الكربون |  Carbon (C)

ما هو الكربون؟

هو عنصر كيميائي غير معدني رباعي التكافؤ، يشكل الكربون نحو 0.025% فقط من قشرة الأرض، ويعد من العناصر الأساسية في تكوين الحياة على كوكب الأرض.

ما هي المواصفات التي يتمتع بها الكربون؟

يتميز الكربون بالمواصفات التالية:

• عدده الذري: 6
• وزنه الذري: 12.0096 إلى 12.0116
• نقطة انصهاره: 3550 درجة مئوية.
• نقطة غليانه: 4827 درجة مئوية.
• كثافته:
  • الماس: 3.52 جرام / سنتيمتر مكعب.
  • الجرافيت 2.25 جرام / سنتيمتر مكعب.
  • عديم الشكل: 1.9 جرام / سنتيمتر مكعب.
• المجموعة: 14
• الدور: 2 
• حالته في حرارة الغرفة: صلب

ما مدى وفرة الكربون على الأرض؟

يحتل الكربون المرتبة 19 من حيث الوفرة الأولية في القشرة الأرضية، ويُقدر أن عدد ذرات الكربون يبلغ 3.5 أضعاف عدد ذرات السيليكون في الكون.

ما هي الأشكال التي يوجد بها الكربون؟

يوجد الكربون بشكل طبيعي كأنثراسايت (نوع من الفحم)، والجرافيت، والماس.

حيث أخذ الكربون اسمه من الفحم من الكلمة اللاتينية "carbo"، لكن استغرقت بقية الأشكال وقتاً للتعرف على هويتها الكربونية، حيث قام عالم الطبيعة جوزيبي أفيراني والمسعف سيبريانو تارجوني من فلورنسا بتدمير الألماس بالتسخين في عام 1694، حيث ركزوا ضوء الشمس على الماس باستخدام عدسة مكبرة كبيرة واختفت الجوهرة في النهاية. وفي عام 1796 أثبت الكيميائي الإنجليزي سميثسون تينانت أن الماس شكل من أشكال الكربون من خلال إظهار أنه أثناء احتراقه يصدر ثاني أكسيد الكربون فقط.

ما هي الخصائص الفيزيائية للكربون؟

يتميز الكربون حسب شكله بالخصائص الفيزيائية التالية:

• الماس شفاف وليس له لون، لكن الجرافيت معتم وأسود.
• الماس هو أقسى مادة معروفة للإنسان، لكن الجرافيت ناعم وإسفنجي الملمس.
• لا يستطيع الماس توصيل الكهرباء على الإطلاق، بينما الجرافيت موصل جيد للكهرباء.
• كلا الشكلين يكونان بالحالة الصلبة.
• غير قابلين للذوبان في الماء.
• لا يذوب الماس أو الجرافيت عند تسخينهما، بل يتساميان ويتحولان إلى الشكل الغازي.

ما هي استخدامات الكربون؟

يستخدم الكربون في التطبيقات التالية:

• يستخدم الفحم كوقود.
• يستخدم الجرافيت فيما يلي:
  • قلب قلم الرصاص. 
  • البوتقات عالية الحرارة.
  • الخلايا الجافة. 
  • الأقطاب الكهربائية. 
  • مواد التشحيم.
• يستخدم الماس بالأمور التالية:
  • صناعة المجوهرات. 
  • القطع والحفر والطحن والتلميع.
  • يستخدم أسود الكربون كالصبغة السوداء في حبر الطباعة.
  • يشكل الكربون سبائك مع الحديد.
  • يستخدم النظير المشع للكربون 14 في التأريخ الأثري.
  • وغيرها العديد من التطبيقات المختلفة.

هل تتغير كمية الكربون على الأرض؟

تعد كمية الكربون على الأرض ثابتة، حيث يتم تحويله من شكل إلى آخر عبر دورة الكربون، إذ تأخذ نباتات التمثيل الضوئي الكربون من الهواء (ثاني أكسيد الكربون) أو مياه البحر وتحوله إلى جلوكوز ومركبات عضوية أخرى عبر دورة كالفن لعملية التمثيل الضوئي، وتأكل الحيوانات بعض الكتلة الحيوية وتخرج ثاني أكسيد الكربون، مما يعيد الكربون إلى الغلاف الجوي.

ما هو دور الكربون بالجسم؟

يعتبر الكربون لبنة البناء الأساسية اللازمة لتكوين البروتينات والكربوهيدرات والدهون، ويلعب دوراً حاسماً في تنظيم فيزيولوجيا الجسم والهيكل الأساسي الذي يرتكز تركيب الجسم عليه.