کربن یکی از پرکاربردترین عناصر شیمیایی است که با نماد C نشان داده شده و دارای عدد اتمی 6 است. کلمه کربن از یک واژه لاتین به‌نام کربو به معنی زغال‌سنگ گرفته شده است. از دوران باستان تا سال 1699 میلادی، تنها 13 عنصر توسط بشر شناسایی شده بود که کربن هم یکی از آن‌ها بود. برای اینکه بیشتر با این عنصر مفید و کاربردی آشنا شوید، در ادامه این مقاله با دیجی رو همراه باشید.
چند دانستنی کوتاه درباره کربن:
- کربن یک عنصر شیمیایی است که آن را با نماد C نمایش می‌دهند.
- کربن غیر فلزی بوده و از طرف دیگر هم عنصر چهار ظرفیتی (یک اتم چهار الکترونی) است.
- این عنصر عدد اتمی 6 داشته و در گروه 14 جدول تناوبی قرار دارد.
- کربن پایه شیمی آلی را تشکیل می‌دهد.
- در حال حاضر این عنصر از نظر میزان فراوانی در پوسته کره زمین جایگاه 15ام را داشته و علاوه‌براین چهارمین عنصر فراوان در جهان از نظر مقدار انبوه است.
- کربن از یک کلمه لاتین به نام Carbo گرفته شده است که به معنای زغال سنگ است.
- کربن بخش مهمی از بدن انسان را تشکیل می‌دهد. گفته می‌شود که حدود 18 درصد وزن انسان را این عنصر تشکیل می‌دهد.
- نقطه جوش کربن 3825 درجه سانتی‌گراد (6917 فارنهایت) است.
- نقطه ذوب این عنصر 3550 درجه سانتی‌گراد (6422 درجه فارنهایت) است.
- وزن اتمی آن 12.0107 و چگالی آن 2.2670 گرم در سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری شده.
- 15 ایزوتوپ کربن وجود دارد. دو مورد از آن‌ها پایدار بوده که تفاوت آن‌ها در تعداد نوترون‌های تشکیل دهنده آن‌ها می‌باشد.
- عنصر کربن به عنوان یک الگوساز شناخته می‌شود به همین دلیل هم می‌تواند به خودش متصل شده و زنجیرهای بلند و انعطاف‌پذیری از پلیمرها (مولکول متشکل از زیر واحدهای مکرر) را تشکیل دهد.
- بیشتر ترکیبات از کربن تشکیل شده‌اند و در واقع اساس زندگی حیوانات و گیاهان برپایه این عنصر قرار دارد. به همین دلیل از آن به عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر حیات روی زمین یاد می‌شود.
- کربن در حالت شفاف، الماس و در حالت خاکستری گرافیت را تشکیل می‌ده. با این حال رایج‌ترین رنگ دیده شده از کربن خالص، سیاه رنگ است.
- آنتووان لاووازیه در سال 1789 کربن را به عنوان یک عنصر به رسمیت تصدیق کرد.
- در حال حاضر کربن بیشتر به حالت‌های زغال سنگ، گاز متان و نفت خام مرسوم به استفاده است.
- الماس تنها از یک عنصر ساخته می‌شود و آن هم کربن است.
- کربن در طول واقعه بیگ بنگ تشکیل نشده، بلکه داخل ستارگان ساخته شده است.
- با وجود اینکه کربن عنصر غیرفلزیست اما می‌تواند به هر عنصری که می‌شناسیم متصل شود.
- کربن به طور مداوم در اقیانوس‌های زمین، حیات گیاهانف زندگی جانوران و اتمسفر در حال چرخش است.
اهمیت کربن در چرخه اکوسیستم
گیاهان برای اینکه بتوانند تولید انرژی و رشد داشته باشند، از فتوسنتز استفاده می‌کنند. برای این‌کار، باید گیاهان دی اکسید کربن (یک اتم کربن با پیوند کووالانسی به دو اتم اکسیژن) را از محیط دریافت کنند و در نهایت با استفاده از این پروسه اکسیژن را به زمین هدیه می‌کنند. مهم‌تر از همه، مکان‌های بزرگی مانند جنگل‌های بارانی به حذف مقدار زیادی از کربن در جو کمک می‌کنند.
طبیعت نقش مهمی در متعادل نگه داشتن میزان کربن از طریق چرخه کربنی ایفا می‌کند
هرباری که ما به عنوان انسان، اکسیژن را استنشاق می‌کنیم، با بازدم این اکسیژن به کربن دی‌اکسید تبدیل شده و به محیط انتقال داده می‌شود. به همین دلیل هم اکسیژنی که از گیاهان دریافت کردیم به همان اندازه که ما برایشان کربن دی اکسید تولید می‌کنیم، مهم است. حقیقتا کار طبیعت در ایجاد تعادل در میزان کربن موجود از طریق این چرخه بسیار قابل تقدیر و اهمیت است!
