Ο άνθρακας είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό (Z) ίσο με 6, που σημαίνει ότι τα άτομα που το σχηματίζουν έχουν έξι πρωτόνια στον πυρήνα τους. Η μοριακή του μάζα είναι 12.011 g / mol και στη φύση βρίσκονται τρία ισότοπα άνθρακα, τα οποία είναι: o άνθρακας-12, άνθρακας-13 και άνθρακας-14. Το C-12 έχει έξι πρωτόνια και έξι νετρόνια στον πυρήνα και είναι το πιο άφθονο.
απεικόνιση ατόμων άνθρακα-12
Το C-13 έχει επτά νετρόνια και είναι το λιγότερο άφθονο (1,01 έως 1,14%). Το C-14 έχει οκτώ νετρόνια και είναι ένα ραδιενεργό στοιχείο που εκπέμπει β σωματίδια (ηλεκτρόνια), που σχηματίζονται στη στρατόσφαιρα της Γης όταν τα νετρόνια των κοσμικών ακτίνων βομβαρδίζουν το άζωτο-14 που υπάρχει σε αυτά τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Ενσωματώνεται από όλα τα φυτά και τα ζώα και, γνωρίζοντας ότι ο χρόνος ημιζωής του είναι περίπου 5730 χρόνια, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ηλικίας των απολιθωμάτων μεταξύ 100 και 40.000 ετών. Περισσότερες λεπτομέρειες για το C-14 και την τεχνική γνωριμιών μπορείτε να δείτε στο κείμενο. Τι είναι το Carbon-14;
Ο άνθρακας είναι τετρασθενής, δηλαδή χρειάζεται τέσσερα ακόμη πρωτόνια στο στρώμα σθένους (εξώτατο στρώμα) για να υπακούσει στον κανόνα οκτάδας. Επομένως, συνήθως δημιουργεί τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς, μοιράζονται τέσσερα ζεύγη ηλεκτρονίων με άλλα στοιχεία καθώς και άλλους άνθρακες. Αυτοί οι δεσμοί μπορούν να είναι μονές, διπλές ή τριπλές και έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό εκατομμυρίων διαφορετικών ενώσεων. Για το λόγο αυτό, δημιουργήθηκε μια περιοχή Χημείας, η Οργανική χημεία, η οποία μελετά τις κύριες ενώσεις που προέρχονται από άνθρακα, με εξαίρεση ορισμένες περιπτώσεις που είναι ορυκτής προέλευσης, όπως διοξείδιο του άνθρακα (CO2)Ο μονοξείδιο του άνθρακα (CO)Ο ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3), όξινο ανθρακικό νάτριο ή όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO3), μεταξύ άλλων. Αυτές οι ενώσεις μελετώνται στο Ανόργανη χημεία.
Ο άνθρακας εκτελεί αλλοτροπία, σχηματίζοντας απλές ουσίες, δηλαδή ουσίες που σχηματίζονται μόνο από δεσμούς μεταξύ ατόμων άνθρακα. Υπάρχουν τουλάχιστον επτά αλλότροπες άνθρακα, οι οποίες είναι γραφίτης (άλφα και βήτα), διαμάντι, lonsdaleite (εξαγωνικό διαμάντι), χαοϊίτης, άνθρακας (VI) και φουλλερένια. Υπάρχουν στην πραγματικότητα διάφοροι τύποι φουλερενών, που είναι συνθετικές αλλοτροπικές μορφές άνθρακα. Έχουν πολυεδρική δομή με άτομο άνθρακα σε κάθε κορυφή και ένα παράδειγμα είναι το ΝΤΟ60 που ονομάζεται κουταλοσουλφενίνη, και η δομή του μοιάζει με μπάλα ποδοσφαίρου.
Carbon-60 (κουταλοσουλφλερίνη)
Ωστόσο, μεταξύ αυτών των αλλοτρόπων άνθρακα, υπάρχουν μόνο δύο που είναι φυσικά. γραφίτηςΕίναι από Διαμάντι. Διαφέρουν μόνο από την κρυσταλλική διάταξη των ατόμων στο διάστημα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, και αυτό έχει ως αποτέλεσμα εντελώς διαφορετικές φυσικοχημικές ιδιότητες. Διάβασε το κείμενο αλλοτροπία άνθρακα Για περισσότερες πληροφορίες.
Οι δύο φυσικές αλλοτροπικές μορφές άνθρακα είναι ο γραφίτης και το διαμάντι.
Μια άλλη συνθετική αλλοτροπική μορφή άνθρακα είναι η νανοσωλήνες (παρακάτω εικόνα) που έχουν ευρείες βιολογικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων ιατρικών διαγνωστικών και θεραπειών.
Απεικόνιση ενός μικροσκοπικού νανοσωλήνα άνθρακα
Ετσι, Ο άνθρακας υπάρχει σε όλα γύρω μας και μέσα μας, γιατί συνθέτει φυσικές οργανικές ενώσεις - όπως τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία περιλαμβάνουν το πετρέλαιο, τον άνθρακα και το φυσικό αέριο, και άλλα καύσιμα όπως η αιθανόλη και τα βιοκαύσιμα - γεωργικά προϊόντα, μεταξύ άλλων. σχήμα επίσης συνθετικές οργανικές ενώσεις, όπως συνθετικές ίνες που συνθέτουν υφάσματα, φάρμακα, πολυμερή που συνθέτουν πλαστικά και λάστιχα, εντομοκτόνα, βαφές και πολλά άλλα. Μέσα σε εμάς, ζώα και λαχανικά, ο άνθρακας σχηματίζει πολύ σημαντικές ενώσεις, όπως υδατάνθρακες, όπως ζάχαρη, γλυκόζη και κυτταρίνη. οι πρωτεΐνες που σχηματίζουν, για παράδειγμα, DNA και μαζί με τα λιπίδια σχηματίζουν τις μεμβράνες των ερυθρών αιμοσφαιρίων και των λευκών αιμοσφαιρίων.
Όλα αυτά δείχνουν τη σημασία του άνθρακα για τη διατήρηση της ζωής. Αλλά έχει επίσης συσχετιστεί με αρνητικές πτυχές, όπως η εντατικοποίηση του το φαινόμενο του θερμοκηπίου και το επακόλουθο παγκόσμια υπερθέρμανσηΑυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο κύριος κακοποιός αυτών των προβλημάτων είναι η ένωση διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Κυρίως λόγω της μεγάλης καύσης ορυκτών καυσίμων που απελευθερώνουν αυτό το αέριο, τη συγκέντρωση CO2 στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί. Ως αέριο θερμοκηπίου, προκαλεί τα προβλήματα που αναφέρονται. Από την άλλη πλευρά, το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει επίσης σε ζωτικές αντιδράσεις όπως η φωτοσύνθεση και η αναπνοή.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono.htm
