O’zbеkistоn rеspublikаsi оliy vа o’rtа mахsus tа’lim vаzirligi tеrmiz dаvlаt univеrsitеti

Uglerod guruppachasi
Fizik–kimyoviy xossalari. Olmos–atom panjarali rangsiz kristall modda. Olmos kristallarida C atomlari sp³–gibridlanish holatida bo`ladi. Issiqlikni yaxshi o`tkazmaydi va elektr tokini deyarli o`tkazmaydi. Sof holdagi namunalari yorug`likni kuchli sindiradi (shu`lalanadi), shuning uchun bezaklar (brilliantlar) tayyorlashda, shisha kesish, tog` jinslarini burg`ulash va o`ta qattiq materiallarni silliqlash uchun ishlatiladi.
Grafit–salgina metall yaltiroqligi bor, ushlab ko`rilganda yog`lidek tuyuladigan to`q kulrang kristall modda. Grafit kristallarida C atomlari sp<sup>2</sup>–gibridlanish holatida bo`ladi. Grafit qalamlar o`zagini va elektrodlar (sanoatdagi elektrolizlar uchun) tayyorlashda ishlatiladi, texnik moylar bilan aralashma holida surkov materiali sifatida foydalaniladi. Grafit qiyin suyuqlanadigan va haroratning keskin o`zgarishlariga yaxshi chidaydigan bo`lgani uchun grafit bilan gil aralashmasidan metallurgiya uchun suyuqlantirish tigellari tayyorlanadi. Yadro reaktorlarida neytronlarni sekinlatuvchi sifatida ham foydalaniladi.
Karbin–qora rangli mayda kristall kukun. Karbin kristallari C atomlarining navbatlashib keladigan oddiy va uchlamchi bog`lanishlar orqali bog`langan chiziqsimon zanjirlardan tarkib topgan:
—C≡C―C≡C―C≡C―C≡C― yoki (―C≡C―)<sub>n</sub>
Tabiiy C element sifatida ikki izotopdan : <sup>12</sup>C (98,892 %) va <sup>13</sup>C (1,108 %) dan tarkib topgan.
Uglerodli birikmalar termik parchalanganda qora massa–ko`mir hosil bo`ladi. Ko`mirning eng muhim navlari koks, pista ko`mir va qurum.
Koks toshko`mirni havosiz joyda qizdirish bilan olinadi. Metallurgiyada qaytaruvchi sifatida ishlatiladi.
Pista ko`mir havosiz joyda yoki havo oz bo`lganda yog`ochning qizdirilganda ko`mirlanishidan hosil bo`ladi. Metallurgiya sanoatida, temirchilik ustaxonalarida, qora porox olish, gazlarni yuttirishda va turmushda ishlatiladi.
Qurum uglevodlarni (tabiiy gaz, C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>, skipidar) cheklangan miqdordagi havoda yondirish (yoki havosiz joyda termik parchalash) yo`li bilan olinadi.
Ko`mirning va boshqa qattiq yoki suyuq moddalarning o`z sirtida bug`, gaz va erigan moddalarni ushlab qolish xossasi adsorbsiya deyiladi. Yuzasida adsorbsiya sodir bo`ladigan moddalar adsorbentlar deyiladi. Adsorbilanadigan moddalar adsorbatlar deyiladi. Agar, masalan siyoh eritmasini mayda tuyulgan ko`mirga qo`shib chayqatilsa va so`ngra aralashma filtrlansa, u holda filtratda rangsiz suyuqlik–suv bo`ladi. Bu holda erigan boyoqning hammasi ko`mirga adsorbilanadi. Ko`mir–adsorbent, boyo`q–adsorbat.
C oksidlovchi sifatida ba`zi metallar va metallmaslar bilan reaksiyaga kirishadi. C ning metallar bilan hosil qilgan birikmalari karbidlar deyiladi.