مونوکسید کربن شامل یک اتم کربن و یک اتم اکسیژن است.
مونوکسید کربن از یک اتم کربن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. به علاوه از کربن مونوکسید به عنوان یک گاز قابل اشتعال، بی‌طعم، بی‌رنگ و بی‌بو یاد می‌شود که مقدار چگالی کمتری نسبت به هوا دارد. به همین دلیل هم مونوکسید کربن در صنایع مختلف طیف وسیعی از کاربرد را پوشش می‌دهد. برای مثال از این ترکیب در ساخت فلز، تولیدات شیمیایی و سوخت گازی استفاده می‌شود.
کربن توسط تمدن اولیه انسانی کشف شد
تمدن اولیه بشری از طریق زغال چوب و دوده، کربن را کشف کرد. از این رو محل و زمان کشف این عنصر ناشناخته باقی مانده است. با این حال اعتبار کشف کربن به آنتوان لاووازیه (Antoine Lavoisier) داده شد.
کربن به سه شکل آمورف، گرافیت و الماس شناخته می‌شود
این عنصر شیمیایی به سه شکل آمورف، گرافیت و الماس در طبیعت یافت می‌شود. هرکدام از این اشکال حالت‌های مختلفی دارد که گرافیت یکی از نرم‌ترین شکل‌های آن است. جالب است که بدانید الماس هم که به عنوان سخت‌ترین ماده شناخته شده است و در تضاد با گرافیت بوده از عنصر کربن به دست آمده! کربن آمورف کربن آزاد و فعال است که هیچ ساختار کریستالی ندارد.
کاربردهای مهم هیدروکربن‌ها
هیدروکربن‌های، ترکیبات آلی هستند که از مولکول‌های هیدروژن و کربن ساخته شده‌اند. به همین دلیل هم تعجبی ندارد که مهم‌ترین کاربردهای آن را در گاز طبیعی، گازوئیل، نفت سفیدف پروپان، بنزین و همچنین سوخت جت و زغال سنگ مشاهده کنیم. علاوه‌براین هیدروکربن‌ها جزء مواد تشکیل دهنده پلاستیک، پلی استر و پارچه‌های مصنوعی هستند. از طرفی دیگر، ساده‌ترین ترکیب هیدروکربنی را به عنوان متان می‌شناسند.
مدادها از کربن گرافیت ساخته می‌شوند
برخلاف تصورات اکثر افراد، هسته مداد حاوی سرب نیست؛ در عوض مدادها دارای شکلی از کربن جامد به نام گرافیت هستند. در گذشته مردم فکر می‌کردند که مسمومیت با مداد به دلیل سرب موجود رد آن است اما باید بدانید که رنگ موجود در آن باعث این اتفاق می‌شود نه گرافیت!
مفهوم ردپای کربنی میزان خروج گازهای گلخانه‌ای است
اصطلاح ردپای کربن در واقع به معنای میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از یک کشور، سازمان و بشریت اشاره دارد. همچنین این اصطلاح به عنوان ابزاری برای درک تاثیر رفتارهای فردی بر گرمایش جهانی نیز هست؛ این بدان معناست که هر فردی با روش‌ها و کارهای کوچک از جمله کاشت درخت، کاهش اتوموبیل‌های جاده‌ای، جداکردن دیوایس‌های غیرضروری و کاهش تولیدات گوشی نیز می‌تواند این ردپای کربنی را کاهش دهد.
صنایع هوافضا و خودروسازی عمده‌ترین کاربران فیبر کربنی را تشکیل می‌دهند
فیبر کربنیماده بسیار بادوامیست که از فیبرهای نازکی از اتم‌های کربن تشکیل شده است که دز کریستال‌های میکروسکوپی به یک‌دیگر متصل شده‌اند. از این رو هم در زمینه‌هایی که به سختی همراه با وزن کمتر نیاز باشد، کاربرد دارند که این زمینه‌ها به صورت خاص در صنایع هوافضا و خودرو هستند.
کاغذ کربن یکی از سرگرم‌کننده‌ترین و محبوب‌ترین لوازم التحریر موجود برای مدرسه و دفترکار است
کاغذ کربن، آیتم بسیار جالبی برای دفتر کار و یا مدرسه است. از طرفی دوده کربن با موم روی یک طرف کاغذ کربن را پوشانده و به محض اینکه روی طرف دیگر آن فشار بیاورید (چه از طریق نوشتن یا نقاشی) بلافاصله نقوش را کپی می‌کند. به همین دلیل هم این روزها به عنوان کپی کربنی از آن یاد می‌شود.
