем предыдущие угли. Обычно он имеет коричневато-желтый цвет и губчатую массу с низкой плотностью. Он происходит из растительных остатков.
• Нефть и природный газ: Это самое известное ископаемое топливо на планете. Они состоят из смеси органических веществ, большинство из которых составляют углеводороды. Эти углеводороды образуются в результате анаэробного бактериального разложения органических веществ. По этой причине его формирование происходит в недрах на больших глубинах и в особых физико-химических условиях. Это процесс, который длился миллионы лет.

Биогеохимический цикл углерода в природе

Углеродный цикл — это особый и важный процесс для жизни на нашей планете. Речь идет об обмене этим газом по всей планете. Можно обменять между биосфера, атмосфера, литосфера и гидросфера. Знание этого циклического углеродного процесса — вот что помогает нам продемонстрировать действия человека в этом типе цикла. Вот почему у нас есть актуальная иберийская информация о действиях людей в отношении глобального изменения климата.

И это то, что углерод может циркулировать между океанами и остальными водоемами. Он также может циркулировать между недрами, землей, атмосферой и биосферой. Участвует в таких процессах, как фотосинтез, при котором растения улавливают углерод, содержащийся в атмосфере, для производства кислорода посредством химической реакции. Этот фотосинтез позволяет углекислому газу и воде посредством солнечной энергии и хлорофиллу, производимому растениями, производить углеводы или сахара.. Кислород является побочным продуктом этих реакций.

Углерод а также присутствует в естественных процессах, таких как дыхание и разложение. Эти биологические процессы ответственны за выброс углерода в окружающую среду в виде диоксида углерода или метана. Метан будет всегда, когда происходит разложение в отсутствие кислорода.

Углерод в природе играет фундаментальную роль в геологических процессах. Эти геологические процессы происходят с течением времени. Именно здесь углерод посредством анаэробного разложения может быть преобразован в ископаемое топливо, такое как нефть, природный газ и уголь. Кроме того, этот углерод может входить в состав других минералов и горных пород.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о важности углерода в природе.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Полный путь к статье: Сетевая метеорология » Метеорология » Наука » Углерод в природе

Источник