كربون

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
نيتروجينكربونبورون
-

C

Si
Element 1: هيدروجين (H), لا فلز
Element 2: هيليوم (He), غاز نبيل
Element 3: ليثيوم (Li), فلز قلوي
Element 4: بيريليوم (Be), فلز قلوي ترابي
Element 5: بورون (B), شبه فلز
Element 6: كربون (C), لا فلز
Element 7: نيتروجين (N), لا فلز
Element 8: أكسجين (O), لا فلز
Element 9: فلور (F), هالوجين
Element 10: نيون (Ne), غاز نبيل
Element 11: صوديوم (Na), فلز قلوي
Element 12: مغنسيوم (Mg), فلز قلوي ترابي
Element 13: ألومنيوم (Al), فلز ضعيف
Element 14: سليكون (Si), شبه فلز
Element 15: فسفور (P), لا فلز
Element 16: كبريت (S), لا فلز
Element 17: كلور (Cl), هالوجين
Element 18: أرغون (Ar), غاز نبيل
Element 19: بوتاسيوم (K), فلز قلوي
Element 20: كالسيوم (Ca), فلز قلوي ترابي
Element 21: سكانديوم (Sc), فلز انتقالي
Element 22: تيتانيوم (Ti), فلز انتقالي
Element 23: فاناديوم (V), فلز انتقالي
Element 24: كروم (Cr), فلز انتقالي
Element 25: منغنيز (Mn), فلز انتقالي
Element 26: حديد (Fe), فلز انتقالي
Element 27: كوبالت (Co), فلز انتقالي
Element 28: نيكل (Ni), فلز انتقالي
Element 29: نحاس (Cu), فلز انتقالي
Element 30: زنك (Zn), فلز انتقالي
Element 31: غاليوم (Ga), فلز ضعيف
Element 32: جرمانيوم (Ge), شبه فلز
Element 33: زرنيخ (As), شبه فلز
Element 34: سيلينيوم (Se), لا فلز
Element 35: بروم (Br), هالوجين
Element 36: كريبتون (Kr), غاز نبيل
Element 37: روبيديوم (Rb), فلز قلوي
Element 38: سترونشيوم (Sr), فلز قلوي ترابي
Element 39: إتريوم (Y), فلز انتقالي
Element 40: زركونيوم (Zr), فلز انتقالي
Element 41: نيوبيوم (Nb), فلز انتقالي
Element 42: موليبدنوم (Mo), فلز انتقالي
Element 43: تكنيشيوم (Tc), فلز انتقالي
Element 44: روثينيوم (Ru), فلز انتقالي
Element 45: روديوم (Rh), فلز انتقالي
Element 46: بالاديوم (Pd), فلز انتقالي
Element 47: فضة (Ag), فلز انتقالي
Element 48: كادميوم (Cd), فلز انتقالي
Element 49: إنديوم (In), فلز ضعيف
Element 50: قصدير (Sn), فلز ضعيف
Element 51: إثمد (Sb), شبه فلز
Element 52: تيلوريوم (Te), شبه فلز
Element 53: يود (I), هالوجين
Element 54: زينون (Xe), غاز نبيل
Element 55: سيزيوم (Cs), فلز قلوي
Element 56: باريوم (Ba), فلز قلوي ترابي
Element 57: لانثانوم (La), لانثانيدات
Element 58: سيريوم (Ce), لانثانيدات
Element 59: براسوديميوم (Pr), لانثانيدات
Element 60: نيوديميوم (Nd), لانثانيدات
