Двум разновидностям атома углерода - два значения потенциала ионизации Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CHEMICAL SCIENCES

FOR TWO VARIETIES OF CARBON ATOM - TWO VALUES OF IONIZATION POTENTIAL

Vinogradova M.

Doctor of science and Technology, Academician of ICCIA, Saint-Petersburg, Russia

Bezruk V.

Candidate of chemical sciences, Senior Researcher, Saint-Petersburg, Russia

ДВУМ РАЗНОВИДНОСТЯМ АТОМА УГЛЕРОДА - ДВА ЗНАЧЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА

ИОНИЗАЦИИ

Виноградова М.Г.

Доктор науки и техники, Академик МАИСУ, Санкт-Петербург, Россия

Безрук В.И.

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник, С.-Петербург, Россия

Abstract

It should raise the question about necessity of determination of biogenetic Carbon ionization energy WMn in connection with development of theme about different properties of two varieties of Carbon atoms - jupiterion and sunny. Founding value Whgh2=14,19 eV in aspect of physical bases of vitality dilates biological function of Hydrogen bonds as resonance of amplitudes of electron pulsation in between molecular bonds , estimably expanding now too on biogenetic Carbon.

Аннотация

18 ноября 2004 года в Русском Географическом обществе был заслушан доклад М.Г. Виноградовой по проблеме существования в земной коре углерода двух генетических разновидностей - биогенного и абиогенного, как производных 2-х звёзд: Юпитера и Солнца. Развитие авторами этой темы выявило недостаточность наших знаний в области химии биогенного углерода и необходимость определения потенциала ионизации этого атома. Найденное значение Whgh2 =14,19 эВ в аспекте жизнеспособности биологических тканей расширяет биологическую функцию водородных связей, незаслуженно игнорировавшуюся в отношении биогенного углерода.

Keywords: biogenetic, abiogenetic atom of carbon, energy of ionization, frequency of pulsation.

Ключевые слова: атом углерода биогенный, абиогенный, атомные диполи, частота пульсации, энергия ионизации.

Как долго можно было об этом не знать!

Введение. Первая публикация по означенной космогонической проблеме о существовании в земной коре двух разновидностей атома углерода относится к 2006 году*. Одно из последних сообщений об обостряющемся антагонизме двух углеро-дов опубликовано недавно, в статье [2]. При этом основное внимание обращено на чужеродный углерод солнечного происхождения, а родной углерод биологической принадлежности остаётся немножко в тени своего «двоюродного собрата». И что же оказывается? Углерод, активнейшим образом участвующий в формировании биологической ткани: белков и углеводов, настолько мобилен и неуловим, что его активность оказалась недостаточно отражённой количественно. Речь идёт об участии биогенного углерода в образовании водородных связей живого. Известно, что звенья глюкозы, фруктозы соединяются между собой группами ОН-ОН, а параллельные цепи соединяются водородными связями. Структуру белков аминокислоты образуют либо связью Н - ОН, либо пептидной связью СОМЫН в результате конденсации аминных и карбоксильных групп. Спиралевидные и кручёные структуры в биологических тканях обя-

заны своими функциями исключительно водородным связям между звеньями углеводов и белков. С чем связано такое упущение в характеристике биогенного углерода? Может быть с тем, что биогенный углеродный атом не может существовать свободно в естественном состоянии в виде единичных атомов? За исключением копоти от случайного неполного сгорания при недостатке кислорода биологических веществ: флоры и фауны (деревьев, шерсти, перьев, костей и т.п.). Ведь, самое естественное и простое состояние биогенного углерода - это углекислый газ СО2 атмосферы, гидро- и литосферы, далее по сложности идут карбонаты лито- и гидросферы. С каким наиболее простым соединением абиогенного углерода можно сравнить СО2, поставив их рядом?

Прежде всего, надо быть уверенными, что это 2 разных атома углерода. Критерием различия природы соединений может стать разная длина образуемых связей и разная величина энтальпии их образования, показывающая, что в углеводородах энергия связи раза в 4 ниже значения энергии, которой обладает углерод, образующий ион СОз2- [5, с. 6062]. Тогда альтернативой углекислому газу СО2 может служить угарный газ СО при значениях стандартной молярной энтальпии их образования ДН°2

= -393,51 кДж/моль и ДН01 = -110,52 кДж/моль соответственно [9, с.111]. Первый - участник естественных биохимических процессов, другой - последствие геохимических превращений в результате человеческой деятельности [2, 13]. 1. О двух оксидах: СО2 и СО в растительном царстве. Углекислый газ СО2 участвует в круговороте веществ биосферы: на основе угольной кислоты зелёными растениями осуществляется на свету фотосинтез углеводов - моно- и полисахаридов - с помощью белкового катализатора-хлорофилла. Активированный световыми фотонами хлорофилл расщепляет воду и высвобождает кислород, а водород восстанавливает фермент, необходимый для синтеза углеводов.

