Лекция (22) (Сборник презентаций лекций)

Химия элементов.Элементы жизни.Углерод. АзотХимия для психологов.Лекция 6.В.В.ЗагорскийАлмаз, графит, фуллереналмазCD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.http://www.iupac.org/didac/index.htmlГрафитовые рули в газовой струе РД (Фау-2)16 Главный клапангорючего.17 Камера сгорания.Тяга 25 000 кгс.18 Главный клапан жидкогокислорода.19 Графитовый газовыйруль (4 шт.).20 Аэродинамический руль(4 шт.).21 Антенна.Немецкая ракета А-4 («Фау-2») http://bob-pot.narod.ru/rabt.htmhttp://deutschewaffe.narod.ru/v2.htmФуллерен-60 (футболен)В соответствии с правилами IUPAC фуллерен C60 получил название:гентриаконтацикло-[29.29.0.02,14.

03,12.04,59.05,10. 06,58.07,55.08,53.09,21.011,20.013,18. 015,30.016,28.017,25. 019,24.022,52.023,50.026,49.027,47.029,45. 032,44.033,60.034,57. 035,43.036,56.037,41.038,54.039,51.040,48. 042,46]-гексаконта- 1,3,5(10),6,8,11, 13(18),14,16,19,21,23,25,27,29(45), 30,32(44),33,35(43), 36,38(54),39(51), 40(48),41,46,49,52,55,57,59- триаконтаен.Сидоров Л.Н., Макеев Ю.А. СОЖ, №5, 2000http://www.issep.rssi.ru/pdf/0005_021.pdfРазные фуллереныС540“Activated Carbon” vivovoco.rsl.ruНанотрубкиЧ.Пул, Ф.Оуэнс Нанотехнологии.

М., 2004. - 328 с.Графен и его открывателиВыходцы из России получили Нобелевскую премию по физике (2010) за графенСтруктура графена.Расстояние между атомами- 0,142 нанометра. Графенпоглощает 2,3 процентапроходящего через негосветаКонстантин Сергеевич Новоселов родилсяв 1974 году в Нижнем Тагиле.Андрей Константинович Гейм родился в1958 году в Сочи. Оба –выпускники МФТИГейм и Новоселов отклеивали хлопьяот графита при помощи скотча, послечего переносили их на специальнуюподложку. В 2004 году в Scienceпоявилась статья физиков про графен.http://lenta.ru/articles/2010/10/05/graphene/http://www.gazeta.ru/science/2006/04/20_a_595774.shtmlИзготовление нанотрубокСхема изготовления нанотрубок:1—CH42—печь3—катализатор4—CH4+H2Нанотрубкиdxdt.ruperst.isssph.kiae.ruНанотрубки. Дисплеи XXI векаhttp://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/NATURE/11_00/NANOTUBE.HTMSaito Y., Uemura S., Hamaguchi K.

// Jpn. J. Appl. Phys. 1998. V.37. L346-350.Схема заполнения электронами внешнегоуровня элементов 1-го и 2-го периодовСимметрия атома углеродаМодели химических связей углеродагибридизация (Лайнус Полинг, Общая химия, 1970 (рус. 1974)Многообразие связей углеродаСоединения углерода. КарбидыКарбид кальция:CaO + 3 C = CaC2 + CO∆H0 = +462 кДжCaC2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + C2H2В технике применяют карбиды титана TiC,вольфрама W2C (твердые сплавы),кремния SiC (карборунд – в качестве абразиваи материала для нагревателей).Сверла на основе «победита»(80-87% вольфрама, 6-15% кобальта, 5-7% углерода )http://www.gvozdik.ru/analit/1127.htmlНеорганические соединения углеродас азотом и кислородомЦианамид кальция:CaC2 + N2 = CaCN2 + C∆H0 = - 301 кДж[Ca2+] [-N=C=N-]Получение цианидов:Na2CO3 + 2 NH3 + 3 CO = 2NaCN + 2H2O + H2 + 2 CO2содааммиак угарныйгаз∆H0 = +121 кДжНеорганические соединения углеродас азотом и кислородомЭлектронное строение цианид-аниона аналогичнооксиду углерода (II) и азоту (изоэлектронные частицы)::C≡O:[:C≡N:]–Цианиды и угарный газ ядовитыЦианиды (0,1-0,2%-ный раствор) применяют при добыче золота:2 Au + 4 KCN + H2O + 0,5O2 = 2 K[Au(CN)2] + 2 KOHУгольная кислотаH2CO3 ↔ H+ + HCO3- К1 = 1,3*10-4HCO3- ↔ H+ + CO32- К2 = 5*10-11Противодействие парниковому эффектуCaCO3(тв.) + CO2 + H2O ↔ Ca2+ + 2 HCO3Бульки СО2Мертвыекораллыhttp://www.noaa.gov/features/economic/images/acroporareef.jpgПарниковый эффектCD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.http://www.iupac.org/didac/index.htmlСталактиты и сталагмитыCa(HCO3)2 ↔ CaCO3 + CO2 + H2Oфото Е.А.МенделеевойБольшая Азишская пещераСталактиты под ГЗ МГУhttp://komandir.livejournal.com/65079.htmlИзвестковые натеки под МосковскимуниверситетомВесной 1974 г.

