Téma II. P-prvky skupiny IV: uhlík, kremík, cín, olovo

1. Biologická úloha uhlíka a kremíka

Carbon.  Zvláštnosť uhlíkového atómu (rovnováha počtu valenčných orbitálov a počtu valenčných elektrónov, ich blízkosť k jadru a schopnosť vytvárať silné uhlíkové väzby) spôsobila, že uhlík bol základom mnohých organických zlúčenín. Z biologického hľadiska je uhlík organogénom číslo jedna. Podľa obsahu v ľudskom tele (21,15%), uhlík patrí do makroekonomických prvkov. Je súčasťou všetkých tkanív a buniek vo forme bielkovín, tukov, sacharidov, vitamínov, hormónov. Úloha uhlíka v procesoch biosyntézy organických látok je obrovská.

Cyklus uhlíka v prírode je spôsobený prechodom anorganického uhlíka na organický uhlík a naopak. V bunkách rastlín (chloroplastov) sa pri pôsobení slnečnej energie a chlorofylu syntetizujú organické látky:

6nCO2 + 5nH20 (C6H10O5) n + 6n02, DH\u003e 0

U ľudí a zvierat sa reverzný proces vyskytuje počas tkanivového dýchania:

(C6H10O5) n + 6nO2 * 6nCO2 + 5nH20, DH<0

Systém H 2 CO 3 -CHO 3 je hlavný pufrovací systém krvnej plazmy, ktorý zabezpečuje udržanie hemostázy na báze kyseliny (konštantná hodnota pH v krvi približne 7,4).

kremík je jedným z najbežnejších prvkov, ale pokiaľ ide o jeho obsah v ľudskom tele, patrí do nečistôt. Zároveň je to dôležitý (podstatný) prvok. Celkový počet dospelých obsahuje asi 1 g kremíka. Väčšina kremíka sa nachádza v spojivových tkanivách: steny aorty, priedušnice, väzy, kosti, koža (najmä v epidermis), vlasy a lymfatické uzliny. Silikón ovplyvňuje metabolizmus lipidov, tvorbu kolagénu v kostnom tkanive. Koncentrácia kremíka klesá so starnutím, čo je nepriamy dôkaz jeho úlohy ako bioelementu, ktorý zabraňuje rozvoju aterosklerózy. Kremík je tiež súčasťou mukopolysacharidov, tvoria silné éterové väzby vznikajúce z interakcie kyseliny ortosilikónovej s hydroxylovými skupinami uhľovodíkov, t.j. Vznikajú kremíkové organické zlúčeniny:

R1 -O-Si (OH) 2-0-Si (OH) 2-0-R2

2. Terapeutický účinok anorganických zlúčenín uhlíka, kremíka a olova

Ako samotný uhlík, tak aj jeho anorganické zlúčeniny sa používajú v lekárskej praxi.

1. Uhlík vo forme aktívneho uhlia (špeciálne upravené uhlie) má veľkú povrchovú aktivitu. Je schopný adsorbovať toxíny rôzneho charakteru (plyny, alkaloidy, ťažké kovy atď.) Na svojom povrchu. Používa sa vo forme tabliet na intoxikáciu, otravu, dyspepsiu, flatulenciu atď.

Oxid uhličitý (CO 2), ktorý sa vytvára v tkanivách tela ako výsledok metabolizmu, hrá dôležitú úlohu v procesoch dýchania a krvného obehu. C02 je fyziologický stimulátor dýchacieho centra, preto sa v chirurgickej praxi používa liekový karbogén (7% C02 a 93% O2) na stimuláciu dýchacieho centra.

2. Hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) sa používa pri rôznych ochoreniach zahŕňajúcich acidózu (diabetes, atď.). Chemickým základom na zníženie kyslosti je interakcia NaHCO3 s kyslými produktmi:

Panso 3 + R - COOHR - COONa + H20 + C02

Výsledné organické sodné soli sa vylučujú močom a CO2 sa vydechuje pľúcami. Použil Panso 3 so zvýšenou kyslosťou žalúdočnej šťavy, žalúdočným vredom a dvanástnikovým vredom. Chemická báza antacidového účinku NaHC03 spočíva v reakcii neutralizácie nadbytku kyseliny chlorovodíkovej žalúdočnej šťavy.