В самых общих чертах процесс фотосинтеза может быть описан уравнением:

хлорофилл

6 СО2 + 6 Н2О + энергия световых фотонов ^ Сб Н12О6 + 6 О2.

Молекула хлорофилла представляет собой оптически активный катализатор, содержащий 4 кольца-пиррола с 4-мя атомами азота, координированными к центральному атому М^ порфириновой структуры. Строение хлорофилла напоминает строение гема в гемоглобине (о котором пойдёт речь в

разделе 4 в связи с отличием поведения 2-х разновидностей атомов углерода), но отличается тем, что вместо атома железа он содержит центральный атом магния Mg. Эта биологическая молекула чётко демонстрирует свою упорядоченную насыщенность группами СН2 - СН3 , а значит возможность возникновения водородных связей углерода. Но в наших публикациях [3-6] о жизнеспособности биологических тканей именно углеродные водородные связи игнорировались в связи с низким единственным справочным значением потенциала ионизации углерода [9, с. 26]. Угарный газ СО образуется в результате техногенной деятельности человека при сжигании угля, нефти, нефтепродуктов, в частности бензина. Монооксид углерода растениями не потребляется, поэтому происходящее перенасыщение атмосферы угарным газом, поглощающим и удерживающим инфракрасное излучение, приводит к парниковому эффекту и гибели биосферы [2, 13]. Далее на основе понятия о дипольном строении атомов и пульсационном процессе взаимодействия диполей с эфиром [5, 6] сравним ди-польные структуры углекислого газа СО2 на рис.1 и угарного газа СО на рис.2.

Рис.1. Структура молекулы углекислого газа СО2, образованного асимметричным биогенным атомом

углерода [1; 5, с. 60].

Характер связей в молекуле СО2 - линейный, с углом связи 180°, в отличие от плоского треугольного с углом в 120° в ионе СО32- (рис. 3). Что представляет собой молекула угарного газа, образованная на основе абиогенного тетраэдрического атома углерода? Поскольку молекула СО образована атомом кислорода и бирадикалом абиогенного угле-

рода, то по идее углерод может быть двухвалентным, а связь двойной, образованной двумя парами пульсирующих диполей 6-а и 5-Ь с определённой частотой пульсации. Но так же не исключено и вполне возможно - и четырьмя парами соседних диполей: 6-а и 5-Ь , 4-с и 1-ё, пульсирующих со сниженной частотой. Двойная

Рис. 2. Структура угарного газа СО, образованного тетраэдрическим атомом абиогенного углерода (в центре [5, с.61]) с атомом кислорода (слева в другом масштабе [3, с.14]).

и четверная формы связи могут быть попеременно мерцающими. Переходы из одного состояния молекулы к другому трактуются как безизлуча-тельные переходы со сменой режимов частоты пульсации [10, с.6-7]. Эта мерцающая связь в литературе трактуется как тройная. Такую же тройную связь приписывают карбидам (по существу ацети-ленидам) щелочных и щелочноземельных металлов, не подозревая, что карбиды образованы абиогенным углеродом, так же циану [8, с.132, 134]. При менее свободных условиях нахождения СО, например, в замкнутом пространстве при уменьшении расстояния между молекулами (увеличении давления в газе) диполи с и d готовы служить образованию цепи С-С-С. Связи 4с и Ы разрываются, частота пульсации оставшихся связей изменяется. Например, в стеснённом пространстве эритроцита крови связь молекулы СО с атомом железа в гемоглобине осуществляется в результате разрыва связей 4с и Ы, так что диполи с и d углерода образуют двойную связь с атомом железа (раздел 4, рис. 4).

Химические связи обеих молекул: СО2 и угарного газа СО рассматриваются с позиции диполь-ного строения атомов: в связи с их дипольной структурой и режимом их взаимодействия с эфиром [3]. Исходя из величины стандартной молярной энергии образования , можно определить энергию связи Е атомов в одной молекуле Е = АН0 /N0, где N0 = 6,02.1023 1/моль - число Авогадро. Для молекулы СО2 Е2 = 4, 07 эВ, для молекулы СО Е1= 1,14 эВ. Обусловленный режимом пульсаций характер связей в рассмотренных двух оксидах на рисунках 1 и 2 энергетически очень разный. Более сильной связи в молекуле СО2 , нежели в СО, соответствует

большая частота пульсации связывающих атомных диполей V = Е / И , где И = 4,1359.1015 эВ.с - постоянная Планка. Для молекулы СО2 эта величина v2 = Е2 / И =1,56.1014 Гц. Для молекулы СО V: = Е 1 / И= 0,44.1014 Гц.

