Углерод — это химический элемент, который существует во множестве форм, или так называемых аллотропных модификаций. Эти простые вещества одного и того же элемента имеют самые разнообразные свойства и различное строение, например, древесный уголь, графит или драгоценный алмаз. Больше познавательного об этом элементе расскажут факты об углероде.
Еще в глубокой древности применяли способность углерода восстанавливать металлы из руд и «известей» и использовали этот элемент для выплавки металлов.
Впервые углерод был признан элементарным веществом благодаря химику и естествоиспытателю Антуану Лавуазье. В конце XVIII века углерод (carbone) и получил такое название, хотя до этого его называли «чистым углем».
Свободный углерод первым получил английский химик Смитсон Теннант в 1791 году. В результате своего эксперимента он пропустил пары фосфора над прокаленным мелом и получил фосфат кальция и углерод.
Как уже упоминалось, углерод может существовать в нескольких формах, и одна из них — алмаз. К тому, что алмазы являются кристаллическим углеродом, первым пришел тот же Лавуазье, поставив опыт по сжиганию алмаза с помощью большой зажигательной машины. В то же время о том, что алмазы при сильном нагреве сгорают без следа, было известно давно. Например, в высшем свете в середине XVIII века был весьма популярен опыт по сжиганию алмазов.
Другая форма свободного углерода, встречающая в природе, как и алмаз, — это графит. Когда-то алхимики считали его видоизмененным свинцом, но в 1740 году обнаружилось, что в графите нет каких-либо примесей свинца. В 1779 году графит считали особой минеральной формой угля, а через 20 лет был поставлен опыт по нагреванию алмаза, который превратился в графит, а после — в угольную кислоту.
Углерод при определенном внешнем давлении может переходить в жидкую форму, в форме карбина углерод представляет собой мелкокристаллический черный порошок, а в соединении водородом, например, углерод имеет форму газа (метан).
Графит переходит в форму алмаза при температуре 3000 К (ок. 2726,85 ºC) и давлении 11-12 ГПа.
В парообразном состоянии и в форме разных соединений с водородом и азотом углерод есть в атмосфере Солнца, планет, а также был найден в железных и каменных метеоритах.
Животные и растения примерно на 17% состоят из углерода, в организм человека этот элемент в объеме около 300 г в сутки поступает с пищей. Тело человека также содержит углерод, например, этот элемент составляет 2/3 массы мышечной ткани и 1/3 массы костей.
Углерод, попадая в окружающую среду в виде сажи в составе выхлопных газов, при сжигании угля и других промышленных работах, может изменять региональный климат, а также негативно влияет на здоровье людей, в особенности на верхние дыхательные пути и легкие. Токсическое действие природного углерода объясняется наличием в нем радиоактивного изотопа С-14 и его радиационного взаимодействия с бета-частицами.