студентами геологического факультетаМГУ В. О. Источниковым, А. П. Пацекиным и автором(Н. Г. Максимович) в одном из подвальных помещенийглавного здания Московского университета на Ленинскихгорах были обнаружены значительные количестваразнообразных карбонатных сталактитов.…Возраст сталактитов и сталагмитов не превышает 21год, так как строительство Московского университета былозакончено в 1953 г. Наибольшая длина сталактитов 40,5см. Значит наибольшая скорость роста не менее 2 см/год.http://nsi.psu.ru/labs/gtp/stat/002/ng_002.htmlХимия углерода – органическая химияОрганические соединения – это углеводородыи их производныеМодели молекул метана СН4, этана С2Н6, пентана С5Н12Метан CH4, хлорметан CH3Cl,метиловый спирт CH3OH, метиламин CH3NH2Особенности изображения молекулв органической химииHHБензолС6Н6HCHCCCCCHHПентанС5Н12СН3-СН2-СН2-СН2-СН3Азот – «безжизненный» элемент жизниКруговорот азота в природеОбщая химия.

Биофизическая химия.Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов/Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др. –2-е изд. – М., 2000Биологическая фиксация азотаКлубеньковые бактериина корнях клевера лугового (Trifolium pratense L.)Препарат изготовила Волкова Евгения, июль 2007, ЛШ «Химера»Биологическая фиксация азотаТемкин О.Н. Химия молекулярного азотаСОЖ 1997 (т. 3), № 10(23)http://journal.issep.rssi.ru/articles/pdf/9710_098.pdfСинтез аммиака. Колонны-реакторыN2 + 3 H2 == 2 NH3 + 92 кДжhttp://www.azot.lg.ua/galery/Аммиак и ион аммонияNH3 + HCl ↔ NH4Clhttp://www.marstu.mari.ru:8101/mmlab/home/CHEM/www/chaptr02/topic3/default.htmИонизация азота и взаимодействие с рецептором.Адреналин и норадреналинOHOHHOCHCH2CH 3HO2NHNHHOCHCH2HOИлл.

из книгиХимия и Общество, “Мир”, 1995, с.482Ионизация азота и взаимодействие с рецептором.МорфинБензольное кольцо морфина устраивается в плоской области рецептора, а соседние сбензольным кольцом углеродные атомы находятся на таком расстоянии и имеют такуюориентацию, что они великолепно укладываются в углубление. За углублениемнаходится отрицательно заряженная группа, которая может притягивать положительнозаряженный атом азота. Благодаря такому высокому соответствию их форм молекуламорфина связывается с рецептором очень прочно и блокирует его функции.П.Эткинс "Молекулы", перевод с англ., издательство "Мир", 1991http://kverta.narod.ru/chem/morfi.htmЭнкефалины и морфинМорфин как аналог метионинэнкефалина (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met )CD: IUPAC DIDAC project - 2003 Agfa-Gevaert N.V.Серотонин и аналогиТриптофан (Try)ПсилоцибинСеротонин (5-окситриптамин)Ну хватит уже…Про рецепторы…Добыча алмазов в Якутии (Мирный)Детонационныйсинтез наноалмазовНаноалмазыдетонационногосинтеза(НАДС)В.Даниленко, 1963 г.Время синтеза0.3 мкс !Взрыв гексолита,р= 20 гПа, Т`~3200KАлмазная шихтана стенкахреактора[(СН2N)(NO)]3+C7H5(NO)3Из презентации Коробова М.В.Научные основыУстановка для детонационного синтезаВзрыв смеси тротила (TNT) и гексогена (RDX)в отсутствии кислорода (3200К, 20ГПа)Аморфный углероди графитПримеси металлов,их оксиды и карбидыАгломераты и агрегатыпервичных частиц НАИз презентации Коробова М.В.Подарок к 8 марта: Кристаллики - синтетические алмазы, в общейсложности около карата.

Ампулка - кварц, висюлька - серебряная.Клеточка - 1 см.Изготовлены методом высокого давления и высокой температуры(HPHT method) - все желтенькие из-за примеси азота (тысячныедоли процента).www.forumlocal.ru (zone, самоделки)Получение и свойства ацетилена C2H2-ttV1-genCaC2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + C2H20:41Реакция СO2 с гидроксидом кальция CaHCO3-08-ttV1 0:40CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + H2OCaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2NH3 + HCl = NH4ClNH4Cl-tV1 0:32NH4Cl = NH3 + HClNH4Clv-tV1 0 :52«Легкий» дым на сцене.