คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม (Z) เท่ากับ 6 ซึ่งหมายความว่าอะตอมที่ก่อตัวขึ้นนั้นมีโปรตอนหกตัวในนิวเคลียส มวลโมลาร์ของมันคือ 12,011 ก./โมล และพบไอโซโทปของคาร์บอนสามไอโซโทปในธรรมชาติ ได้แก่ o คาร์บอน-12, คาร์บอน-13 และ คาร์บอน-14. C-12 มีโปรตอนหกตัวและนิวตรอนหกตัวในนิวเคลียสและมีมากที่สุด
ภาพประกอบอะตอมคาร์บอน-12
C-13 มีเจ็ดนิวตรอนและมีความอุดมสมบูรณ์น้อยที่สุด (1.01 ถึง 1.14%) C-14 มีแปดนิวตรอนและเป็น ธาตุกัมมันตรังสี ซึ่งปล่อยอนุภาค β (อิเล็กตรอน) ซึ่งก่อตัวขึ้นในชั้นสตราโตสเฟียร์ของโลกเมื่อรังสีคอสมิกนิวตรอนทิ้งระเบิดไนโตรเจน-14 ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศชั้นบนเหล่านี้ พืชและสัตว์ทุกชนิดรวมเข้าไว้ด้วยกัน และเมื่อรู้ว่าครึ่งชีวิตของมันอยู่ที่ 5730 ปี มันถูกใช้เพื่อกำหนดอายุของฟอสซิลระหว่าง 100 ถึง 40,000 ปี รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ C-14 และเทคนิคการออกเดทสามารถอ่านได้ในข้อความ Carbon-14 คืออะไร?
คาร์บอนมีลักษณะเตตระวาเลนต์ กล่าวคือ มันต้องการโปรตอนอีกสี่ตัวในชั้นเวเลนซ์ (ชั้นนอกสุด) เพื่อให้เป็นไปตามกฎออคเต็ต ดังนั้นจึงมักจะสร้างพันธะโควาเลนต์สี่พันธะ แบ่งอิเล็กตรอนสี่คู่กับธาตุอื่นและคาร์บอนอื่นๆ พันธะเหล่านี้สามารถเป็นแบบเดี่ยว สองเท่า หรือสามเท่า และส่งผลให้เกิดสารประกอบต่างๆ ได้หลายล้านชนิด ด้วยเหตุนี้ พื้นที่ของวิชาเคมีจึงถูกสร้างขึ้นคือ
เคมีอินทรีย์ซึ่งศึกษาสารประกอบหลักที่ได้จากคาร์บอน ยกเว้นในบางกรณีที่มีแหล่งกำเนิดแร่ เช่น such คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), O คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), O แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3), โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตหรือ โซเดียมไบคาร์บอเนต (NaHCO3) ระหว่างผู้อื่น สารประกอบเหล่านี้ได้รับการศึกษาใน เคมีอนินทรีย์.คาร์บอนดำเนินการ allotropy ก่อตัวเป็นสารง่าย ๆ นั่นคือสารที่เกิดขึ้นจากพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น มีคาร์บอนอย่างน้อยเจ็ด allotropes ซึ่ง ได้แก่ กราไฟต์ (อัลฟาและเบตา) เพชร lonsdaleite (เพชรหกเหลี่ยม) chaoite คาร์บอน (VI) และฟูลเลอรีน ที่จริงแล้วมีฟูลเลอรีนหลายประเภทซึ่งเป็นคาร์บอนสังเคราะห์ในรูปแบบอัลโลทรอปิก พวกมันมีโครงสร้างหลายหน้าที่มีอะตอมของคาร์บอนที่จุดยอดแต่ละจุดและตัวอย่างคือ ค60 เรียกว่า buckminsterfullereneและโครงสร้างดูเหมือนลูกฟุตบอล
คาร์บอน-60 (บัคมินสเตอร์ฟูลเลอรีน)
อย่างไรก็ตาม ในบรรดา allotropes ของคาร์บอน มีเพียงสองชนิดเท่านั้นที่เป็นธรรมชาติ กราไฟท์มาจาก เพชร. พวกมันต่างกันเพียงการจัดเรียงผลึกของอะตอมในอวกาศเท่านั้น ดังแสดงในรูปด้านล่าง และส่งผลให้คุณสมบัติทางเคมีกายภาพแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง อ่านข้อความ allotropy คาร์บอน สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม.
คาร์บอนในรูปแบบ allotropic ตามธรรมชาติสองรูปแบบคือกราไฟต์และเพชร
อีกรูปแบบหนึ่งของคาร์บอน allotropic สังเคราะห์คือ ท่อนาโน (ภาพด้านล่าง) ที่มีการประยุกต์ทางชีวภาพในวงกว้าง รวมถึงการวินิจฉัยและการรักษาทางการแพทย์
ภาพประกอบของท่อนาโนคาร์บอนด้วยกล้องจุลทรรศน์
ดังนั้น คาร์บอนมีอยู่ในทุกสิ่งรอบตัวเราและในตัวเราเพราะเขาแต่ง สารประกอบอินทรีย์ธรรมชาติ — เช่น เชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งรวมถึงน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ และเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น เอทานอลและเชื้อเพลิงชีวภาพ รวมถึงผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เป็นต้น รูปร่างด้วย สารประกอบอินทรีย์สังเคราะห์เช่น เส้นใยสังเคราะห์ที่ประกอบเป็นผ้า ยารักษาโรค โพลีเมอร์ที่ประกอบเป็นพลาสติกและยาง ยาฆ่าแมลง สีย้อม และอื่นๆ อีกมากมาย ภายในตัวเรา สัตว์และผัก คาร์บอนเป็นสารประกอบที่สำคัญมาก เช่น คาร์โบไฮเดรต เช่น น้ำตาล กลูโคส และเซลลูโลส โปรตีนที่ก่อตัวขึ้น เช่น ดีเอ็นเอ และร่วมกับลิพิดทำให้เกิดเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงและเซลล์เม็ดเลือดขาว
ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของคาร์บอนในการดำรงชีวิต แต่ก็ยังมีความเกี่ยวข้องกับด้านลบ เช่น การเพิ่มความเข้มข้นของ ภาวะเรือนกระจก และผลที่ตามมา ภาวะโลกร้อนเนื่องจากตัวร้ายหลักของปัญหาเหล่านี้คือสารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2). สาเหตุหลักมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมากที่ปล่อยก๊าซนี้ ความเข้มข้นของCO2 ในชั้นบรรยากาศได้เพิ่มขึ้น เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกทำให้เกิดปัญหาดังกล่าว ในทางกลับกัน คาร์บอนไดออกไซด์ก็มีอยู่ในปฏิกิริยาที่สำคัญ เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono.htm