NaNS03 + HCl® NaCl + H20 + C02

Nežiaduce vedľajšie účinky sú spôsobené tým, že sa uvoľňuje oxid uhličitý (CO 2), čo zvyšuje podráždenie receptorov žalúdočnej sliznice a vedie k sekundárnemu zvýšeniu sekrécie, navyše môže prispieť k perforácii steny žalúdka pri peptickom vredu. Pri prijímaní veľkých dávok NaHCO3 v dôsledku jeho hydrolýzy a tvorby alkalických zložiek sa pozoruje fenomén alkalózy (zvýšenie pH krvi), ktorý je pre telo veľmi škodlivý.

Vo vodných roztokoch NaHC03 dochádza k jeho postupnej hydrolýze.

NaHCO3 + H20NaOH + H2C03H20 + C02

a výsledkom hydrolýzy je alkalický NaOH, ktorý po vystavení mikrobiálnym bunkám vyzráža bunkové proteíny a v dôsledku toho aj smrť mikroorganizmov. Na základe toho sa používa NaHCO3 ako antiseptikum na oplachovanie, pleťové vody, oplachovanie pri zápalových ochoreniach horných dýchacích ciest, hrdla, očí a iných tkanív.

3. Ako antacid sa používa trisilikát horečnatý, ktorého účinok je spojený s reakciou neutralizácie kyseliny chlorovodíkovej žalúdočnej šťavy:

Mg2Si3O8 + 4HCl®2MgCl2 + 3Si02H2O

Výsledný silikagél má obalujúci a adsorpčný účinok.

4. Olovené ióny (Pb 2+), reagujúce s cytoplazmou mikrobiálnych buniek a tkanív, tvoria gélovité albumináty. V malých dávkach majú rozpustné soli Pb2 + adstringentný účinok, čo spôsobuje tvorbu proteínovej želatíny. Tvorba gélov bráni penetrácii mikróbov do buniek a znižuje zápalovú reakciu. Použitie vodných lotion je založené na tom.

So zvyšujúcimi sa koncentráciami Pb 2+ iónov sa tvorba albumínov stáva ireverzibilným, nerozpustné albumináty R-COOH proteínov povrchových tkanív sa hromadia:

Pb2 + + 2R-COOH Pb (R-COO) 2 + 2H +

Preto prípravky olova (II) majú prevažne adstringentný účinok na tkanivo. Predpísané sú len na vonkajšie použitie, pretože sú absorbované v gastrointestinálnom trakte alebo v respiračnom trakte a vykazujú vysokú toxicitu.

MINISTERSTVO VZDELÁVANIA A VEDY RUSKÉHO

FEDERATION

Federálna štátna vzdelávacia inštitúcia

vyššieho odborného vzdelávania

Moskovská štátna univerzita potravinárskej výroby

Ústav veterinárneho odboru, hygieny a ekológie

Katedra anorganickej a analytickej chémie

Chémia Abstrakt

Téma: "Fyziologická úloha uhlíka a kremíka

a ich vlastnosti v ľudskom tele "

Dokončené: študent 1 kurz

6 gr., 2 str

Pavlova Olga

Overil som si:

Budantseva Tatyana Valentinovna

Moskva 2013

1. Úvod. 3

2. Fyziologická úloha uhlíka. 4

2.1. Niektoré vlastnosti uhlíka. 4

3. Fyziologická úloha kremíka. 5

3.1. Silikónový "Eaters" deficit. 6

3.2. Odrody kremíka. 6

3.2.1. Kremík je biokatalyzátor. 8

4. Záver. 8

1. Úvod.

Uhlík (lat. Carboneum), C je chemický prvok skupiny IV periodickej tabuľky.