4Al + 3C = Al₄C₃ CaO + 3C = CaC₂ + CO
Vodorod bilan ko`mir nikel katalizator ishtirokida va qizdirilganda ta`sirlashib metanni hosil qiladi: C + 2H₂ = CH₄
Uglerod kislorod bilan ta`sirlashib oksidlar hosil qiladi:
2C + O<sub>2</sub> = 2CO C + O<sub>2</sub> = CO<sub>2</sub>
Ko`mir Fe, Cu, Zn, Pb va boshqa metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi, uning bu xossasidan metallurgiyada shu metallarni olishda keng ko`lamda foydalaniladi. Masalan,
2ZnO + C = 2Zn + CO<sub>2</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3C = 2Fe + 3C
Uglerod (II)–oksid CO uglerodning kislorod yetishmaganda yonishi jarayonida hosil bo`ladi. Sanoatda u yuqori haroratda ko`mir cho`g`i ustidan CO<sub>2</sub> o`tkazish yo`li bilan olinadi:
2C + O<sub>2</sub> = 2CO C + CO<sub>2</sub> = 2CO
Laboratoriya sharoitida CO chumoli kislotaga qizdirib turib konsentrlangan H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> ta`sir ettirish orqali olinadi: HCOOH = H₂O + CO↑
CO–rangsiz, hidsiz, nihoyatda zaharli gaz. Ishlab chiqarish binolarida CO ning yo`l qo`yiladigan miqdori 1 L havoda 0,03 mg ni tashkil etadi. Yuqori haroratlarda CO kuchli qaytaruvchi. U ko`pchilik metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi. CO ning bu xossasidan rudalardan metallar suyuqlantirib olishda foydalaniladi. Masalan, CO + CuO = Cu + CO<sub>2</sub>
Havoda CO ko`kish alanga berib yonib, ko`p miqdorda issiqlik ajratib chiqaradi. Shuning uchun u boshqa gazlar bilan birgalikda gazsimon yonilg`ining ba`zi turlari–generator gazi va suv gazi tarkibiga kiradi.
2C<sup>2+</sup>O + O<sub>2</sub><sup>0</sup> = 2C<sup>4+</sup>O<sub>2</sub><sup>2–</sup>, ∆H<sup>0</sup><sub>298</sub> = –572 kJ
Uglerod (IV)–oksid CO<sub>2</sub> tabiatda organik moddalar yonganida va chiriganida hosil bo`ladi. Hayvon va o`simliklar nafas olganida ajralib chiqadi. Laboratoriya sharoitida CO<sub>2</sub> marmarga HCl ta`sir ettirib olinadi:
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
Sanoatda CO₂ ohaktosh kuydirilganda hosil bo`ladi:
CaCO<sub>3</sub> = CaO + CO<sub>2</sub>↑
CO<sub>2</sub>–rangsiz gazsimon modda. Havodan 1,5 marta og`ir, shu sababli uni bir idishdan boshqasiga quyish mumkin. Yonishga va nafas olishga yordam bermaydi. O`t oldirilgan cho`p CO₂ da o`chadi, CO<sub>2</sub> ning konsentratsiyasi katta bo`lganda odam va hayvonlar bo`g`iladi. U shaxta, quduq va yerto`lalarda ko`pincha xavfli miqdorlarda to`planib qoladi. CO<sub>2</sub> xona haroratida 6 MPa bosimda suyuqlikka aylanadi. Suyuq holda po`lat ballonlarda saqlanadi va tashiladi. Qattiq CO₂ quruq muz deyiladi. Kislotali oksid xossalarini namoyon qiladi: suv va ishqorlarning eritmalari bilan o`zaro ta`sirlashadi. 1 hajm suvda taxminan 1 hajm CO₂ eriydi, bunda H₂CO₃ hosil bo`ladi. Reaksiya qaytar:
CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ↔ H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>
Ishqorlarning eritmalari bilan o`zaro ta`sirlashganda tuzlar hosil bo`ladi:
CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
Yuqori haroratlarda oksidlash xossalarini namoyon qiladi: ko`mir va aktiv metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Masalan:
CO<sub>2</sub> + C = 2CO CO<sub>2</sub> + 2Mg = 2MgO + C
CO<sub>2</sub> soda, shakar ishlab chiqarishda, suv va ichimliklarni gazlashtirish uchun, suyuq holga–o`t o`chirgichlarda ishlatiladi. Quruq muzdan tez buziladigan mahsulotlarni saqlashda foydalaniladi.
