المحتوى
يمثل الكربون واحدًا من أكثر العناصر الكيميائية وفرة على وجه الأرض ويحتل كتلته المرتبة الثانية بعد الأكسجين. تدين الحياة على الأرض بوجود الكربون ، لأنها الأساس الكيميائي لجميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. بسبب إلكترونات التكافؤ الأربعة ، ترتبط جزيئات الكربون بالأكسجين والهيدروجين والنيتروجين. يرتبط الكربون أيضًا بالفوسفور والكبريت لتشكيل اللبنات الكيميائية الحيوية التي تشمل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. بدون الكربون ، لن يكون البشر موجودين بالشكل الذي يفعلونه اليوم.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
تشمل خصائص الكربونات قدرتها على الارتباط مع الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت. تعتبر المركبات الكيميائية الحيوية الكربونية ضرورية لجميع أشكال الحياة على الكوكب. نظرًا لقدرته على الترابط ، يمكن أن يشكل الكربون روابط تساهمية مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية مع ذرات أخرى.
الأشكال المادية المتعددة
كعنصر كيميائي حيوي التآثر ، يوجد الكربون في أشكال فيزيائية متعددة ، على الرغم من أنها متشابهة كيميائيا. يوجد الكربون كغرافيت أو ماس أو بقايا كربون متخلفة عندما تتعرض المركبات القائمة على الكربون للحرارة والضغط. يتميز الجرافيت ، الموجود في هيكل شبيه بالورقة ، بالنعومة ويقوم بتوصيل الكهرباء. على النقيض من ذلك ، فإن الماس صعب للغاية ، ولا يوصل الكهرباء وهو خامل. تشمل بقايا الكربون الفحم والفحم وغيرها من المواد التي يستخدمها البشر في الطاقة.
هيكل ذرة الكربون
تمتلك ذرة الكربون المستقرة ستة بروتونات وستة نيوترونات وستة إلكترونات ، مما ينتج كتلة ذرية تبلغ 12.011 ويجلس في المرتبة السادسة على جدول العناصر الدورية. توجد أربعة من إلكتروناتها في الغلاف الخارجي للذرة ، في حين يوجد الاثنان الآخران في الغلاف الداخلي. تشكل جزيئات الحالة الصلبة المكونة من ذرات كربون مرتبطة فقط أشكال رباعي السطوح أو سداسية ، اعتمادًا على الحالة المادية للمادة.
الخواص الكيميائية
يحترق الكربون في الأكسجين لإنشاء ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. يمكن أن يشكل الكربون أيضًا كربيدًا عند تسخينه باستخدام أكاسيد. على سبيل المثال ، يتم تسخين أكسيد الكالسيوم مع الكربون كربيد الكالسيوم وأول أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل مركبات الكربون مثل أول أكسيد الكربون كعامل اختزال للأكاسيد المعدنية. على سبيل المثال ، يؤدي تطبيق الحرارة الشديدة من مصدر مثل الفرن إلى أكسيد الحديديك في بيئة أول أكسيد الكربون إلى تقليل أكسيد الحديد إلى الحديد.
سلاسل الكربون
يمكن أن يشكل الكربون سلاسل من الكربون في روابط مفردة ومزدوجة وثلاثية مع ذرات الكربون الأخرى. تسمى هذه العملية بالتسلسل ، وهي الأساس لإنشاء المركبات العضوية ودراسة الكيمياء العضوية. على الرغم من أن العناصر الأخرى مثل السيليكون أو الجرمانيوم قادرة على تحديد مستوى محدود ، يمكن أن يشكل الكربون أيضًا سلاسل ذات حجم غير محدود. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للكربون فقط أن يرتب روابط ثنائية وثلاثية بينما العناصر الأخرى يمكن أن تشكل روابط واحدة فقط.