Uhoľný uhlíok je známy už dávno. Drevené uhlie sa používalo na obnovu kovov z rúd, diamantov ako drahokam. Oveľa neskôr sa na výrobu kelímkov a ceruziek použil grafit.

V roku 1778 K. Schelllet zahrievajúci grafit s dusičnanom zistil, že oxid uhličitý bol uvoľnený súčasne s vykurovaním uhlia dusičnanmi. Chemické zloženie diamantu bolo založené na výsledkoch experimentov A. Lavoisiera (1772) o štúdiu spaľovania diamantov vo vzduchu a štúdiách S. Tennanta (1797), ktorí dokázali, že rovnaké množstvo diamantu a uhlia pri oxidácii poskytuje rovnaké množstvo oxidu uhličitého. Kútik ako chemický prvok bol uznaný až v roku 1789 A. Lavoisierom. Latinský názov uhlík uhlíka bol odvodený z karbo-uhlia.

Najbližší analóg uhlíka - kremíka - je tretí (po kyslíku a vodíku) z hľadiska prevalencie prvku: predstavuje 16,7% z celkového počtu atómov zemskej kôry. Ak sa uhlík môže považovať za hlavný prvok pre celý organický život, potom kremík zohráva podobnú úlohu vo vzťahu k pevnej zemskej kôre, pretože hlavná časť jeho hmoty pozostáva z kremičitých hornín, ktoré zvyčajne predstavujú zmesi rôznych kremíkových zlúčenín s kyslíkom a rad ďalších prvkov. Voľný oxid kremičitý (SiO 2) je tiež veľmi častý, najmä vo forme obyčajného piesku.

Voľný kremík bol prvýkrát získaný v roku 1823. Prírodný prvok sa skladá z troch izotopov - 28 Si (92,2%), 29 Si (4,7) a 30 Si (3,1).

2. Fyziologická úloha uhlíka.

Uhlík je veľmi dôležitý kvôli jeho rozhodujúcej úlohe vo voľnej prírode. Zložky uhlíka sú základom rastlinných a živých organizmov, to znamená, že uhlík je hlavným prvkom života. Čím komplexnejší je organizmus, tým vyšší je jeho obsah uhlíka (od 0,1 do 30%). U ľudí predstavuje uhlík 21,15%. Je to súčasť všetkých tkanív a buniek vo forme bielkovín, tukov, sacharidov, vitamínov a hormónov.

V ľudskom tele, uhlík pochádza z potravy (asi 300 g denne). Uhlík je 2/3 svalovej hmoty a 1/3 kostnej hmoty. Vylučuje sa hlavne z vydychovaného vzduchu (oxid uhličitý) a moču (močovina).

V biomolekulách uhlík vytvára polymérne reťazce a je pevne viazaný vodíkom, kyslíkom, dusíkom a ďalšími prvkami. Fyziologická úloha uhlíka je daná tým, že tento prvok je súčasťou všetkých organických zlúčenín a je zapojený do takmer všetkých biochemických procesov v tele. Oxidácia zlúčenín uhlíka kyslíkom vedie k tvorbe vody a oxidu uhličitého; Tento proces slúži ako zdroj energie pre telo. Oxid uhličitý CO 2 (oxid uhličitý) sa vytvára v procese metabolizmu a stimuluje dýchacie centrum, zohráva dôležitú úlohu pri regulácii dýchania a cirkulácie.

Voľný uhlík nie je toxický, ale mnohé z jeho zlúčenín majú významnú toxicitu: oxid uhoľnatý CO (oxid uhoľnatý), tetrachlórmetán CC 14, sulfid uhličitý CS 2, soli kyseliny kyanovej HCN, benzén C6H8 a niekoľko ďalších. Oxid uhličitý v koncentrácii viac ako 10% spôsobuje acidózu (pokles pH krvi), dýchavičnosť a ochrnutie dýchacieho centra.

