نافلز کربن

خلاصه :

کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی با نشان C و عدد اتمی ۶ است. عنصری غیر فلزی و فراوان، چهارظرفیتی و دارای چندین دگرشکل است. چنین کربنی همسانگرد و مانند شیشه محکم است. لایه‌های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده‌اند، بلکه مانند کاغذ خرد شده می‌باشند. نوع خالص و متراکم آن الماس و نوع نرم و غیر متراکم آن گرافیت است.

دگرشکل‌های کربن

الماس، سخت‌ترین کانی شناخته‌شده و دارای بالاترین سرعت صوت و رسانایی گرمایی در میان مواد

گرافیت، یکی از نرم‌ترین مواد است که در نوک مداد از ان استفاده شده‌است.

فولرن، مولکول‌هایی در حد بیلیونیوم متر هستند و اشکال مختلفی دارند.

کربن به دلایل زیادی قابل توجه‌است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم‌ترین (گرافیت) و یکی از سخت‌ترین (الماس) مواد شناخته شده توسط انسان است. افزون بر این، کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن، داشته و اندازهٔ بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را به‌وجود می‌آورد. این خصوصیات باعث شکل‌گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده‌است. ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می‌سازند و چرخهٔ کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تأمین می‌کند.

کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده‌است و تا آنجا که می‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت. عمده‌ترین کاربرد اقتصادی کربن، فرم هیدروکربنها می‌باشد که قابل توجه‌ترین آن‌ها سوختهای فسیلی، گاز متان و نفت خام است. نفت خام در صنعت پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهم‌ترین آن‌ها بنزین، گازوئیل و نفت سفید بکار می‌رود که از طریق فرایند تقطیر در پالایشگاه‌ها بدست می‌آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی، که بسیاری از آن‌ها در مجموع پلاستیک نامیده می‌شوند، شکل می‌گیرد. 

گرافیت در ترکیب با خاک رس به‌عنوان مغز مداد بکار می‌رود.

الماس جهت تزئین ونیز در مته‌ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده‌است کاربرد دارد.

برای تولید آلیاژ فولاد، به آهن کربن اضافه می‌کنند.

کربن در میله کنترل در واکنشگاه‌های اتمی بکار می‌رود. این میله ها باعث تخلیه ی نوترون های اضافی اورانیوم برای تهیه ی انرژی هسته ای می شود.

گرافیت به شکل پودر و سفت شده به‌عنوان زغال چوب برای پخت غذا، در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قرص‌های زغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده‌اند.

ترکیبات غیر آلی

معروف‌ترین اکسید کربن، دی‌اکسید کربن (CO2) است که به مقدار کمتری در اتمسفر زمین وجود دارد. این اکسید توسط موجودات زنده، و برخی موارد دیگر تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب مقدار کمی اسید کربنیک تولید می‌کند اما دی‌اکسید کربن مانند بیشتر ترکیباتی که دارای پیوندهای ساده چندگانه با اکسیژن‌های روی یک کربن هستند، ناپایدار است.

چرخهٔ کربن

فرایند مداوم ترکیب و آزادسازی کربن و اکسیژن که در آن انرژی و حرارت ذخیره و دفع می‌شود را چرخه کربن می‌گویند. فروگشت (کاتابولیسم) + فراگشت (آنابولیسم) = دگرگشت (متابولیسم).

هشدارها

ترکیبات کربن گستره وسیعی از آثار سمی دارند. مونوکسید کربن (C O) موجود در اگزوز موتورهای درون‌سوز و سیانید (CN) که گاهی اوقات در آلودگی‌های معدنی وجود دارد برای پستانداران بسیار سمی هستند. بسیاری از ترکیبات دیگر کربن نه تنها سمی نیستند بلکه در واقع برای زیست ضروری می‌باشند. گازهای آلی مثل اتیلن (H2C=CH2) و اتان و (HCCH)، و متان (CH₄) در صورت مخلوط شدن با هوا قابلیت انفجار و اشتعال خطرناکی پیدا می‌کنند.