Indhold
Carbon repræsenterer et af de mest rigelige kemiske elementer på Jorden og falder kun efter ilt ved sin masse. Livet på jorden skylder eksistens til kulstof, da det er det kemiske grundlag for alle levende ting på denne planet. På grund af sine fire valenselektroner binder kulstofmolekyler sig med ilt, brint og nitrogen. Carbon binder også med fosfor og svovl til dannelse af de biokemiske byggesten, der inkluderer fedt, proteiner og kulhydrater. Uden kulstof ville mennesker ikke eksistere i den form, de gør i dag.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Kulstofegenskaber inkluderer dens evne til at binde med ilt, brint, nitrogen, fosfor og svovl. Kulstofbiokemiske forbindelser er vigtige for alt liv på planeten. På grund af dens bindingsevne kan carbon danne enkle, dobbelt eller tredobbelte kovalente bindinger med andre atomer.
Flere fysiske former
Som et allotropisk biokemisk element findes kulstof i flere fysiske former, selvom de er kemisk ens. Carbon findes som grafit-, diamant- eller kulstofrester, der blev efterladt, når kulstofbaserede forbindelser oplevede varme og tryk. Grafit, der findes i en arklignende struktur, er blød og leder elektricitet. I modsætning hertil er diamant ekstremt hård, leder ikke elektricitet og er inert. Kulstofrester inkluderer kul, trækul og andre stoffer, som mennesker bruger til energi.
Kulstofatomstruktur
Et stabilt kulstofatom har seks protoner, seks neutroner og seks elektroner, hvilket resulterer i en atommasse på 12.011 og sidder i den sjette position på det periodiske elementtabel. Fire af dets elektroner findes i det ydre skal af atomet, mens de to andre findes i den indre skal. Molekyler i fast tilstand, der kun består af bundne carbonatomer, danner tetraedrale eller hexagonale former afhængigt af stoffets fysiske status.
Kemiske egenskaber
Carbon forbrænder i ilt for at skabe kuldioxid og kulilte. Carbon kan også danne carbider, når det opvarmes med oxider. For eksempel danner calciumoxid opvarmet med carbon calciumcarbid og carbonmonoxid. Derudover fungerer carbonforbindelser, såsom carbonmonoxid, som et reduktionsmiddel for metalliske oxider. For eksempel reducerer jernoxid til jern, når ekstrem varme fra en kilde, såsom en ovn, til jernoxid i et kuliltemiljø.
Carbon kæder
Carbon kan danne kulstofkæder i enkelt-, dobbelt- og tredobbeltbindinger med andre carbonatomer. Denne proces kaldes catenation og er grundlaget for oprettelsen af organiske forbindelser og studiet af organisk kemi. Selvom andre elementer, såsom silicium eller germanium, er i stand til begrænset katenering, kan carbon også danne kæder med ubegrænset størrelse. Derudover er det kun kulstof, der kan koble dobbelt- og tredobbeltbindinger, mens andre elementer kun kan danne enkeltbindinger.