Dlhodobá inhalácia uhoľného prachu môže viesť k antrakóze - chorobe, ktorá je sprevádzaná ukladaním uhoľného prachu do tkaniva pľúc a lymfatických uzlín, sklerotických zmien v pľúcnom tkanive. Toxický účinok uhľovodíkov a iných zlúčenín oleja u robotníkov pracujúcich v ropnom priemysle sa môže prejaviť v hrubnutí kože, výskyte trhlín a vredov a v rozvoji chronickej dermatitídy.

2.1. Niektoré vlastnosti uhlíka.

• Denný príjem potravín: 300 g
• Denný príjem vzduchu: 3,7 g
• Resorpcia (%): 10%
• Denné vylučovanie vzduchom: -300 g
• Eliminačný polčas je 37 dní.
• Počet atómov v ľudskom tele: 6,4 x 10
• Počet atómov v jednej bunke: 6,4 x 10
• Priemerný obsah v ľudskom tele:

krv: 25000 mg / l

kosti: 280 000 mg / kg

• Toxická dávka pre ľudí môže byť vo forme CO alebo kyanidu.

3. Fyziologická úloha kremíka.

Veľký ruský vedec V. Vernadský napísal, že žiadny živý organizmus sa nemôže normálne vyvinúť s deficitom kremíka. Napokon, zlúčeniny kremíka sú prítomné v tkanivách takmer všetkých našich vnútorných orgánov. Nedostatok kremíka je jednou z príčin patologických zmien cievnych: cievna mozgová príhoda, infarkt myokardu, dysbacteriosis, hepatitída, reumatizmu, artritídy a ďalších chorôb

Kremík je malá, ale životne dôležitá časť všetkých spojivových tkanív, kostí, ciev a chrupavky. Nedostatok kremíka, ktorý sa často prejavuje vekom u ľudí, spôsobuje zníženie elasticity krvných ciev, najmä tepien veľkého a stredného priemeru. Na tomto pozadí sa zvyšuje tendencia tvorby aterosklerotických plakov. Kremík obsiahnutý v tkanive cievnych stien, zabraňuje prenikaniu do plazmového cholesterolu a depozícii lipidov na stenách ciev. S vekom môže obsah kremíka klesnúť (kvôli nesprávnej výžive, najmä v mliečnych výrobkoch). Táto okolnosť vedie k ateroskleróze, pretože steny krvných ciev strácajú silikónové tkanivo bohaté na elastín, ktoré je zodpovedné za elasticitu krvných ciev. V krvi, zvyčajne nie je veľká zmena. Avšak, na stenách krvných ciev, sú tvorené plaky cholesterolu - lipidy na báze vápnika, a kolónie Trichomonas - čo vedie k vazokonstrikcii.

3.1. Silikónový "Eaters" deficit.

Ak kremík nestačí, 70 ďalších dôležitých stopových prvkov sa vôbec neabsorbuje. S nedostatkom kremíka znižuje krvný leukocyty sa nehojí rany a odreniny, zníženú chuť do jedla a imunity sa môže vyvinúť osteoporóza, artritída, ateroskleróza, vysoký krvný tlak, žalúdočné vredy, tuberkulóze, angina pectoris, arytmia, infarkt myokardu a mozgovej mŕtvice. Svojím nedostatkom sa nechty a vlasy stávajú krehké a suché a koža sa stáva nepríjemnou. Veľké množstvo bradavíc na koži môže byť tiež spôsobené nedostatkom kremíka v tele. Môžu sa vyskytnúť aj niektoré dysfunkcie mozgu, pretože zohrávajú dôležitú úlohu pri normálnom fungovaní malého mozgu. Na pozadí nedostatku kremíka v organizme je narušená koordinácia, objaví ohromujúci pri chôdzi, únavu, zvyšuje podráždenosť, zmätenosť.

Tehotné ženy, dojčiace matky a deti potrebujú predovšetkým výrobok obsahujúci kremík. Potreba kremíka v nich je niekoľkonásobne vyššia ako u dospelých. V skutočnosti sa v rastúcom organizme vytvárajú komunikačné systémy mozog - telo - a prirodzene potreba komunikačného prvku je omnoho vyššia ako potreba dospelého človeka. Silikón je hlavným stavebným prvkom komunikácie v ľudskom tele.