Но в самом атоме частота пульсации диполей V определяется энергией ионизации атома: \= Wион/ И ,

где h - постоянная Планка [5, с. 112]. Поэтому у двух разновидностей атома углерода с отличающимися частотами пульсации связи в молекулах с одним и тем же элементом (кислородом) не могут быть одинаковыми величины энергии их ионизации Wион. Какова частота пульсации диполей реагирующих атомов в свободном состоянии? Для атома кислорода она определена как Vо= 3,292.1015 рад/с = 5,24.1014 Гц [5, 6]. С углеродом сложнее: как показано, величина энергии ионизации биогенного углерода должна отличаться от таковой для абиогенного атома. Так какую из них дают для углерода в справочнике [9, с.26] по данным Энциклопедии Нефти и Газа как Wионl= 11,26 эВ? Полагая, что для абиогенного, снова фиксируем внимание на двух разных значениях молярной энтальпии образования [9, с.111]: АН10 = -110,52 кДж/моль для СО и АН20 = -393,51 кДж/моль для СО2. Сравнение этих величин в очередной раз подтверждает, что биогенный углерод образует более сильные химические связи по сравнению с абиогенным - почти в 4 раза (3,5727). Разница энергий составляет АН20 - АН10 = 283 кДж/моль, соответственно для каждых двух атомов: 2,93 эВ. Так какой должен быть потенциал ионизации у биогенного атома углерода? Не иначе, как ^^ион2 = 11,26 + 2,93 = 14, 19 эВ*. Это уже близко

к величине энергии ионизации СО2, составляющей 13,79 эВ [9, с.29], которая и должна быть чуть меньше предыдущей. В то же время значение энергии ионизации 11,406 эВ [9, с.29] молекулы ацетилена С2Н2 близко к справочному значению 11,26 эВ для атома углерода - абиогенного.

*Впервые сообщение о необходимости определения и найденном значении потенциала ионизации биогенного углерода опубликовано в Санкт-Петербурге 24.05.2018 года в газете «Новый Петербург» [1].

2. О новом качестве биогенного атома С в связи с новым значением Wион2 В аспекте оценки жизнеспособности биологических тканей нас будет интересовать частота пульсации атомов биогенного углерода как V 2 = "^он2 /й= 14,19 эВ /4,1359.1015 эВ.с= 3,43.1015 рад/с= 5,4.1014 Гц. Эта величина V2 уже очень близка к частоте пульсации атома водорода Vн =5,235.1014 Гц и атома кислорода Vо = 5,24.1014 Гц. И тогда с углеродом возможна водородная связь как резонанс амплитуд пульсаций углерода и водорода при близких их частотах. А молекула СО2 - очень гармоничное соединение, такое же гармоничное, как молекула воды Н2О с процессом почти совпадающих частот пульсации атома водорода Vн =5,235.1014 и кислорода с Vо=5,24.1014 Гц как основы жизнеспособности биологической

материи [3, 4]. Следовательно, биогенный атом углерода, оправдывая свою энергию ионизации ^^ион2= 14,19, участвует в образовании водородных связей как резонансе амплитуд пульсации реагирующих с водородом атомов наравне с кислородом и азотом, даже более интенсивно, чем азот. При потенциале ионизации "^он = 14,534 эВ азот имеет частоту пульсации диполей 3,514.1015 рад/с = 5,59.1014 Гц, более далёкую от частоты пульсации атома водорода Vн =5,235.1014 Гц, нежели у углерода с новым значением Wион2 =14.19 эВ. До этого определения авторами [3-6], ориентировавшимися на низкое значение потенциала ионизации углерода 11,26 эВ, в расчёте пульсационных характеристик атомов [6, с.136] незаслуженно игнорировалось активное участие биогенного углерода в формировании водородных связей живого, обусловливающее его биологические свойства. А можно ли проверить полученное значение Wион биогенного углерода, анализируя простейший природный карбонат естественного происхождения? Им может быть природный мел. Информация всегда под ногами, и даже не очень глубоко! 3. Природный мел как эталон биогенного углерода в карбонате кальция СаСОз . Покажем структуру молекулы природного карбоната кальция, построенную на основе атома асимметричного биогенного углерода [5, с. 60]:

Рис. 3. В основе природной молекулы карбоната кальция - ион СО32- с биогенным асимметричным

атомом углерода [1].