Kristall kremniy–shishadek yaltiroq, to`q kulrang modda. Kremniy juda mo`rt, zichligi 2,33 g/sm<sup>3</sup>. Ko`mir kabi qiyin suyuqlanadi. Kremniy uchta barqaror izotopdan–²⁸Si (92,27 %), ²⁹Si (4,68 %) va ³⁰Si (3.05 %) lardan tarkib topgan.
Kremniy odatdagi sharoitda ancha inert, bevosita ftor bilan reaksiyaga kirishadi: Si + 2F₂ = SiF₄
Kislotalar bilan ta`sirlashmaydi, lekin u ishqoriy metallarning gidroksidlarida erib, silikat hamda vodorod hosil qiladi:
Si + 2NaOH + H<sub>2</sub>O = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + 2H<sub>2</sub>↑
Elektr pechda yuqori haroratda qum bilan koks aralashmasidan kremniy karbid SiC (karborund) olinadi: SiO<sub>2</sub> + 2C = SiC + CO<sub>2</sub>
Kremniyning metallar bilan hosil qilgan birikmalari silitsidlar deyiladi. Silitsidga HCl ta`sir ettirilganda kremniyning vodorodli birikmasi–silan SiH₄ olinadi. Silan–qo`lansa hidli zaharli gaz, havoda o`z–o`zidan alangalanib ketadi.
Si + 2Mg = Mg<sub>2</sub>Si Mg<sub>2</sub>Si + 4HCl = 2MgCl<sub>2</sub> + SiH<sub>4</sub>↑
SiH<sub>4</sub> + 2O<sub>2</sub> = SiO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
Maydalangan kremniy kislorod bilan qizdirilganda yonnib, kremniy (IV)–oksid hosil qiladi: Si + O<sub>2</sub> = SiO<sub>2</sub>
Yuqori haroratlarda kremniy ko`pcilik metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi.
Bor
Bor. Tartib rakami 5 Atom og'irligi 10,811 tabiiy barkaror izotoplarining massa sonlari 10 (tabiatdagi V ning 18.45%) va 11 (tabiatdagi borning 85%). Elektron konfigurasiyasi K2s22r1.
Borni dastlab Gey-Lyussak va Tenar 1808 yilda olishga muvaffak bo'ldilar.
Toza borning uchta kristall shakl-uzgarishi ma'lum: tetragonal sistemadagi borning solishtirma og'irligi. d=2.31 g/sm³: rombik borning sol.og. 2.35 g/sm: kristall bor 2300°S da suyuqlanadi, 2550°S da qaynaydi. Bor yarim utkazgich bo'lib, uning uy xaroratsidagi elektr karshiligi juda katta; borning elektrga karshiligi xarorat oshganda kamayadi. Bor diamagnit modda. U ba'zan amorf xolatda xosil bo'ladi. Amorf borni metallarda eri tib, kristall bor olinadi. Qattiqlik jixatidan bor olmosdan keyingi birinchi urinni egallaydi.
Bor tarkok element. Bor og'irlik jixatidan Yer pustlogining 3?10^-4% ini tashqil qiladi. Uning tabiatda uchraydigan asosiy minerallari borat kislota H₃VO₃ va uning tuzi bura Na₂V₄O₄?10H₂O dir.
Toza bor BBr₃ ni kvars nayda 800°-1000°S da vodorod bilan kaytarish orqali yoki bor galogenidlarni volfram yoki tantalda 1300°S da parchalash yuli bilan olinadi. Bor oksidi natriy yoki magniy metallari bilan kaytarilganida kungir tusli "amorf bor" olinadi:
3Mg + B₂O₂ --> 3MgO + 2B + 102 kkal
Boratlarni elektroliz qilish usuli bilan xam bor olinadi. Bor odatdagi sharoitda faqat ftor bilan, qattiq kizdirilganda kislorod, azot, oltingugurt va boshqa metalmaslar bilan birikadi. Suyultirilgan kislotalarda bor erimaydi. Bor 1300-2000°S da inert gaz atmosferasida kupchilik (ishqoriy metallardan tashqari) metallar bilan boridlar beradi.
