الكربون عنصر كيميائي برقم ذري (Z) يساوي 6 ، مما يعني أن الذرات التي يتكون منها تحتوي على ستة بروتونات في نواتها. كتلته المولية 12011 جم / مول وفي الطبيعة تم العثور على ثلاثة نظائر للكربون ، وهي: o الكربون 12, الكربون 13 و الكربون 14. يحتوي C-12 على ستة بروتونات وستة نيوترونات في النواة وهو الأكثر وفرة.
ذرة الكربون 12 التوضيح
يحتوي C-13 على سبعة نيوترونات وهو الأقل وفرة (1.01 إلى 1.14٪). يحتوي C-14 على ثمانية نيوترونات وهو a عنصر مشع التي تنبعث منها جسيمات (إلكترونات) ، تتشكل في طبقة الستراتوسفير للأرض عندما تقصف نيوترونات الأشعة الكونية النيتروجين -14 الموجود في هذه الطبقات العليا من الغلاف الجوي. تم دمجها من قبل جميع النباتات والحيوانات ، ومع العلم أن نصف عمرها حوالي 5730 سنة ، يتم استخدامها لتحديد عمر الحفريات بين 100 و 40000 سنة. يمكن رؤية مزيد من التفاصيل حول C-14 وتقنية المواعدة في النص. ما هو الكربون 14؟
الكربون رباعي التكافؤ ، أي أنه يحتاج إلى أربعة بروتونات أخرى في طبقة التكافؤ (الطبقة الخارجية) للامتثال لقاعدة الثمانيات. لذلك ، عادة ما تصنع أربعة روابط تساهمية ، تتقاسم أربعة أزواج من الإلكترونات مع عناصر أخرى بالإضافة إلى الكربونات الأخرى. يمكن أن تكون هذه الروابط مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية وتؤدي إلى تكوين ملايين المركبات المختلفة. لهذا السبب ، تم إنشاء منطقة الكيمياء ، و
الكيمياء العضوية، الذي يدرس المركبات الرئيسية المشتقة من الكربون ، باستثناء بعض الحالات التي تكون من أصل معدني ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2)يا أول أكسيد الكربون (CO)يا كربونات الكالسيوم (CaCO3)، كربونات هيدروجين الصوديوم أو بيكربونات الصوديوم (NaHCO3)، بين الاخرين. تمت دراسة هذه المركبات في الكيمياء غير العضوية.يقوم الكربون بالتآصل ، مكونًا مواد بسيطة ، أي المواد التي تتكون فقط من الروابط بين ذرات الكربون. هناك ما لا يقل عن سبعة متآصلات من الكربون ، وهي الجرافيت (ألفا وبيتا) ، الماس ، لونسداليت (الماس السداسي) ، شويت ، الكربون (السادس) والفوليرين. يوجد في الواقع عدة أنواع من الفوليرينات ، وهي أشكال متآصلة اصطناعية من الكربون. لديهم هيكل متعدد السطوح مع ذرة كربون في كل قمة ومثال على ذلك ج60 اتصل بكمنستر فوليرين، وهيكلها يشبه كرة القدم.
كربون -60 (باكمينستر فوليرين)
ومع ذلك ، من بين هذه المتآصلات للكربون ، هناك نوعان فقط طبيعيان. الجرافيتإنه من الماس. إنها تختلف فقط من خلال الترتيب البلوري للذرات في الفضاء ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، وهذا يؤدي إلى خصائص فيزيائية كيميائية مختلفة تمامًا. اقرأ النص تآصل الكربون للمزيد من المعلومات.
الشكلان الطبيعيان للكربون هما الجرافيت والماس.
شكل تآصل اصطناعي آخر من الكربون هو الأنابيب النانوية (الصورة أدناه) التي لها تطبيقات بيولوجية واسعة ، بما في ذلك التشخيص والعلاج الطبي.
رسم توضيحي لأنبوب نانوي كربوني مجهري
هكذا، الكربون موجود في كل شيء حولنا وداخلنا، لأنه يؤلف مركبات عضوية طبيعية - مثل الوقود الأحفوري ، والذي يشمل النفط والفحم والغاز الطبيعي وأنواع الوقود الأخرى مثل الإيثانول والوقود الحيوي - المنتجات الزراعية ، من بين أمور أخرى. الشكل أيضا المركبات العضوية الاصطناعية، مثل الألياف الاصطناعية التي تتكون منها الأقمشة والأدوية والبوليمرات التي تصنع البلاستيك والمطاط والمبيدات الحشرية والأصباغ وغير ذلك الكثير. في داخلنا ، الحيوانات والخضروات ، يشكل الكربون مركبات مهمة جدًا ، مثل الكربوهيدرات ، مثل السكر والجلوكوز والسليلوز ؛ البروتينات التي تشكل ، على سبيل المثال ، الحمض النووي ، مع الدهون تشكل أغشية خلايا الدم الحمراء وخلايا الدم البيضاء.
كل هذا يوضح أهمية الكربون في الحفاظ على الحياة. لكنها ارتبطت أيضًا بالجوانب السلبية ، مثل تكثيف الاحتباس الحراري وما يترتب على ذلك الاحتباس الحرارى، وذلك لأن الشرير الرئيسي لهذه المشاكل هو مركب ثاني أكسيد الكربون (CO2). ويرجع ذلك أساسًا إلى الاحتراق الكبير للوقود الأحفوري الذي يطلق هذا الغاز ، وهو تركيز ثاني أكسيد الكربون2 في الغلاف الجوي. كغاز من غازات الاحتباس الحراري ، فإنه يسبب المشاكل المذكورة أعلاه. من ناحية أخرى ، يوجد ثاني أكسيد الكربون أيضًا في التفاعلات الحيوية مثل التمثيل الضوئي والتنفس.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono.htm