Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit einer Ordnungszahl (Z) gleich 6, was bedeutet, dass die Atome, die es bilden, sechs Protonen in ihrem Kern haben. Seine Molmasse beträgt 12.011 g/mol und drei Kohlenstoffisotope kommen in der Natur vor, und zwar: o Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14. C-12 hat sechs Protonen und sechs Neutronen im Kern und ist am häufigsten.
Kohlenstoff-12-Atom-Abbildung
C-13 hat sieben Neutronen und ist am seltensten vorhanden (1,01 bis 1,14%). Das C-14 hat acht Neutronen und ist a radioaktives Element die β-Teilchen (Elektronen) emittiert und in der Stratosphäre der Erde gebildet wird, wenn Neutronen der kosmischen Strahlung den Stickstoff-14 in diesen oberen Schichten der Atmosphäre bombardieren. Es wird von allen Pflanzen und Tieren eingebaut und wird mit einer Halbwertszeit von etwa 5730 Jahren verwendet, um das Alter von Fossilien zwischen 100 und 40.000 Jahren zu bestimmen. Weitere Details zu C-14 und der Datierungstechnik sind dem Text zu entnehmen. Was ist Kohlenstoff-14?
Kohlenstoff ist vierwertig, d. h. er benötigt in seiner Valenzschicht (äußerste Schicht) vier weitere Protonen, um der Oktettregel zu gehorchen. Daher geht es normalerweise vier kovalente Bindungen ein und teilt vier Elektronenpaare mit anderen Elementen sowie anderen Kohlenstoffen. Diese Bindungen können einfach, doppelt oder dreifach sein und führen zur Bildung von Millionen verschiedener Verbindungen. Aus diesem Grund wurde ein Bereich der Chemie geschaffen, der Organische Chemie, das die wichtigsten von Kohlenstoff abgeleiteten Verbindungen untersucht, mit Ausnahme einiger Fälle, die mineralischen Ursprungs sind, wie z Kohlendioxid (CO2), Ö Kohlenmonoxid (CO), Ö Calciumcarbonat (CaCO3), Natriumhydrogencarbonat oder Natriumbicarbonat (NaHCO3), zwischen anderen. Diese Verbindungen werden untersucht in Anorganische Chemie.
Kohlenstoff führt Allotropie durch und bildet einfache Substanzen, dh Substanzen, die nur durch Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen gebildet werden. Es gibt mindestens sieben Allotrope von Kohlenstoff, nämlich Graphit (Alpha und Beta), Diamant, Lonsdaleit (sechseckiger Diamant), Chaoit, Kohlenstoff (VI) und Fullerene. Es gibt tatsächlich mehrere Arten von Fullerenen, bei denen es sich um synthetische allotrope Formen von Kohlenstoff handelt. Sie haben eine polyedrische Struktur mit einem Kohlenstoffatom an jedem Scheitelpunkt und ein Beispiel ist die Ç60 namens Buckminsterfulleren, und seine Struktur sieht aus wie ein Fußball.
Kohlenstoff-60 (Buckminsterfulleren)
Unter diesen Allotropen von Kohlenstoff gibt es jedoch nur zwei, die natürlich sind. GraphitEs ist von Diamant. Sie unterscheiden sich nur durch die kristalline Anordnung der Atome im Raum, wie in der Abbildung unten gezeigt, und daraus resultieren völlig unterschiedliche physikalisch-chemische Eigenschaften. Lies den Text Kohlenstoffallotropie für mehr Informationen.
Die beiden natürlichen allotropen Formen von Kohlenstoff sind Graphit und Diamant.
Eine andere synthetische allotrope Form von Kohlenstoff ist der Nanoröhren (Bild unten), die breite biologische Anwendungen haben, einschließlich medizinischer Diagnostik und Behandlungen.
Illustration einer mikroskopischen Kohlenstoff-Nanoröhre
So, Kohlenstoff ist in allem um uns herum und in uns vorhanden, weil er komponiert natürliche organische Verbindungen — fossile Brennstoffe, zu denen Öl, Kohle und Erdgas gehören, und andere Brennstoffe wie Ethanol und Biokraftstoffe – unter anderem landwirtschaftliche Produkte. auch formen synthetische organische Verbindungen, wie synthetische Fasern, aus denen Stoffe bestehen, Medikamente, Polymere, aus denen Kunststoffe und Kautschuke bestehen, Insektizide, Farbstoffe und vieles mehr. In uns, Tieren und Gemüse, bildet Kohlenstoff sehr wichtige Verbindungen, wie Kohlenhydrate, wie Zucker, Glukose und Zellulose; die Proteine, die zum Beispiel DNA bilden und zusammen mit Lipiden die Membranen der roten und weißen Blutkörperchen bilden.
All dies zeigt die Bedeutung von Kohlenstoff für die Erhaltung des Lebens. Aber es wurde auch mit negativen Aspekten in Verbindung gebracht, wie der Intensivierung der Treibhauseffekt und die daraus resultierende ErderwärmungDies liegt daran, dass der Hauptschurke dieser Probleme seine Kohlendioxidverbindung (CO compound2). Vor allem aufgrund der großen Verbrennung fossiler Brennstoffe, die dieses Gas freisetzen, ist die CO .-Konzentration2 in der Atmosphäre hat zugenommen. Als Treibhausgas verursacht es die oben genannten Probleme. Andererseits ist Kohlendioxid auch in lebenswichtigen Reaktionen wie der Photosynthese und Atmung vorhanden.
Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono.htm