Мел имеет биологическое происхождение и состоит из обызвествлённого растительного планктона океанов, отмерших скелетов и раковин мельчайших моллюсков, оставшихся от мелового периода геологической истории земной коры. Это период 80 млн. летней давности. Молярная энтальпия образования кальцита Д Н=- 1206,8 кДж/моль [9, с. 74].

Но углекислый кальций может иметь и другое происхождение, не связанное с живым веществом, а достигаемое на основе карбида кальция при высокой температуре. Получаемая разновидность кальцита имеет такую же формулу: СаС2 +2О2 = СО +

СаСОз , но абиогенный углерод и другую энтальпию образования. Карбиды металлов всегда образованы абиогенным углеродом, поскольку в основе карбидов металлов, в том числе карбида кальция СаС2 , лежит углерод кокса или каменного угля [1, 2]. В чём проявятся различия в физических свойствах карбонатов природных и полученных из карбидов? Прежде всего - в оптических свойствах двух разновидностей атомов углерода, отражающих их атомную структуру. Биогенный углерод оптически активен, абиогенный углерод оптически неактивен. Известно, что при попытке Менделеева получить лабораторным синтезом нефтеподобные фракции на основе биогенного углерода природных

карбонатов (из углерода углеводов carbo-hydrates и белков) эксперимент показал отличие синтезированных нефтепродуктов от природных ископаемых нефтей (углерода углеводородов hydrocarbons) по оптическим свойствам [5, c. 68; 11, с.79].

4. Две разновидности углерода и их оксиды: СО И СО2 в животном мире

Различия в химических свойствах двух разновидностей атомов углерода очень рельефно обозначаются в процессе кровоснабжения живого организма, осуществляемого с помощью молекул пигмента крови гемоглобина, которыми заполнены эритроциты. Молекула гемоглобина состоит из 4-х белковых нитей, к каждой из которых прикреплена небелковая группа - гем , или порфирин железа, содержащий 1 атом железа (II). Функции белковой части и небелковой группы строго разграничены: каждый гем способен удерживать и переносить 1 молекулу кислорода в то время, как транспорт углекислого газа осуществляется белковыми нитями глобина. Гем содержит 4 кольца-пиррола с че-

В отличие от предыдущего, способность гемоглобина взаимодействовать с СО2 не связана с наличием атома Fe2+ , а определяется другими участками его молекулы - тяготеет к аминокислотному остатку белка, содержащему аналогичные биогенные атомы. Диоксид углерода выделяется в тканях и присоединяется к концевой альфа-аминогруппе каждой из 4-х полипептидных цепей глобина с образованием карбаминогемоглобина [7]. Переносится эритроцитами в токе крови к лёгким, через которые выдыхается. Различие поведения СО и СО2 по отношению к гемоглобину обусловлено различиями природы атомов углерода: в одном случае абиогенного, в другом - биогенного. Заключение. Участие двух разновидностей атомов углерода в реальных процессах биологической жизни растительного и животного царств приводит к выводу о разграничении сферы действия особенностей их атомного синтеза в разных звёздах определённым энергетическим показателем. Две разновидности

тырьмя атомами азота, координированными к центральному атому железа. Кислород в альвеолах лёгких присоединяется к атому железа гема донорно-акцепторной ковалентной связью: молекула кислорода О2 оказывается заключённой между атомом железа и с другой стороны - атомом азота N остатка гистидина (альфа-аминокислоты глобина) [7, с. 422]. Образуется оксигемоглобин, который переносится эритроцитами в токе крови к тканям организма, где гем отдаёт присоединённый кислород. Угарный газ монооксид СО, попадающий в лёгкие вместе с кислородом воздуха, использует его обычную связь контакта с атомом Fe , образуя в эритроцитах вместо оксигемоглобина карбоксигемогло-бин (рис. 4). Устойчивый комплекс СО с гемоглобином обладает химической связью в 250 раз более сильной, чем донорно-акцепторная связь в оксиге-моглобине между молекулой кислорода и ионом железа. Карбоксигемоглобин блокирует процесс транспортировки кровью кислорода из лёгких к другим тканям, что приводит к смерти организма. Таково ядовитое действие СО на живое!

= C -

атомов углерода с разными свойствами по отношению к живой материи обусловливаются двумя разными значениями потенциала их ионизации. Одно из них известно: это 11,26 эВ, а другое значение определено для биогенного углерода как 14,19 эВ [1]. Эти два значения лежат по разные стороны от потенциала ионизации Водорода: Whcb1 =11, 26 < Whcb н = 13, 598 эВ < Whoü = 14, 19 .