3.2. Odrody kremíka.

Silikón je tmavošedý (kremík obsahuje horčík) a červenkastý (obsahuje železo). Na terapeutické účely sa používa iba tmavošedá (čierna) kamienka. Jeho pôvod je organogénny, to znamená, že sa formoval na Zemi po zomieraní kolónií živých organizmov a zachoval vo svojom zložení škrupiny a kostry. Vznikla v teplých vodách kriedového obdobia, keď sa nám objavili obvyklé formy života. Čierny kameň priniesol nám "pamäť" vody tej doby. Kameň vo vode začína vyrábať kyselinu kremičitú v homeopatických dávkach, ale to stačí, aby pri vstupe do tela mohla rozpúšťať trosky a usadeniny soli v rôznych orgánoch. Je schopný vytvoriť podmienky potrebné na obnovenie zdravých procesov podporujúcich život.

3.2.1. Kremík je biokatalyzátor.

Vedci tvrdia, že organické zvyšky v kremíku sú unikátnymi biokatalyzátormi (organizátormi), ktoré dokážu spracovať energiu svetla a desaťnásobne urýchliť redoxné reakcie vo vodných roztokoch nášho tela. Tieto biologické látky sú základom pre tvorbu komplexných organických zlúčenín - základy živého organizmu - chlorofylu a hemoglobínu. Tieto vodné roztoky vytvorené okolo silikónu hrajú obrovskú úlohu pri vývoji všetkých živých vecí a majú priaznivý účinok na telo. V kremíkovej vode dochádza k vytvoreniu štrukturálneho vodného systému s elektrickou mriežkou kremíkových kvapalných kryštálov, takže v ňom nie je miesto pre patogénne, nesymbitické mikroorganizmy a cudzie chemické prvky. Tieto cudzie nečistoty sú vytlačené z vody a vyzrážané.

4. Záver.

Kremík - stopový prvok, ktorý je neustále obsiahnutý v ľudskom tele. Jeho najväčšie množstvo je obsiahnuté v lymfatických uzlinách, spojivovom tkanive aorty, priedušnice, vlasov a kože. Kremík je potrebný na konštrukciu epiteliálnych buniek, zúčastňuje sa procesov osifikácie spolu s horčíkom a fluórom.

Silikón hrá dôležitú úlohu v procese mineralizácie kostí; potrebná na udržanie elasticity arteriálnej steny, má pozitívny účinok na imunitný systém a spomaľuje proces starnutia v tkanivách ľudského tela.

Zdroje kremíka sú hnedá ryža, repa, sójové bôby,

Uhlík je najdôležitejšou živinou, ktorá tvorí základ života na Zemi. Významná časť energie, ktorú vyžadujú organizmy, vzniká v bunkách v dôsledku oxidácie uhlíka. Unikátna úloha uhlíka v živote je spôsobená jeho vlastnosťami, ktoré spoločne nemajú žiadny prvok periodického systému. Len tri prvky - C, O a H - tvoria 98% celkovej hmotnosti živých organizmov.

Stručný opis

Uhlík (lat. Carboneum), C je chemický prvok skupiny IV periodickej tabuľky.
Uhoľný uhlíok je známy už dávno. Drevené uhlie sa používalo na obnovu kovov z rúd, diamantov ako drahokam. Oveľa neskôr sa na výrobu kelímkov a ceruziek použil grafit.

Úloha uhlíka v prírode. Distribúcia v prírode. Fyzikálne a chemické vlastnosti. Úloha uhľohydrátov vo voľnej prírode. Významný pokrok vo výskume metabolizmu a uhlíkového cyklu v prírode. Mechanizmy biosyntézy bielkovín.

Kľúčové slová:uhlíkaté

činnosť:chémia

pohľad:abstraktné

jazyk:ruský

Odoslané:Shishova Marina

Dátum pridania:06.10.2006

uhlík

Ukončil: Serenkov Andrew

Trieda 11 "B" žiaka

Začiarknuté: Komarcheva E.A.