Element 61: بروميثيوم (Pm), لانثانيدات
Element 62: ساماريوم (Sm), لانثانيدات
Element 63: يوروبيوم (Eu), لانثانيدات
Element 64: غادولينيوم (Gd), لانثانيدات
Element 65: تربيوم (Tb), لانثانيدات
Element 66: ديسبروسيوم (Dy), لانثانيدات
Element 67: هولميوم (Ho), لانثانيدات
Element 68: إربيوم (Er), لانثانيدات
Element 69: ثوليوم (Tm), لانثانيدات
Element 70: إتيربيوم (Yb), لانثانيدات
Element 71: لوتيشيوم (Lu), لانثانيدات
Element 72: هافنيوم (Hf), فلز انتقالي
Element 73: تانتالوم (Ta), فلز انتقالي
Element 74: تنجستن (W), فلز انتقالي
Element 75: رينيوم (Re), فلز انتقالي
Element 76: أوزميوم (Os), فلز انتقالي
Element 77: إريديوم (Ir), فلز انتقالي
Element 78: بلاتين (Pt), فلز انتقالي
Element 79: ذهب (Au), فلز انتقالي
Element 80: زئبق (Hg), فلز انتقالي
Element 81: ثاليوم (Tl), فلز ضعيف
Element 82: رصاص (Pb), فلز ضعيف
Element 83: بزموت (Bi), فلز ضعيف
Element 84: بولونيوم (Po), شبه فلز
Element 85: أستاتين (At), هالوجين
Element 86: رادون (Rn), غاز نبيل
Element 87: فرانسيوم (Fr), فلز قلوي
Element 88: راديوم (Ra), فلز قلوي ترابي
Element 89: أكتينيوم (Ac), أكتينيدات
Element 90: ثوريوم (Th), أكتينيدات
Element 91: بروتكتينيوم (Pa), أكتينيدات
Element 92: يورانيوم (U), أكتينيدات
Element 93: نبتونيوم (Np), أكتينيدات
Element 94: بلوتونيوم (Pu), أكتينيدات
Element 95: أمريسيوم (Am), أكتينيدات
Element 96: كوريوم (Cm), أكتينيدات
Element 97: بركيليوم (Bk), أكتينيدات
Element 98: كاليفورنيوم (Cf), أكتينيدات
Element 99: أينشتاينيوم (Es), أكتينيدات
Element 100: فرميوم (Fm), أكتينيدات
Element 101: مندليفيوم (Md), أكتينيدات
Element 102: نوبليوم (No), أكتينيدات
Element 103: لورنسيوم (Lr), أكتينيدات
Element 104: رذرفورديوم (Rf), فلز انتقالي
Element 105: دوبنيوم (Db), فلز انتقالي
Element 106: سيبورغيوم (Sg), فلز انتقالي
Element 107: بوريوم (Bh), فلز انتقالي
Element 108: هاسيوم (Hs), فلز انتقالي
Element 109: مايتنريوم (Mt), فلز انتقالي
Element 110: دارمشتاتيوم (Ds), فلز انتقالي
Element 111: رونتجينيوم (Rg), فلز انتقالي
Element 112: كوبرنيسيوم (Cn), فلز انتقالي
Element 113: أنون تريوم (Uut)
Element 114: فليروفيوم (Uuq)
Element 115: أنون بينتيوم (Uup)
Element 116: أنون هيكسيوم (Uuh)
Element 117: أنون سيبتيوم (Uus)
Element 118: أنون أوكتيوم (Uuo)
6C
المظهر
شفاف (ألماس) أو أسود (غرافيت)


