کربن ( Carbon )

کربن عنصری غیرفلزی است که از قبل از تاریخ شناخته شده است از سوختن مواد ارگانیکی در صورت وجود اکسیژن به مقدار کافی ، تولید می شود . آخرین آلوتروپ کربن ، به نام فلورنس Fullerenes ، در دهه 1980 به وسیله بمباران مولکولی تولید شد . دهها میلیون ترکیب کربنی که بسیاری از آنها حیاتی هستند وجود دارند ، ترکیبات کربنی اهمیت اقتصادی فراوانی دارند ( جزء اصلی ترکیبات هیدرو کربنی هستند )این عنصر همچنین در خورشید ، ستارگان و جو بسیاری از سیارات وجود دارد . در برخی از متئوریتها الماسهای میکروسکوپی دیده شده است . در جو زمین هم یافت می شود ، محلول در ترکیبات آبی می باشد ، ترکیب اصلی سنگهای کربناته ( سنگ آهک ، دولومیت ومرمر ) می باشد . از ترکیب کربن و هیدروژن زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی بدست می آید . 

کربن به صورت وسیعی در طبیعت پراکنده شده است. این عنصر به وفور در خورشید ستاره ها، ستاره های دنباله دار و در اتمسفر بیشتر سیاره ها یافت می شود. 
الماس طبیعی در کیمبرلیتها ، ستونهای آتشفشانی قدیمی در جنوب آفریقا و آرکانساس یافت می شود. حدود 30 درصد از کل کاربردهای الماس در آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد. 
کربن در طبیعت به صورت سه آلوتروپ یافت می شود: گرافیت، الماس و فولرین. گرافیت یکی از نرمترین مواد در طبیعت و الماس یکی از سخترین آنها می باشد. 

گرافیت به دو فرم می تواند وجود داشته باشد آلفا و بتا. این دو فرم دارای خصوصیات فیزیکی یکسان ولی ساختار بلوری متفاوت هستند. 30 درصد از گرافیت در طبیعت به فرم بتا و بقیه آن به فرم آلفا یافت می شود. فرم آلفا گرافیت با ساختار بلوری هگزاگونال می باشد این دو فرم آلفا و بتا می توانند با حرارت 1000 درجه سانتیگراد به هم تبدیل شوند. 
ترکیبات 
کربن در طبیعت به صورت اکسید در اتمسفر زمین و به صورت محلول در آبهای طبیعی یافت می شود. یکی از عناصر اصلی در ترکیب کربنات کلسیم و منیزیم و آهن ، زغال سنگ، نفت و گازهای طبیعی به خصوص هیدروکربناتها ، کربن می باشد. 
کربن در بین دیگر عناصر دارای ترکیبات مختلفی است و به طور وسیعی در طبیعت پراکنده شده است. 

نمایی از کربن در طبیعت

اثرات کربن در سلامتي انسان:

کربن اثرات سمي کمي دارد. اطلاعاتي که درباره تاثير کربن برسلامت انسان بيان ميشود درباره کربن سياهرنگ است نه درباره عنصر شيميايي کربن. تنفس کربن سياه به طور موقتي و دائم سبب آسيبهاي ريوي و قلبي ميشود. 
در کارگراني که به توليد کربن سياه ميپردازند، بيماري Pneumoconiosis مشاهده شده است. همچنين کربن سياه سبب مشکلات پوستي مانند سوختن فوليکولهاي مو و ليزين مخاط دهان ميشود. 
کربن سياه خاصيت سرطانزايي دارد. کربن سياه در ليست آژانس بين المللي تحقيقات سرطان (IARC) در گروه 3 قرار دارد (اين عنصر در انسان باعث بيماري سرطان نميشود). 
کربن 14 يکي از انواع راديونوکليدها ميباشد و در آزمايشهاي اتمسفري تسليحات هسته اي که در سال 1945، در آمريکا آغاز شد و در سال 1980 در چين به پايان رسيد، به کار برده شد. کربن 14 جزء راديونوکليدهاي با عمرهاي طولاني که محسوب ميشود و باعث افزايش خطر سرطان طي دهه ها و قرنها شده است. کربن 14 ميتواند از جفت عبور کند و در سلولهاي پيوندي جنين وارد ميشود و بنابراين جنين را تحت خطر سرطان قرار ميدهد.

اثرات زيست محيطي کربن:

تاکنون اثرات منفي از کربن در محيط زيست گزارش نشده است. 

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه: 

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری 

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کربن :

عدد اتمی:6
جرم اتمی: 12.011
نقطه ذوب : C°3550 
نقطه جوش : C°3806
شعاع اتمی : pm 77
ظرفیت: 2,4
رنگ: مشکی 
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 14 
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 1086.5
شکل الکترونی: 1s2 2s22p2 
الکترونگاتیوی: 2.55 
حالت اکسیداسیون: 2, 4, -4
دانسیته: 2.26
گرمای تبخیر : Kj/mol 355.8
مقاومت الکتریکی : Ohm m 1.37×10- 5
گرمای ویژه: J/g Ko 0.710
دوره تناوبی:2

شماره سطح انرژی : 2
انرژی اولیه : 2
انرژی ثانویه : 4
درجه اشتعال : در حالت جامد قابل اشتعال 
شماره ایزوتوپ : 3
ایزوتوپ : 
ایزوتوپ نیمه عمر 
C-11 20.3 دقیقه 
C-12 پایدار
C-13 پایدار
C-14 5730.0 سال
C-15 2.5 ثانیه 

اشکال دیگر : 

هیدرید کربن CH4
کلرید کربن CCl4
دی اکسید کربن و مونوکسید کربن CO CO2


منابع :

نفت ، گاز طبیعی و زغال 

کاربرد :

ترکیب اصلی چرخه حیات است که بدون آن حیات ممکن نیست . کاربرد مهم اقتصادی کربن در تشکیل هیدرو کربنها بویژه گاز متان و نفت خام میباشد . کربن به عنوان برقگیر در راکتورهای هسته ای به کار می رود . گرافیت شکل دیگری از کربن است که به همراه رس در ساخت مداد به کار می رود الماسها کربن خالص هستند که زیبای و اهمیت بی نظیری دارند و به عنوان جواهر به کار می روند . از ترکیب کربن با آهن فولاد بدست می آید .داروهای زغالی در پزشکی برای جذب سم از دستگاه گوارش بکار می روند . همچنین در صنایع استیل و فیلترها نیز کاربرد دارد . 

روش شناسایی:

GR :Gravimetry
VOL:Volumetry