Boridlarning umumiy formo'lasi MexBu. Boridlarda metalli bog'lanish kovalent bog'lanish bilan murakkablashgan bo'ladi. Shu sababli, bir metallning bir necha boridi bo'lishi mumkin. Ogir metallarning boridlarida kimyoviy bog'lanishda faqat valent elektronlar emas, metall atomining d-orbitallaridagi elektronlar xam ishtirok etadi. Buning natijasida juda mustaxkam kimyoviy bog'lanish vujudga keladi. Shunga kura, boridlar juda qattiq va kiyin suyuqlanuvchan moddalardir.
Bor gidridlari tarkibi B_nH_n+4 va B_nH_n+6 formo'lalar bilan ifodalanadi. Masalan: diboran V₂H₆, tetraboran V₄H₁₀; pentaboran V₅H₉, V₅H₁₄; dekaboran V₁₀H₁₄ va xakazo.
Diboran BBr₃ ni past bosimda vodorod bilan kaytarish orqali olinadi:
2BBr₃ + 6H₂ --> B₂H₆ + 6HBr
Magniy boridni suyultirilgan HCl da eritib tetraboran olinadi. BH₃ tarkibli boran olinan emas.
Bor gidridlarida kovalent bog'lanish bilan bir qatorda vodorod bog'lanish xam bo'ladi. Masalan:

Diboran ammiak bilan birikib B₂H₆*2NH₃ tarkibli birikma xosil qiladi. Maxsulot 200°S gacha kizdirilganda borazol B₃N₃H₆ "anorganik benzol" xosil bo'ladi
Borazolning tuzilish formo'lasi benzolni tuzilish formo'lasini eslatadi:

Yukori xaroratda bor galogenlar bilan birikib bor galogenidlarni xosil qiladi.
BF₃ – 128,7^oS da muzlaydi; 99,9^oS da qaynaydi; d=1,58 g/sm³ (suyuq xolatda)
BCl₃ – 107,3^oS da muzlaydi; +13^oS da qaynaydi; d=1,35 g/sm³
BBr₃ – 47,5^oS da muzlaydi; +91,2^oS da qaynaydi; d=2,65 g/sm³
BJ₃ – 49,5^oS da suyuqlanadi; +210^oS da qaynaydi; d=3,35 g/sm³
Bor galogenidlar juda yaxshi gidrolizlanadi.
Bor ftorid o'ziga ftor ionini qushib olib bor tetra ftorid ioniga aylanadi:
BF₃ + F^- --> [BF₄]^-
Vodorod bor tetraftorid kislota H[BF₄] flyuorit kislota HF ga qaraganda kuchlirok kislotadir.
Bor xlorid BCl₃ va bor bromid BBr₃ rangsiz suyuqlikdir. Bor yodid BI₃ rangsiz gidroskopik kristallar xosil qiladi. Bor yodid CCJ₄ da, CS₂ da va benzolda eriydi.
Bor oksid V₂O₃ - borat kislotani suvsizlash natijasida xosil bo'ladi. U rangsiz shishasimion modda bo'lib, 209°S da yumshaydi. Bor oksid borat kislotaning angidrididir.
Borat kislota H₃VO₃ rangsiz, yaprokchalar shaklida kristallanadi. Borat kislotaning suvda eruvchanligi xarorat ortishi bilan ortadi, u nixoyatda kuchsiz kislotadir.
Borat kislota suvsizlantirilganda avval metaborat kislota HVO₂, so'ngra tetraborat kislota H₂V₄O₇ va nixoyat bor oksid V₂O₃ xosil qiladi. Borat kislotaga ishqorlar ta'sir etganida ortaborat kislota tuzlari olinadi:
2NaOH + 4H₃BO₃ --> Na₂B₄O₇ + 7H₂O
Borat kislota konsentrlangan H₂SO₄ ishtirokida spirtlar bilan reaksiyaga kirishib uchuvchan efirlar xosil qiladi:
H₃BO₃ + 3CH₃OH --> 3H₂O + B(OCH₃)₃