الخطوط الطيفية للكربون
الخصائص العامة
الاسم، العدد، الرمز كربون، 6، C
تصنيف العنصر لا فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 14، 2، p
الكتلة الذرية 12.0107(8)غ·مول−1
توزيع إلكتروني He] 2s2 2p2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2,4 (صورة)
الخصائص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) لابلوري: 1.8–2.1 [1] غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) غرافيت: 2.267 غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) ألماس: 3.515 غ·سم−3
نقطة التسامي 3915 ك، 3642 °س، 6588 °F
نقطة ثلاثية 4600 كلفن (4327°س)، 
10800[2][3] كيلوباسكال
حرارة الانصهار 117 (غرافيت) كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (25 °س) 8.517(غرافيت),
6.155(ألماس) جول·مول−1·كلفن−1
الخصائص الذرية
أرقام الأكسدة 4, 3 [4], 2, 1 [5]، 0، -1، -2، -3، -4[6]
الكهرسلبية 2.55 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 1086.5 كيلوجول·مول−1
الثاني: 2352.6 كيلوجول·مول−1
الثالث: 4620.5 كيلوجول·مول−1
نصف قطر تساهمي 77 (sp³)،

73 (sp²)،
69 (sp) بيكومتر

نصف قطر فان دير فالس 170 بيكومتر
خصائص أخرى
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة[7]
الناقلية الحرارية 119-165 (غرافيت)
900-2300 (ألماس) واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 0.8 (ألماس) [8] ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) 18350 (ألماس) متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ 1050 (ألماس) [8] غيغاباسكال
معامل القص 478 (ألماس) [8] غيغاباسكال
معامل الحجم 442 (ألماس) [8] غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.1 (ألماس) [8]
صلادة موس 1-2 (غرافيت)
10 (ألماس)
رقم الكاس 7440-44-0
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الكربون
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال
12C 98.9% 12C هو نظير مستقر وله 6 نيوترون
13C 1.1% 13C هو نظير مستقر وله 7 نيوترون
14C نادر 5730 y β- 0.156 14N
ع · ن · ت

الكربون (أو الخصفن) هو عنصر كيميائي من عناصر الجدول الدوري يرمز له بالرمز C (أو خ)، وله عدد ذري 6. وهو من اللا فلزات, رباعي التكافؤ ومنتشر في الطبيعة بعدة أشكال كالماس والغرافيت والفوليرينات بالإضافة إلى الأنابيب النانوية الكربونية.

يتواجد الكربون في كل أشكال الحياة العضوية وهو أساس الكيمياء العضوية. كما أن هذا اللا فلز له القدرة على الاتحاد مع نفسه وعدد كبير من العناصر الأخرى, لإنتاج ما يقرب من 10 مليون مركب معروف. يتحد مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون وهو مركب حيوي لنمو النبات. وعند اتحاده مع الهيدروجين, فإنه ينتج عديد من المركبات تسمى الهيدروكربونات, وهذه المركبات مهمة في الصناعات المختلفة كصناعة الوقود العضوي. وعند اتحاده مع كل من الأكسجين والهيدروجين فإنه ينتج مجموعات عديدة من المركبات منها الأحماض الدهنية, وهذه الأحماض أساسية للحياة, والاسترات التي تعطى النكهة لعديد من الفواكة. كما أن نظير الكربون كربون-14 يستخدم في تحديد الزمن إشعاعيا.

كيفية التكوين[عدل]

يتكوّن الكربون في النجوم - مثلاً الشمس - في أجواء ذات درجة حرارة وضغط مرتفعان.[9]

التاريخ[عدل]

عرفه العرب باسم الخَصفَن: (على وزن فعلن من الخَصِيف أي الرماد، ذلك أنّه المكوّن الرئيسي للرماد، رمزه الكيميائي العربي خ) ويظهر هكذا في الترجمات القديمة.[10]

الصفات المميزة[عدل]

الكربون عنصر مميز لأسباب عديدة. تتضمن أشكاله العديدة مادة من أنعم المواد (الجرافيت) ومادة من أقسى المواد (الماس). كما أن لها قابلية كبيرة للترابط مع الذرات الأخرى الصغيرة, بما فيها ذرات الكربون نفسه, وحجمه الصغير يجعله يستطيع تكوين روابط عديدة. ونظرا لذلك فإن الكربون يعرف أنه يكون ما يقرب من 10 ملايين مركب, أى معظم المركبات الكيميائية تقريبا. مركبات الكربون هي الأساس للحياة على الأرض كما أن دورة كربون-نيتروجين هي السبب في إصدرا بعض الطاقة الصادرة من الشمس والنجوم الأخرى.

لم يتكون الكربون خلال الانفجار العظيم لأنه يتطلب تجمع ثلاثي لجسيمات ألفا (نواة الهيليوم) حتى ينتج. وفى الأصل تمدد الكون ثم برد بسرعة كبيرة حتى أصبح ذلك ممكنا. وبصفة عامة فإن الكربون أنتج في داخل النجوم بداخل الفرع الأفقي. كما أنه أنتج أيضا في حالة عديدة الذرات.

الاستخدامات[عدل]

الكربون مكون أساسي لكل الأنظمة الحية, وبدونه لا يمكن أن تتواجد الحياة كما نعرفها (شاهد أحياء اللا كربون).الهيدروكربونات هي أكثر الاستخدامات الاقتصادية للكربون, وأكثرها شيوعا الوقود العضوي, مثل غاز الميثان والنفط (البترول). يتم تطبيق تقنيات الصناعة النفطية على النفط الخام لإنتاج عديد من المركبات منها البنزين والكيروسين, خلال عمليات التقطير, في معامل التكرير. كما أن النفط الخام يعتبر المادة الأولية لعديد من المواد التصنيعية, ومنها اللدائن.

