جزيئات الحياة
يشكل الكربون الهياكل الجزيئية للبروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية وعدد هائل من المركبات الحيوية.
كربون عنصر كيميائي عدده الذري 6 ورمزه C. يقع في الدورة 2، المجموعة 14 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [He] 2s2 2p2.
التوزيع الإلكتروني لـكربون هو [He] 2s2 2p2. يحدد توزيع الإلكترونات في الأغلفة وتحت المستويات الخارجية كيفية تكوين الذرة للروابط وحالات الأكسدة الأكثر احتمالاً.
لفهم التفاعلية يجب قراءة التوزيع الإلكتروني مع موقع العنصر في الجدول الدوري. فهما يوضحان إلكترونات التكافؤ والحجب الإلكتروني وحجم الذرة وميلها إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها.
يُكوّن كربون أنواعاً مختلفة من المواد بحسب بنيته الإلكترونية وبيئته الكيميائية. قد تكون الأكاسيد والهاليدات والهيدريدات والسبائك أو المركبات التساهمية مهمة، وتحدد حالة الأكسدة البنية ونوع الروابط والتفاعلية.
الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 1.821 g/cm³. يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.
عملياً يظهر كربون في تطبيقات مرتبطة بـجزيئات الحياة، غرافيت، ألماس ومواد مركبة. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.
يشكل الكربون الهياكل الجزيئية للبروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية وعدد هائل من المركبات الحيوية.
يُستخدم الكربون في صورة الغرافيت عندما تكون الموصلية الكهربائية أو التشحيم أو مقاومة الحرارة مطلوبة.
يُستخدم الألماس مادة كاشطة وأداة قطع لأن شبكته التساهمية ثلاثية الأبعاد تمنحه صلابة استثنائية.
يُستخدم كربون في المواد المركبة للجمع بين خفة الكتلة والصلابة والقوة ومقاومة الحرارة أو خواص مستهدفة أخرى.
يقع كربون في الدورة 2 والمجموعة 14. العناصر المجاورة المعروضة هي: بورون؛ نيتروجين؛ ألومنيوم؛ سيليكون؛ فوسفور. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.
تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.
عُرف كربون أو استُخدم منذ العصور القديمة. وقد سبقت الاستفادة من المواد المحتوية عليه ظهور المفهوم الحديث للعنصر الكيميائي، لذلك لا يمكن اختصار تاريخه في لحظة اكتشاف واحدة.
تُعطى الكتلة الذرية القياسية لـكربون على شكل المجال [12.0096, 12.0116]. يمكن أن تختلف نسب النظائر بين العينات الطبيعية، لذلك قد يخفي رقم عشري واحد اختلافاً حقيقياً بين المواد.
لـكربون نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.
تعتمد مخاطر كربون على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.