Углерод

I Углеро́д (Carboneum, С)

химический элемент главной подгруппы IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева; составляет основу органических соединений, которые участвуют в построении клеток живых организмов и поддержании их жизнедеятельности. Из атомов У. состоит скелет молекул белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов, витаминов, медиаторов и многих других биологически активных соединений. Возникновение жизни на Земле рассматривают как сложный процесс эволюции углеродистых соединений. Источниками У. на Земле являлись метан и цианистый водород (HCN) первичной атмосферы Земли. С возникновением жизни единственным источником У. для образования органического вещества биосферы является диоксид углерода (углекислый газ, CO₂). В результате осуществляемого зелеными растениями (аутотрофами) процесса фотосинтеза — образования органических веществ из атмосферного СО₂ с использованием лучистой энергии Солнца — ежегодно на Земле ассимилируется около 100 млрд. т СО₂. Микроорганизмы, усваивающие СО₂ путем так называемого хемосинтеза, используют для образования органических соединений энергию окисления неорганических веществ. Гетеротрофные клетки могут усваивать У. в виде относительно сложных восстановленных органических соединений; к гетеротрофам относятся высшие животные и большинство микроорганизмов. Органические соединения и кислород, образуемые аутотрофными организмами, служат для поддержания деятельности гетеротрофов. В процессе жизнедеятельности организмов в основном за счет дыхания тканевого (Дыхание тканевое), органические соединения подвергаются окислительному распаду, и СО₂высвобождается в окружающую среду. Превращение части органических соединений в СО₂, возвращающегося в атмосферу, осуществляется также при гниении (Гниение), брожении (Брожение), горении и других процессах. Оставшееся органическое вещество превращается в гумус, торф, сапропель, которые дают начало так называемыми каустобиолитикам — углям, нефти, газам. Таким образом осуществляется круговорот У. в природе. В активном круговороте У. участвует лишь небольшая его часть. Ежегодное образование У. в виде органической массы составляет 1,5․10¹¹ т^. Годовой баланс У. для атмосферы определяется главным образом количеством У., используемого на формирование массы растений и углекислого газа, поступающего в атмосферу при разложении органического вещества почвы; значительное количество СО₂ выделяется также при вулканической деятельности. Увеличение содержания СО₂ в атмосфере вызывает повышение температуры воздуха (так называемый парниковый эффект), которое в свою очередь приводит к увеличению массы растений и снижению концентрации СО₂ в атмосфере; происходит также ускорение разложения органического вещества до СО₂. Хозяйственная деятельность человека, способствующая выделению СО₂ в процессе сжигания топлива и работы силовых установок, а также уничтожение лесов вызывают дисбаланс потоков У. из атмосферы к растениям и из почвы в атмосферу, что также приводит к изменениям концентрации СО₂ в атмосфере и температуры воздуха.

II Углеро́д (Carboneum; C)

химический элемент IV группы периодической системы Д.И. Менделеева; атомный номер 6, атомный вес (масса) 12,011; является структурной основой органических соединений, участвующих в построении организмов и обеспечении их жизнедеятельности.