استخدامات أخرى للكربون[عدل]

تاريخ الكربون[عدل]

الكربون ("كربو" تعني باللغة اللاتينية فحم) تم اكتشافه ما قبل التاريخ وكان معروف عند القدماء, الذين حصلوا عليه بحرق المواد العضوية بمعزل عن الأكسجين لتصنيع الفحم. كما أن الماس يعتبر منذ القدم من المواد النادرة. ومن الصور الأخيرة المكتشفة لتآصلات الكربون فوليرين, والتي تم اكتشافها كمنتج ثانوي أثناء تجارب الشعاع الجزيئي في الثمانينات من القرن العشرين.

النشاط الإشعاعي في خدمة علم الآثار[عدل]

يتكون الكربون14 وهو النظير المشع لعنصر الكربون والذي نرمز له ب 14C بكيفية دائمة في الطبقات العليا للجو ويعطي ثاني أوكسيد الكربون وفق تفاعل سريع لينضاف إلى ثاني أوكسيد الكربون المجود في الجو. ُيمتص غاز ثاني أوكسيد الكربون (سواء المحتوي على الكربون المستقر 12C و13C أو الكربون المشع دون تمييز) ليدخل هذا الكربون في تركيب الكائنات الحية نباتية كانت أم حيوانية. وحوالي عام 1950 م، أثبت الكيميائي الأمريكي W Libby أن كل الكائنات الحية تتميز بنفس نسبة الكربون 14أي: كل كتلة m = بالنسبة لحيوان أو نبات غير حي (جدع شجرة مقطوع، صدفات أحفورية، عظام...) يتوقف ذلك التبادل مع الهواء ليتناقص ثاني أوكسيد الكربون المحتوي على الكربون المشع وفق دالة أسية خلال الزمن من لحظة الوفاة. بمقارنة نشاط عينة من الأحفور بالنشاط لكائن حي يمكن تقدير عمر ذلك الأحفور. بعد 40 000 سنة لا يبقى سوى 1% من الكربون 14 مما كان يحتويه عندما كان حيا وبالتالي يستحيل تحديد عمر بعد هذه المدة. خلفت هذه الطريقة جدالا كلاميا جعلت العلماء يشكون في مصداقيتها ويعرف الحادث ب :كفن تورينو حيث تباين التاريخ المفترض بين القرن الرابع عشر وفق هذه الطريقة وميلاد المسيح وفق طرق أخرى (*) : نقبل أن هذا الفتت يبقى ثابتا خلال الزمن 1g من المادة الحية لها نشاط إشعاعي بسبب الكربون 14 تتمثل في 13.6 تفتت في الدقيقة (*) الذي يمثل عمر صفر «un âge zéro ».

صور تآصل الكربون[عدل]

تآصل الكربون النقي يختلف عن تآصل التركيبات الجزيئية الأخرى له.

الثلاث تآصلات المعروفة للكربون هم الكربون غير المتبلور, والجرافيت. والماس. كما تم تصنيع وإكتشلف عدد من ثور التآصل الشاذة الأخرى ومنها الفوليرينات, أنابيب الكربون الدقيقة, اللونسداليت.

في شكله الغير متبلور, يكون الكربون في الأساس جرافيت ولكن لا يتواجد في شكل متبللر كبير. ولكن يتواجد في شكل مسحوق والذي يكون المكون الرئيسي للمواد مثل الفحم, السناج, سخام, كربون منشط.


في الضغط العادى يأخذ الكربون شكل الجرافيت, وفيه ترتبط كل ذرة مع ثلاث ذرات في مستوى يتكون من شكل سداسي في كل الحلقات. مثل الحلقات الموجودة في الهيدروكربونات الأروماتية. الشكلان المعروفان للجرافيت, ألفا (سداسي) وبيتا (منشور سداسي منتظم), وكلاهما له خواص فيزيائية متطابقة, فيما عدا البناء البللوري. ويحتوى الجرافيت الذي يتواجد بصورة طبيعية على 30% تقريبا من الشكل بيتا, وعند تصنيع الجرافيت فإنه يحتوى فقط على الشكل ألفا. ويمكن للشكل ألف أن يتحول إلى الشكل بيتا بالمعالجة الميكانيكية ويرجع الشكل بيتا إلى الشكل ألفا عند تسخينه فوق 1000 C °

وبسبب عدم تمركز سحابة-باي, فإن الجرافيت يوصل الكهرباء. الجرافيت مادة طرية ورقاقتها, تفصل كتيرا بالذرات الأخرى, وتمسك مع بعضها البعض عن طريق قوى فان دير فال, وبالتالى فإنها تنزلق بسهولة على بعضها البعض.

وفى الضغوط العالية يكون الكربون صورة من صور تآصله تسمى الماس, والتي ترتبط فيها كل ذرة لأربعة ذرات أخرى. وللماس نفس البناء المكعب للسيليكون الجيرمانيوم, ونظرا لقوة الرابطة بين كربون-كربون, فإنه مع نيتريد البورون متساوي الإلكترونات (BN) أقسى المواد من حيث مقاومة الخدش. التحولات التي تحدث للجرافيت في درجة حرارة الغرفة بطيئة للغاية لأن تلاحظ. وتحت بعض الظروف, يتبللور الكربون لللونسدالايت وهو شكل مشابه للماس ولكن سداسي.

الفوليرينات لها بناء يماثل الجرافيت, ولكن بدلا من الشكل السداسي النقي, فإنها تحتوى على أشكال خماسية (واحتمال سباعية) من ذرات الكربون, مما يؤدى لانثناء الطبقات إلى كريات أو إسطوانات. خواص الفوليرينات (تسمى أيضا "كرة بوكي" و"أنبوبة بوكي") لم يتم تحليلها حتى الآن. وكل أسماء الفوليرينات تم تسميتها على شرف بوكوينستر فوللير, مطور قبة جيوديسي والتي تسبه بناء كرة بوكي.

تآصل فقاعة دقيقة تم اكتشافه مؤخرا وهو مغناطيسي حديدي.

صور الكربون المتآصلة تتضمن:

نظام تآصل الكربون يتسع لمدى كبير للغاية.

بين الماس والجرافيت:

  • الماس أصلب المعادن المعروفة للإنسان, ولكن الجرافيت أيضا من أكثرها طراوة.
  • الماس مادة كاشطة, بينما الجرافيت مادة مزيتة.
  • الماس عازل ممتاز للكهرباء، بينما الجرافيت يوصل الكهرباء.
  • الماس غالبا شفاف, بينما الجرافيت معتم.
  • الماس له شكل بللوري مكعب, بينما الجرافيت شكله البللورى سداسي.

بين الكربون غير المتبلور والأنابيب الدقيقة:

  • الكربون غير المتبلور هو من أسهل المواد التي يمكن تصنيعها, بينما كربون الأنابيب الدقيقة يحتاج لنفقات باهظة لتصنيعه.
  • الكربون غير متبلور موحد الخواص, ولكن كربون الأنابيب الدقيقة من ضمن أكثر المواد المتباينة الخواص على الإطلاق.

التواجد[عدل]

يوجد تقريبا 10 ملايين من المركبات المعروفة للكربون, وألاف منها أساسي للحياة وفى غاية الأهمية الاقتصادية. وهذا العنصر وفير في الشمس والنجوم والمذنبات وفى غلاف معظم الكواكب. كما أن بعض النيازك تحتوى على ماسات مجهرية تكونت عندما كان النظام الشمسي لايزال قرص كوكب أول. وبالإتحاد مع العناصر الأخرى, فإن الكربون يوجد في الغلاف الجوي, ويوجد أيضا كمادة مذابة في كل الأجسام المائية. وبكميات قليلة من الكالسيوم, والماغنسيوم, والحديد, فإنه المكون الأساسي في الكربونات, والصخور (الحجر الجيري, والدولميت, والرخام وهكذا). وعند إتحاده مع الهيدروجين, يكون الكربون الفحم, والنفط, والغاز الطبيعي ويطلق عليهم هيدروكربونات.

يوجد الجرافيت بكميات كبيرة في نيو يورك وتكساس بالولايات المتحدة, كما يوجد أيضا في روسيا, والمكسيك, وجرين لاند, والهند.

الماس الطبيعي يوجد في الصخر البركاني كيمبرليت الذي يوجد في امتدادات وفوهات البراكين القديمة. ومعظم نرسبات الماس توجد في أفريقيا, وخاصة جنوب أفريقيا, ناميبيا, بتسوانا, جمهورية الكونغو. كما يوجد أيضا في القطب الشمالي الروسي, البرازيل, وشمال وغرب أستراليا.

المركبات العضوية[عدل]

أشهر أكاسيد الكربون على الإطلاق هو ثاني أكسيد الكربون CO2. وهو عنصر قليل من مكونات الغلاف الجوي, ويتم إنتاجه واستهلاكه عن طريق الكائنات الحية. ويقوم ثاني أكسيد الكربون بتكوين حمض الكربونيك (H2CO3) بكميات قليلة في الماء, ولكن مثل معظم مركبات الكربون التي يكون بها كثير من الروابط الأحادية على مع الأكسجين على ذرة كربون واحدة فإنه لا يكون ثابت. وعلى هذا فإنه يكون هناك حالات وسيطة, وخلال هذه الحالات الوسيطة تنتج أيونات الكربونات. وهنام كثير من الأملاح على هيئة كربونات, ومن أهمها الكالسيت. ثاني كبريت الكربون CS2 أيضا من الكربونات المهمة.

ومن الأكاسيد الأخرى أول أكسيد الكربون CO, والأكسيد الغير عادي للكربون C3O2. يتكون أول أكسيد الكربون بالاحتراق الغير كامل, وهو عديم اللون, والرائحة. وتحتوى هذه الجزيئات التي تحتوى على رابطة ثلاثية وهي جزيئات قطبية إلى حد ما, مما يؤدى لميلها للإرباط بجزيء الهيموجلبين, وعلى هذا فإن أول أكسيد الكربون من الغازات السامة. السيانيد CN-, له بناء مماثل ويتصرف مثل أيون الهاليدات, النيتريد (السيانوجين) (CN)2 أيضا متضمن في ذلك.

ومع الفلزات القلوية يكون الكربون إما الكاربيدات C-, أو أسيتيليدات C22-, وهذه تكون مع الميثان والأسيتيلين, وكلاهما حمض ضعيف. وكلهم له سالبية كهربيية 2.5, مثل الكاربوروندوم SiC, الذي يشبه الماس.

سلاسل الكربون[عدل]

تتكون الهيدروكربونات من سلاسل من ذرات الكربون, مشبعة بذرات الكربون. وتكون الزيوت المتطايرة لها سلاسل قصيرة. بينما الدهون لها سلاسل أطول, والشمع له سلاسل أكثر طولا.

دورة الكربون[عدل]

لمزيد من التفاصيل راجع دورة الكربون

في الظروف العادية من النادر تحول نظير من نظائر الكربون للأخر. وعلى هذا, فإنه ولهدف معين فإن نسبة الكربون. وعلى ذلك فإن العمليات التي تستهلك الكربون يجب أن تحصل عليه من مصدر آخر, وتتخلص منه في مكان آخر. والطرق التي يسلكها الكربون في الطبيعة تسمى دورة الكربون. فمثلا, تسحب النباتات الكربون من الهواء في صورة ثناى أكسيد الكربون وتستخدمه لبناء نفسها. وبعض هذه النباتات تؤكل عن طريق الحيوانات, التي يتنفس بعضها ويطلق ثاني أكسيد الكربون. ودورة الكربون معقدة وليست بسيطة كما قد يبدو في هذا المثال البسيط, فمثلا يذوب بعض ثاني أكسيد الكربون في المحيطات, كما أن النباتات والحيوانات الميتة يمكن أن تتحول إلى أحجار رسوبية, وهكذا.

النظائر[عدل]

للكربون نظيرين طبيعيين مستقرين هما كربون-12 أو 12C ويشكل 98.89% من مجموع الكربون في الطبيعة والنظير كربون-13 أو 13C والذي يشكل 1.11% كما أن للكربون نظير غير مستقر يظهر في الطبيعة هو الكربون-14 أو14C. يوجد 15 نظير معروف للكربون وأقلهم عمرا 8C الذي يضمحل عن طريق انبعاث بروتون وإضمحلال ألفا. وله فترة عمر نصف تبلغ 1.98739x10−21 ثانية.

في عام 1961 قام الاتحاد الدولي للكيمياء المجردة والتطبيقية ([IUPAC])، بتبنى النظير كربون-12 كأساس لقياس الكتل الذرية.

للكربون-14 له عمر نصف مقداره 5715 عام، وهو يستخدم بشكل كبير لقياس تحديد الزمن إشعاعيا للأخشاب، علم الآثار، الحفريات.

الاحتياطات[عدل]

الكربون أمن نسبيا. ولكن استنشاق غاز أول أوكسيد الكاربون بكميات كبيرة يمكن أن يكون خطر. ويمكن للكروبن أن يشتعل في درجات الحرارة العالية للغاية ويحترق بشدة كما في حريق ويندسكال.

ونظرا لوجود عدد هائل من مركبات الكربون, بعضها سام للغاية مثل سيانيد CN-, وبعضها أساسي للحياة مثل ديكستروز, ويعضها يمكن يكون الإثنين معا مثل بثاني أكسيد الكربون CO2.

الاستخدامات[عدل]

الكربون مركب ضروري لكل الكائنات الحية المعروفة، وبدونه لم يكن للحياة بالشكل الذي نعرفه ممكنه. الاستخدام الاقتصادي الرئيسي للكربون هو عندما يكون على شكل مركبات هيدروكربونية، من اوضح الامثلة الوقود الاحفوري، غاز الميثان والنفط الخام، والنفط الخام يستخدم في صناعة البتروكيماويات لإنتاج البنزين، زيت الديزل والكاز، وذلك عن طريق عملية تقطير مرحلية. كما يشكل النفط المادة الخام التي تصنع منها العديد من المواد الصناعية والتي تشكل اللدائن (البلاستيك) جزءا كبيرا منها.

استخدامات أخرى[عدل]

  • النظير كربون-14 المكتشف في 27 فبراير 1940، يستخدم في تقدير عمر الاحافير عن طريق الاشعاع.
  • بعض كواشف الدخان تستخدم كميات ضئيلة من النظير المشع للكربون وذلك كمصدر للإشعاع المؤين (معظم هذه الكواشف تستخدم نظير من نظائر الأمريكيوم)
  • الجرافيت يمزج بمادة طينية لصناعة 'رصاصة' اقلام الرصاص.
  • الماس يستخدم لأغراض الزينة، كما يدخل في ادوات الحفر والقص لقساوته العالية جدا.
  • يضاف الكربون إلى الحديد لإنتاج الفولاذ.
  • يستخدم الكربون كمنظم للتفاعلات النووية في المفاعلات.
  • يستخدم مسحوق الجرافيت الذي يعاد قولبته كفحم للطبخ، اقلام رسم واستخدامات أخرى.
  • يستخدم الفحم في الطب على شكل اقراص أو مسحوق لامتصاص المواد السامة من الجهاز الهضمي.

الخواص الكيميائية والبنائية للفوليرينيس (أحد اشكال الكربون)، والتي تكون على شكل انابيب متناهية الدقة (تقاس بالنانومتر) مؤهلة للاستخدام في التكنولوجيا المتناهية الصغر (تكنولوجيا النانو) الناشئة.

اقرأ أيضا[عدل]

وصلات خارجية[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ Lide, D. R., ed. (2005), CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.), Boca Raton (FL): CRC Press, ISBN 0-8493-0486-5
  2. ^ Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon 14: 357. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5. 
  3. ^ Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon 43: 1115. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027. 
  4. ^ Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP. وُصِل لهذا المسار في 6 ديسمبر 2007.
  5. ^ Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical. وُصِل لهذا المسار في 6 ديسمبر 2007.
  6. ^ Carbon: Binary compounds. وُصِل لهذا المسار في 6 ديسمبر 2007.
  7. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  8. ^ أ ب ت ث ج Properties of diamond, Ioffe Institute Database
  9. ^ http://www.bbc.co.uk/iplayer/episode/b007vbql/b007vbnj/Atom_The_Key_to_the_Cosmos/
  10. ^ http://faculty.ksu.edu.sa/Hatem%20Odah/ArabicHome/Documents/7.pps.