2005plán

• 2. Distribúcia v prírode.
• 3. Fyzikálne a chemické vlastnosti.

1. Úloha uhlíka vo voľnej prírode

Uhlík (lat. Carboneum), C je chemický prvok skupiny IV periodickej tabuľky. Sú známe dva stabilné izotopy 12C (98,892%) a 13C (1,108%).

Uhoľný uhlíok je známy už dávno. Drevené uhlie sa používalo na obnovu kovov z rúd, diamantov ako drahokam. Oveľa neskôr sa na výrobu kelímkov a ceruziek použil grafit.

V roku 1778 K. Scheele, zahrievanie grafitu s dusičnanom, zistil, že v tomto prípade, rovnako ako pri zahrievaní uhlia s dusičnanmi, sa uvoľňuje oxid uhličitý. Chemické zloženie diamantu bolo stanovené ako výsledok pokusov. A. Lavoisier(1772) o štúdiu spaľovania diamantu vo vzduchu a výskume S.Tennanta(1797), ktorý dokázal, že rovnaké množstvá diamantu a uhlia poskytujú počas oxidácie rovnaké množstvo oxidu uhličitého. Uhlík ako chemický prvok bol uznaný až v roku 1789 A. Lavoisier.Latinský názov karbon sarkónium získaný zo surového uhlia.

2. Šíri sa v prírode.

Priemerný obsah uhlíka v zemskej kôre je 2,3 * 10 - 2% hmotnostných (1 x 10 - 2 v ultrabázických, 1 * 10 - 2 v hlavnom, 2 * 10 - 2 v strede, 3 * 10 - ). Uhlie sa hromadí v hornej časti zemskej kôry (biosféra): 18% uhlíka v živých látkach, 50% v dreve, 80% v uhlia, 85% v oleji, 96% antracit. Takže časť uhlíka litosféry je koncentrovaná vo vápencoch a dolomitom.

Počet uhlíkových nerastov je 112; počet organických zlúčenín uhlíka - uhľovodíkov a ich derivátov - je mimoriadne veľký.

Akumulácia uhlíka v zemskej kôre súvisí s akumuláciou mnohých ďalších prvkov, ktoré sú sorbované organickou hmotou a vyzrážané ako nerozpustné uhličitany atď.

V porovnaní s priemerným obsahom zemskej kôry ľudstvo v extrémne veľkých množstvách získava uhlík z podložia (uhlie, ropa, zemný plyn), pretože Tieto skameneliny sú hlavnými zdrojmi energie.

Uhlík je tiež rozšírený vo vesmíre; na Slnku, zaujme 4. miesto po vodíku, héliu a kyslíku.

3. Ffyzikálne a chemické vlastnosti.

Sú známe štyri modifikácie kryštalického uhlíka: grafit, diamant, carbin a lonsdaleite. Grafit je šedo-čierny, nepriehľadný, mastný na dotyk, šupinatá, veľmi jemná hmotnosť s kovovým leskom. Pri izbovej teplote a normálnom tlaku (0,1 MN/m 2 , alebo 1 kgf/vidieť 2 ) grafit je termodynamicky stabilný. Diamant je veľmi tvrdá kryštalická látka. Kryštály majú kruhovú mriežku orientovanú na tvár: a = 3,560. Pri teplote miestnosti a normálnom tlaku je diamant metastabilný. Zaznamenaná transformácia diamantu na grafit je pozorovaná pri teplotách nad 1400 ° C vo vákuu alebo v inertnej atmosfére. Pri atmosférickom tlaku a teplote 3700 ° C sa sublimuje grafit. Tekutý uhlík sa môže získať pri tlakoch nad 10,5 MN/m 2 (1051 kgf/vidieť 2 ) a teploty nad 3700 ° C. Tuhý uhlík (koks, sadze, drevené uhlie) je tiež charakterizovaný stavom s neusporiadanou štruktúrou "amorfného" uhlíka, ktorý nepredstavuje samostatnú modifikáciu; V srdci svojej štruktúry je štruktúra kryštalického grafitu. Ohrev niektorých odrôd "amorfného" uhlíka nad 1500-1600С bez prístupu vzduchu spôsobuje ich premenu na grafit. Fyzikálne vlastnosti "amorfného" uhlíka silne závisia od disperzie častíc a prítomnosti nečistôt. Hustota, tepelná kapacita, tepelná vodivosť a elektrická vodivosť "amorfného" uhlíka sú vždy vyššie ako grafit. Carbin získal umelo. Je to jemný kryštalický čierny prášok (hustota 1,9 - 2   g/vidieť 3 ). Vyrobené z dlhých reťazcov atómov C položených rovnobežne navzájom. Lonsdaleite nájdený v meteoritoch a umelo získaný; jeho štruktúra a vlastnosti nie sú úplne stanovené.

