Основные химические соединения и реакции. Известно более миллиона углеродных соединений, тысячи из которых участвуют в биологических процессах. Атомы углерода могут находиться в одном из девяти возможных состояний окисления от IV до -IV. Наиболее распространённое явление - это полное окисление, т.е. IV, примерами таких соединений могут служить и. Более 99 углерода в атмосфере содержится в виде углекислого газа. Около 97 углерода в океанах существует в растворённой форме, а в литосфере - в виде минералов.
Примером состояния окисления II является малая газовая составляющая атмосферы, которая довольно быстро окисляется до. Элементарный угрерод присутствует в атмосфере в малых количествах в виде графита и алмаза, а в почве - в форме древесного угля. Ассимиляция углерода в процессе фотосинтеза приводит к образованию восстановленного углерода, который присутствует в биоте, мёртвом органическом веществе почвы, в верхних слоях осадочных пород в виде угля, нефти и газа, захоронённых на больших глубинах, и в литосфере - в виде рассеянного недоокисленного углерода.
Некоторые газообразные соединения, содержащие недоокисленный углерод, в частности метан, поступают в атмосферу при восстановлении веществ, происходящем в анаэробных процессах. Хотя при бактериальном разложении образуется несколько различных газообразных соединений, они быстро окисляются, и можно считать, что в систему поступает. Исключением является метан, поскольку он также влияет на парниковый эффект.
В океанах содержится значительное количество растворённых соединений органического углерода, процессы окисления которых до известны ещё недостаточно хорошо. Изотопы углерода. В природе известно семь изотопов углерода, из которых существенную роль играют три. Два из них - и - являются стабильными, а один радиоактивным с периодом полураспала 5730 лет. Необходимость изучения различных изотопов углерода обусловлена тем, что скорости переноса соединений углерода и условия равновесия в химических реакциях зависят от того, какие изотопы углерода содержат эти соединения.
По этой причине в природе наблюдается различное распределение стабильных изотопов углерода. Распределение же изотопа, с одной стороны, зависит от его образования в ядерных реакциях с участием нейтронов и атомов азота в атмосфере, а с другой - от радиоактивного распада.