Строение атома углерода. Ядро наиболее стабильного изотопа углеродамассой 12 (распространенность 98,9%) имеет 6 протонов и 6 нейтронов (12 нуклонов), расположенных тремя квартетами, каждый содержит 2 протона идва нейтрона аналогично ядру гелия. Другой стабильный изотоп углерода –13C (ок. 1,1%), а в следовых количествах существует в природенестабильный изотоп 14C с периодом полураспада 5730 лет, обладающийb-излучением. В нормальном углеродном цикле живой материи участвуют всетри изотопа в виде СO2. После смерти живого организма расход углеродапрекращается и можно датировать С-содержащие объекты, измеряя уровеньрадиоактивности 14С. Снижение b-излучения 14CO2 пропорционально времени, прошедшему с момента смерти. В 1960 У. Либби за исследования срадиоактивным углеродом был удостоен Нобелевской премии. См. ТакжеДАТИРОВКА ПО РАДИОАКТИВНОСТИ. В основном состоянии 6 электроновуглерода образуют электронную конфигурацию 1s22s22px12py12pz0. Четыреэлектрона второго уровня являются валентными, что соответствуетположению углерода в IVA группе периодической системы (см. ПЕРИОДИЧЕСКАЯСИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ). Поскольку для отрыва электрона от атома в газовойфазе требуется большая энергия (ок. 1070 кДж/моль), углерод не образуетионные связи с другими элементами, так как для этого необходим был быотрыв электрона с образованием положительного иона. Имеяэлектроотрицательность, равную 2,5, углерод не проявляет и сильногосродства к электрону, соответственно не являясь активным акцепторомэлектронов. Поэтому он не склонен к образованию частицы с отрицательнымзарядом. Но с частично ионным характером связи некоторые соединенияуглерода существуют, например, карбиды. В соединениях углерод проявляетстепень окисления 4. Чтобы четыре электрона смогли участвовать вобразовании связей, необходимо распаривание 2s-электронов и перескокодного из этих электронов на 2pz-орбиталь; при этом образуются 4 тетраэдрические связи с углом между ними 109°. В соединениях валентныеэлектроны углерода лишь частично оттянуты от него, поэтому углеродобразует прочные ковалентные связи между соседними атомами типа С–С спомощью общей электронной пары. Энергия разрыва такой связи равна 335 кДж/моль, тогда как для связи Si–Si она составляет всего 210 кДж/моль, поэтому длинные цепочки –Si–Si– неустойчивы. Ковалентный характер связисохраняется даже в соединениях высокореакционноспособных галогенов суглеродом, CF4 и CCl4. Углеродные атомы способны предоставлять наобразование связи более одного электрона от каждого атома углерода; такобразуются двойная С=С и тройная СєС связи. Другие элементы такжеобразуют связи между своими атомами, но только углерод способенобразовывать длинные цепи. Поэтому для углерода известны тысячисоединений, называемых углеводородами, в которых углерод связан сводородом и другими углеродными атомами, образуя длинные цепи иликольцевые структуры