Этот вывод находится в согласии с предыдущими выводами авторов о причине явления свечения комет, обусловленного природой атомов солнечного происхождения и соответственной величиной потенциала ионизации кометных газов СН, С2 , СН2 , С 2 Н2 и др. [6, с. 340; 12].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Александров В.И., Безрук В.И., Виноградова М.Г., Скопич Н.Н. Снова о двух разновидностях атома углерода. Новый Петербург № 20 /2018 (24.05.2018). С. 5.

N

Рис. 4. Гем с карбоксигемоглобином. В основе соединения - комплекс Ев = С = О, в котором Ев двойная связь, образованная диполями с и й абиогенного углерода (рис.2).

2. Безрук В.И., Виноградова М.Г. Причина и следствие антагонизма биосферы Земли и земных недр. Norwegian Journal of Development of the International Science N18/2018. Часть 2. С. 29-35.

3. Vinogradova M. 2017. The base of substance properties forming - in dipole's interatomic structure and her interaction with ether. NJDIS N 11/ 2017. Part 1. P. 11-15.

4. Vinogradova M.G. New cosmogony about physical bases of vitality. IN SITU N12/2016. P. 5-10.

5. Виноградова М.Г. Среди тысяч звёзд. СПб.: Недра, 2009. 140 с.

6. Виноградова М.Г., Скопич Н.Н. В поисках родословной планеты Земля. СПб.: Алетейя, 2014. 447 с.

7. Slabaugh W., Parsons T. General Chemistry. New York.: John Willey and Son Inc., 1978. 550 p. Слейбо У., Персонс Т. Общая химия. М.: Мир, 1979. 550 с.

8. ХИМИЯ. Справочные материалы: Кн. для учащихся / Под ред. Ю.Д. Третьякова. М.: Просвещение, 1988. 224 с.

9. Рабинович В.А., Хавин Л.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1991. 432 с.

10. Vinogradova M.G. About varieties of intramolecular bonds with ether of oxygen atom. IN SITU No 3/ 2017. P. 4-7.

11. Воронцов В.В., Люфанов Л.Е. В сокровищнице земных недр. М.-Л.: Наука, 1966. 192 с.

12. Виноградова М.Г. Комета - как выплеск солнечной плазмы //Актуальные проблемы современной науки №4 (48): «Компания Спутник+», 2009. С. 179-185.

13. YouTube. МКУ 23.07.2014: Виноградова М.Г. и Скопич Н.Н. Решение кардинальной проблемы космогонии, 2014; Russian geographic society: New cosmogony. M. Vinogradova reports, 2013. Новая космогония. Доклад М. Виноградовой, 2012.

RELATIONSHIP OF THE RESULTS OF DETERMINATION OF THE CONTENT OF SOLID TRIACYLGYCIEROLES IN FATS BY METHODS OF NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE AND

DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY

Mazaeva V.

Junior researcher, laboratory for the study of the chemistry offat oil-fat production, Ukrainian Research Institute of Oils and Fats of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Karkiv

Golodnyak V.

Candidate of engineering sciences, consultant on metrology and standardization of the head of the research section, National Technical University "Kharkovsky Polytechnic Institute ", Karkiv

Demidov I.

Doctor of technical sciences, professor of the Department of Technology offats and fermentation products,

National Technical University "Kharkovsky Polytechnic Institute", Karkiv

Kovalenko, Z.

Candidate ofpharmaceutical sciences, associate professor, head of department fundamental and language

training, National Pharmaceutical University of Ukraine, Karkiv

Onopriyenko T.

Candidate of chemical sciences, associate professor of department fundamental and language training,

National Pharmaceutical University of Ukraine, Karkiv

СООТНОШЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТАТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ЖИРАХ МЕТОДАМИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ КАЛОРИМЕТРИИ.

Мазаева В.С.

Младший научный сотрудник, лаборатории исследований химии жиров масло-жировых производств, Украинский научно-исследовательский институт масел и жиров Национальной академии аграрных наук Украины, г. Харьков Голодняк В. А.

Кандидат технических наук, консультант по метрологии и стандартизации руководителя научно-

исследовательской части, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков

Демидов И.Н.

Доктор технических наук, профессор кафедры технологии жиров и продуктов брожения, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков

Коваленко З. И.

Кандидат фармацевтических наук, доцент, заведующая кафедрой фундаментальной и языковой подготовки, Национальный фармацевтический университет, г. Харьков

Оноприенко Т.А.

Кандидат химических наук, доцент кафедры фундаментальной и языковой подготовки,

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков