Περιεχόμενο
Ο άνθρακας αντιπροσωπεύει ένα από τα πιο άφθονα χημικά στοιχεία στη Γη και από τη μάζα του, πέφτει δεύτερο μόνο στο οξυγόνο. Η ζωή στη γη οφείλεται στην ύπαρξη του άνθρακα, καθώς είναι η χημική βάση για όλα τα ζωντανά πράγματα σε αυτόν τον πλανήτη. Λόγω των τεσσάρων ηλεκτρονίων σθένους, τα μόρια άνθρακα δεσμεύονται με οξυγόνο, υδρογόνο και άζωτο. Ο άνθρακας δεσμεύεται επίσης με φωσφόρο και θείο για να σχηματίσει τα βιοχημικά δομικά στοιχεία που περιλαμβάνουν λίπη, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Χωρίς άνθρακα, οι άνθρωποι δεν θα υπήρχαν με τη μορφή που κάνουν σήμερα.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Τα χαρακτηριστικά του άνθρακα περιλαμβάνουν την ικανότητα του να συνδέεται με οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, φώσφορο και θείο. Οι βιοχημικές ενώσεις του άνθρακα είναι απαραίτητες για όλη τη ζωή του πλανήτη. Λόγω της ικανότητάς του να δεσμεύει, ο άνθρακας μπορεί να σχηματίσει απλούς, διπλούς ή τριπλούς ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα.
Πολλαπλές Φυσικές Μορφές
Ως αλλοτροπικό βιοχημικό στοιχείο, ο άνθρακας υπάρχει σε πολλαπλές φυσικές μορφές, παρόλο που είναι χημικά παρόμοιες. Ο άνθρακας υπάρχει ως υπολείμματα γραφίτη, διαμαντιού ή άνθρακα που έχουν μείνει πίσω όταν οι ενώσεις με βάση τον άνθρακα παρουσίασαν θερμότητα και πίεση. Ο γραφίτης, ο οποίος υπάρχει σε μια φυλλοειδή δομή, είναι μαλακός και παράγει ηλεκτρισμό. Αντίθετα, το διαμάντι είναι εξαιρετικά σκληρό, δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια και είναι αδρανές. Το υπόλειμμα άνθρακα περιλαμβάνει άνθρακα, ξυλάνθρακα και άλλες ουσίες που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για την ενέργεια.
Δομή του άνθρακα Atom
Ένα σταθερό άτομο άνθρακα έχει έξι πρωτόνια, έξι νετρόνια και έξι ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα μια ατομική μάζα 12,011 και κάθεται στην έκτη θέση στον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων. Τέσσερα από τα ηλεκτρόνια του βρίσκονται στο εξωτερικό κέλυφος του ατόμου, ενώ τα άλλα δύο υπάρχουν στο εσωτερικό κέλυφος. Τα μόρια στερεάς κατάστασης που αποτελούνται από μόνο συνδεδεμένα άτομα άνθρακα σχηματίζουν τετραεδρικά ή εξαγωνικά σχήματα, ανάλογα με τη φυσική κατάσταση της ουσίας.
Χημικές ιδιότητες
Ο άνθρακας καίει σε οξυγόνο για να δημιουργήσει διοξείδιο του άνθρακα και μονοξείδιο του άνθρακα. Ο άνθρακας μπορεί επίσης να σχηματίσει καρβίδια όταν θερμαίνεται με οξείδια. Για παράδειγμα, το οξείδιο του ασβεστίου που θερμαίνεται με άνθρακα σχηματίζει καρβίδιο ασβεστίου και μονοξείδιο του άνθρακα. Επιπλέον, οι ενώσεις άνθρακα όπως το μονοξείδιο του άνθρακα δρουν ως αναγωγικό μέσο σε μεταλλικά οξείδια. Για παράδειγμα, η εφαρμογή υπερβολικής θερμότητας από μια πηγή όπως ένας κλίβανος σε οξείδιο σιδήρου σε περιβάλλον μονοξειδίου του άνθρακα μειώνει το οξείδιο τρισθενούς σιδήρου στο σίδηρο.
Αλυσίδες άνθρακα
Ο άνθρακας μπορεί να σχηματίσει αλυσίδες άνθρακα σε απλούς, διπλούς και τριπλούς δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα. Ονομάζεται αλυσιδωτή διαδικασία, αυτή η διαδικασία είναι η βάση για τη δημιουργία οργανικών ενώσεων και τη μελέτη της οργανικής χημείας. Αν και άλλα στοιχεία, όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο, είναι ικανά περιορισμένης δυνατοποίησης, ο άνθρακας μπορεί επίσης να σχηματίζει αλυσίδες απεριόριστου μεγέθους. Επιπλέον, μόνο ο άνθρακας μπορεί να καταλήξει σε διπλούς και τριπλούς δεσμούς, ενώ άλλα στοιχεία μπορούν μόνο να σχηματίσουν απλούς δεσμούς.