Konfigurácia vonkajšieho plášťa atómu uhlíka 2s2 2p2. Uhlík sa vyznačuje tvorbou štyroch kovalentných väzieb v dôsledku excitácie vonkajšieho elektrónového plášťa do stavu 2sp3. Preto je uhlík rovnako schopný prilákať a darovať elektróny. Chemická väzba môže byť spôsobená sp3, sp2 a sp hybridnou orbitálmi, ktoré zodpovedajú koordinačným číslam 4.3 a 2. Počet valenčných elektrónov uhlíka a počet valenčných orbitálov sú rovnaké; To je jeden z dôvodov stability väzieb medzi atómami uhlíka.

Jedinečná schopnosť atómov uhlíka kombinovať s tvorbou silných a dlhých reťazcov a cyklov viedla k vzniku obrovského počtu rôznych zlúčenín uhlíka študovaných organickou chémiou.

V zlúčeninách uhlík vykazuje oxidačné stavy -4; +2; 4. Atómový rádius 0,77, kovalentné polomery 0,77, 0,67, 0,60, v jednotlivých, dvojitých a trojitých väzbách; iónový rádius C 4 - 2,60, C 4 + 0,20. Za normálnych podmienok je uhlík chemicky inertný, pri vysokých teplotách sa spája s mnohými prvkami, ktoré vykazujú silné redukčné vlastnosti.

Všetky formy uhlíka sú odolné voči zásadám a kyselinám a pomaly oxidujú len veľmi silnými oxidačnými činidlami (zmesou chrómu, zmesou koncentrátov, HNO 3 a KCIO 3 atď.). "Amorfný" uhlík reaguje s fluórom pri izbovej teplote, grafitu a diamantu - pri zahrievaní. Priama kombinácia uhlíka s chlórom sa vyskytuje v elektrickom oblúku; uhlík nereaguje s brómom a jódom, a preto je početný uhličitanynepriamo syntetizované. Z oxyhalogenidov všeobecného vzorca COX2 (kde X je halogén) je najznámejší chlorid oxidu uhličitého COCI2 (fosgén).

Pri teplotách nad 1000 ° C uhlík interaguje s mnohými kovmi, čo dáva karbidy.  Všetky formy uhlíka redukujú oxidy kovov pri zahrievaní za vzniku voľných kovov (Zn, Cd, Cu, Pb atď.) Alebo karbidov (CaC2, Mo2C, WC, TaC atď.). Uhlík reaguje pri teplotách nad 600 - 800 ° C s vodnou parou a oxidom uhličitým.

Všetky formy uhlíka sú nerozpustné v bežných anorganických a organických rozpúšťadlách, ale rozpúšťajú sa v niektorých roztavených kovoch (napríklad Fe, Ni, Co).

4. Úloha uhľohydrátov vo voľnej prírode.

Uhlík je najdôležitejšou živinou, ktorá tvorí základ života na Zemi, štruktúrnej jednotky obrovského množstva organických zlúčenín, ktoré sa podieľajú na konštrukcii organizmov a ich živobytia ( biopolyméry, ako aj početné nízkomolekulárne biologicky aktívne látky - vitamíny, hormóny, mediátory atď.). Významná časť energie, ktorú vyžadujú organizmy, vzniká v bunkách v dôsledku oxidácie uhlíka. Vznik života na Zemi sa v modernej vede považuje za komplexný proces vývoja uhlíkových zlúčenín.

