هل تعرف ماذا يعني تآصل الكربون؟

Allotrope ليس سوى وجود عنصر في أشكال عديدة والتي سيكون لها خصائص فيزيائية مختلفة ولكن سيكون لها خواص كيميائية متشابهة وتسمى أشكالها allotropes من الأشكال المتآصلة. يتم تعريف Allotropes على أنها شكلين ماديين أو أكثر لعنصر واحد. تعتمد جميع هذه المتآصلات على ذرات الكربون ولكنها تظهر خصائص فيزيائية مختلفة ، خاصة فيما يتعلق بالصلابة.

المتآصلات البلورية الشائعة للكربون هي الماس ، والجرافيت ، والجرافين ، والفوليرين (C 60 ) ، والأنابيب النانوية الكربونية . يظهر الكربون التآصل لأنه موجود في أشكال مختلفة من الكربون مثل الماس ، والجرافيت. ولكن من المعروف الآن أن جميع الكربونات غير المتبلورة تحتوي على بلورات دقيقة من الجرافيت. على الرغم من أن هذه المتآصلات للكربون لها هياكل بلورية مختلفة وخصائص فيزيائية مختلفة ، إلا أن خواصها الكيميائية متشابهة وتظهر خصائص كيميائية متشابهة. كل من الماس والجرافيت لهما الرمز C. كلاهما ينبعثان من ثاني أكسيد الكربون عند تسخينهما بقوة في وجود الأكسجين.

هيكل تآصل الكربون 

الماس:  

الماس هو تآصل معروف للكربون له هيكل شبكة ثلاثي الأبعاد. يعرض أعلى صلابة والتوصيل الحراري. 

الجرافيت:

الجرافيت هو تآصل آخر للكربون. إنه هيكل ثنائي الأبعاد وموصل جيد للكهرباء.

الجرافين:

وهو عبارة عن طبقة واحدة من تآصل الكربون له هيكل ثنائي الأبعاد على شكل قرص العسل. يتمتع الجرافين بحركة إلكترون عالية جدًا ، ومثله مثل الجرافيت ، فهو موصل كهربائي جيد ، نظرًا لحدوث إلكترون حر (pi) لكل ذرة كربون.

الفوليرين (سي 60 ):

الفوليرين هو تآصل ذرات الكربون المتصلة بواسطة روابط مفردة ومزدوجة لتشكيل بنية مغلقة أو مغلقة جزئيًا ، مع حلقات مدمجة من خمس إلى سبع ذرات.

الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار:

الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار هي إحدى متآصلات الكربون ، وهي وسيطة بين أقفاص الفوليرين والجرافين المسطح.

بعض المركبات القائمة على الكربون

مركبات الكربون-الهيدروجين:

الهيدروكربونات هي مركب الكربون الذي له رابطة هيدروجين الكربون. مثل CH 4 ، C 2 H 6 ، C 2 H 4 ، C 6 H 6 إلخ. 

مركبات الأكسجين الكربوني:

هناك العديد من أكاسيد مركبات الكربون مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) وأول أكسيد الكربون (CO) وثالث أكسيد الكربون (CO 3 ) إلخ.

مركبات الكربون الكبريتية:

مركبات كبريتيد الكربون هي ثاني كبريتيد الكربون (CS 2 ) وكبريتيد الكربونيل (OCS). أحادي كبريتيد الكربون (CS) إلخ.

مركبات الكربون النيتروجين

مركبات الكربون النيتروجينية هي السيانوجين (CN) 2 ، وسيانيد الهيدروجين (HCN) ، وكلوريد السيانوجين (CNCl) إلخ.

مركبات هاليدات الكربون

هاليدات الكربون الشائعة هي رباعي فلوريد الكربون (CF 4 ) ورابع كلوريد الكربون (CCl 4 ) ورابع بروميد الكربون (CBr 4 ) ورابع يوديد الكربون (C I 4 ) إلخ.

استخدامات الكربون ومركباته

• الكربون هو اللبنة الأساسية للحياة.
• الهيدروكربونات هي مركبات الكربون والهيدروجين هي المصدر الرئيسي للوقود.
• تستخدم المركبات التي أساسها الكربون مثل الإيثيلين والبولي بروبين والبوليسترين وما إلى ذلك على نطاق واسع في عملية البلمرة.
• يتم استخدامها في تركيب العديد من الأصباغ والأدوية.
• الماس هو تآصل من الكربون يستخدم لقطع الرخام والجرانيت والزجاج ، كما أنه يستخدم للمجوهرات.
• يستخدم الجرافيت في صنع الأقطاب الكهربائية للخلايا الإلكتروليتية ، ولصنع أقلام الرصاص ، ومواد التشحيم للآلات.
• يتكون الجلوكوز من الكربون والهيدروجين والأكسجين المستخدم وهو المصدر الرئيسي للوقود لخلايانا

أسئلة وأجوبة - أسئلة وأجوبة

1. لماذا يعتبر الكربون مهمًا جدًا؟
الإجابة: الكربون مكون رئيسي للكائنات الحية. الكربون هو أحد اللبنات الأساسية للحياة العضوية مع النيتروجين والأكسجين. يشكل الكربون حوالي 18٪ من جسم الإنسان. نظرًا لقدرته الفريدة على تكوين أربع روابط منفصلة مع عناصر أخرى ، فإن الكربون مهم.

2. هل كل شيء مصنوع من الكربون؟
الإجابة: يتكون كل شيء على الأرض من مجموعات من العناصر المختلفة - يمكن العثور على كل منها في الجدول الدوري. إن الوجود بدون الفحم لن يكون مرجحًا للحياة على الأرض. الفحم هو المكون الرئيسي للسعرات الحرارية في الجسم ، والكربوهيدرات ، والدهون ، والجينات ، والأنسجة العضلية.

3. ما هي الاستخدامات اليومية للكربون؟
الإجابة: في العديد من السلع الاستهلاكية ، يُستخدم الكربون للأحبار والمطاط والمعادن وأقلام الرصاص والمزيد! من البترول (البنزين) والبلاستيك ، عشرات الملايين من مركبات الكربون الاصطناعية مفيدة. الكربون هو جوهر الحياة على الأرض. إنه جانب ذو أهمية كبيرة.

4. ما هي الأنواع الأربعة من مركبات الكربون؟
الإجابة: توجد أربع فئات رئيسية في جميع الكائنات الحية من بين العديد من أشكال المركبات العضوية: الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية.

5. ما هو أنقى أشكال الكربون؟
الإجابة: أنقى أشكال الكربون هو الماس. تعتبر الأشكال المختلفة متآصلات لنفس العنصر الكيميائي. الجرافيت والماس هما من أعظم تآصل الكربون. الماس هو شكل من أشكال الكربون الذي يربط تساهميًا كل ذرة كربون بأربع ذرات كربون أخرى.