Номер 8, страница 77 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

8. Напишите досье на неметалл (серу, кислород, фосфор, углерод и др.) по плану: происхождение названия, история открытия, строение атома, роль в природе и жизни человека.

Происхождение названия

Русское название «углерод» происходит от слов «уголь» и «рождать», то есть «рождающий уголь». Это название было предложено русским учёным М. В. Ломоносовым. Латинское название элемента — Carboneum — происходит от древнего слова carbo, что означает «уголь». От этого корня образованы названия углерода во многих европейских языках, например, английское carbon, французское carbone, немецкое Karbon.

Ответ: Название «углерод» происходит от слов «уголь» и «рождать», а его международное название Carboneum — от латинского слова «уголь» (carbo).

История открытия

Углерод в виде угля, сажи и древесного угля известен человечеству с глубокой древности. Однако то, что алмаз и графит также являются формами углерода, было установлено гораздо позже. В 1772 году французский учёный Антуан Лавуазье экспериментально доказал, что алмаз является одной из форм углерода, сжигая его и получая углекислый газ. Позже, в 1779 году, шведский химик Карл Шееле показал, что графит при сгорании также образует углекислый газ. В 1789 году Лавуазье включил углерод в список простых веществ в своём «Элементарном курсе химии». В XX и XXI веках были открыты новые аллотропные модификации углерода: фуллерены, углеродные нанотрубки и графен.

Ответ: Углерод известен с древности, но как химический элемент был признан в конце XVIII века благодаря работам А. Лавуазье, который доказал, что алмаз и уголь состоят из одного и того же элемента.

Строение атома

Углерод — химический элемент 14-й группы (по старой классификации — IV группы главной подгруппы), 2-го периода периодической системы Д. И. Менделеева. Его химический символ — C, атомный номер — 6. Атомная масса составляет приблизительно 12,011 а.е.м.
Атом углерода состоит из ядра, содержащего 6 протонов и, в наиболее распространённом изотопе углерод-12 ($^{12}\text{C}$), 6 нейтронов, а также 6 электронов, вращающихся вокруг ядра. Электронная конфигурация атома углерода: $1s^2 2s^2 2p^2$. На внешнем электронном слое находятся 4 валентных электрона, что позволяет атому углерода образовывать до четырёх ковалентных связей. Эта особенность, а также способность атомов углерода соединяться друг с другом в длинные и разветвлённые цепи (катионация), лежит в основе всего многообразия органических соединений.

Ответ: Атом углерода имеет порядковый номер 6, содержит 6 протонов и 6 электронов. Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^2$. Наличие 4 валентных электронов определяет его способность образовывать четыре ковалентные связи и лежать в основе органической химии.

Роль в природе и жизни человека

Углерод является основой жизни на Земле. Он входит в состав всех органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Углерод участвует в глобальном круговороте веществ в природе, известном как углеродный цикл. В атмосфере он присутствует в виде углекислого газа ($CO_2$), который используется растениями в процессе фотосинтеза для создания органических соединений. В земной коре углерод содержится в виде карбонатов (известняк, мрамор), а также в горючих ископаемых (уголь, нефть, природный газ).
В жизни человека углерод играет ключевую роль. Горючие ископаемые на его основе — главный источник энергии. Из углеродсодержащего сырья получают пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лекарства и множество других материалов. Аллотропные модификации углерода имеют широкое применение: алмазы — в ювелирном деле и промышленности (резка, шлифовка), графит — в производстве карандашей, электродов и смазок. Радиоактивный изотоп углерод-14 ($^{14}\text{C}$) используется для радиоуглеродного анализа, позволяющего определять возраст археологических находок.

Ответ: Углерод — основа всех органических молекул и жизни на Земле. Он играет центральную роль в углеродном цикле. Для человека углерод является основным источником энергии (ископаемое топливо), сырьём для химической промышленности и материалом для различных применений (алмаз, графит).