Unikátna úloha uhlíka v živote je spôsobená jeho vlastnosťami, ktoré spoločne nemajú žiadny iný prvok periodického systému. Medzi atómami uhlíka a tiež medzi uhlíkom a inými prvkami sa vytvárajú silné chemické väzby, ktoré však môžu byť zlomené v relatívne miernych fyziologických podmienkach (tieto väzby môžu byť jednoduché, dvojité alebo trojité). Schopnosť uhlíka tvoriť 4 ekvivalentné valenčné väzby s inými atómami. Uhlík umožňuje vytvárať uhlíkové kostry rôznych typov - lineárne, rozvetvené, cyklické. Je dôležité, že iba tri prvky - C, O, H - tvoria 98% celkovej hmotnosti živých organizmov. Tým sa dosahuje určitá nákladová efektívnosť v živote: s takmer neobmedzenou štrukturálnou rôznorodosťou uhlíkových zlúčenín umožňuje malý počet typov chemických väzieb výrazné zníženie počtu enzýmov potrebných na štiepenie a syntézu organických látok. Vlastnosti štruktúry atómu uhlíka sú základom rôznych typov izoméria  organické zlúčeniny (schopnosť optickej izomerizácie bola rozhodujúca v biochemickom vývoji aminokyselín, sacharidov a niektorých alkaloidov).

Podľa hypotézy A.I. Oparin, prvé organické zlúčeniny na Zemi mali abiogénny pôvod. Zdroje uhlíka boli (CH4) a kyanovodík (HCN) obsiahnuté v primárnej atmosfére Zeme. Vznikom života je jediným zdrojom anorganického uhlíka, vďaka ktorému sa formuje všetka organická hmota biosféry. oxid uhličitý(CO2), ktoré sa nachádzajú v atmosfére, ako aj rozpustené v prírodných vodách vo forme HCO 3. Najsilnejší mechanizmus asimilácie (asimilácia) uhlíka (vo forme CO 2) - fotosyntéza- sa vykonáva všade zelenými rastlinami. Na Zemi existuje evolučne starší spôsob asimilácie CO 2 chemosynthesis;v tomto prípade chemosyntetické mikroorganizmy nepoužívajú sálavú energiu Slnka, ale energiu oxidácie anorganických zlúčenín. Väčšina zvierat konzumuje uhlík z potravy vo forme hotových organických zlúčenín. V závislosti od metódy asimilácie organických zlúčenín je bežné rozlišovať autotrofných organizmova heterotrofných organizmov.Aplikácia na biosyntézu bielkovín a iných živín mikroorganizmov, ktoré používajú ako jediný zdroj uhlíka, uhľovodíkovropa - jeden z najdôležitejších moderných vedeckých a technických problémov.

Okrem stabilných izotopov uhlíka je rádioaktívny 14 C distribuovaný v prírode (obsahuje asi 0,1 v ľudskom tele curie). Mnohé významné pokroky vo výskume metabolizmu a uhlíkového cyklu v prírode súvisia s použitím izotopov uhlíka v biologickom a lekárskom výskume. Použitím rádioaktívneho značenia sa preukázala možnosť fixácie rastlín H14C03 a živočíšnych tkanív, stanovila sa sekvencia fotosyntéznej reakcie, študoval metabolizmus aminokyselín, skúmali biosyntézy mnohých biologicky aktívnych zlúčenín atď. Použitie zlúčeniny 14C prispelo k úspechu molekulárnej biológie pri štúdiu mechanizmov biosyntézu bielkovín a prenosu dedičných informácií. Stanovenie špecifickej aktivity 14 C v organických zvyškoch obsahujúcich uhlík umožňuje posúdiť ich vek, ktorý sa používa v paleontológii a archeológii.