Karbon temel bilgileri
- Sembol
- C
- Atom numarası
- 6
- Atom kütlesi
- 12,011 u
- Kategori
- Ametal
- Periyot
- 2
- Grup
- 14
- Erime noktası
- ~3550 (grafit, süblimleşir) °C
- Kaynama noktası
- ~4027 (yaklaşık) °C
- Yoğunluk
- 2,267 (grafit) / 3,513 (elmas) g/cm³
- Elektron dizilimi
- 1s² 2s² 2p²
Karbon, tüm organik bileşiklerin ve dolayısıyla bilinen yaşamın temelini oluşturan elementtir; kendi kendine zincir ve halka oluşturma yeteneği sayesinde milyonlarca farklı bileşik yapabilir.
Doğada elmas ve grafit gibi çok farklı fiziksel özelliklere sahip allotroplar (aynı elementin farklı yapısal biçimleri) hâlinde bulunur.
Dört allotropu: grafit, elmas, fulleren, grafen
Grafit ve elmas, aynı elementin -- karbonun -- atomlarının tamamen farklı biçimlerde dizilmesiyle oluşan iki klasik allotroptur. Grafitte atomlar düz, kolayca kayan tabakalar hâlinde dizilir (bu yüzden kurşun kalemde iz bırakır); elmasta ise her atom dört komşusuna sıkıca bağlanarak doğadaki en sert doğal malzemeyi oluşturur.
1985'te keşfedilen fullerenler (futbol topu biçimli C₆₀ molekülü, 'buckyball' de denir) ve 2004'te izole edilen grafen (tek atom kalınlığında karbon tabakası) karbonun çok daha yeni, ileri teknolojide kullanılan biçimleridir. Her iki keşif de Nobel Ödülü kazandı -- fullerenler 1996'da, grafen 2010'da.
Karbon döngüsü ve iklim üzerindeki etkisi
Karbon, atmosfer, okyanuslar, canlılar ve kayaçlar arasında sürekli dolaşan bir döngü içindedir: bitkiler fotosentezle atmosferdeki CO₂'yi alır, canlılar solunum ve çürüme yoluyla onu geri verir.
Fosil yakıtların (kömür, petrol, doğal gaz) yakılması, milyonlarca yıldır yer altında depolanmış karbonu hızla atmosfere geri kazandırır -- bu, günümüz iklim değişikliği tartışmalarının kimyasal temelini oluşturur.
Karbon-14 ile yaş tayini
Karbonun radyoaktif izotopu karbon-14, atmosferde kozmik ışınların etkisiyle sürekli üretilir ve canlı organizmalar tarafından diğer karbon izotoplarıyla aynı oranda alınır.
Bir organizma öldüğünde karbon-14 alımı durur ve mevcut miktar bilinen bir hızla (yaklaşık 5.730 yıllık yarı ömürle) azalmaya başlar. Bu öngörülebilir azalma, arkeologların ve jeologların binlerce yıl öncesine ait organik kalıntıların yaşını hesaplamasını sağlar.
Karbon nerelerde kullanılır?
- Organik kimyanın ve tüm canlı organizmaların temel yapı taşı
- Çelik alaşımlarında sertlik verici katkı maddesi
- Elmas: kesici takımlar ve mücevherat
- Aktif karbon: su ve hava filtrelerinde kirletici tutucu
Karbon tarih çizelgesi
Antik kullanım
Mısırlılar ve Sümerler, kömür ve is hâlindeki karbonu metal eritme ve yazı mürekkebi yapımında kullandı.
Elmasın karbon olduğunun kanıtlanması
Antoine Lavoisier, elmasın yakıldığında karbondioksit oluşturduğunu göstererek elmasın saf karbon olduğunu kanıtladı.
Fullerenlerin keşfi
Harold Kroto, Robert Curl ve Richard Smalley, futbol topu biçimli C₆₀ molekülünü keşfetti; bu buluş 1996 Nobel Kimya Ödülü'nü kazandı.
Grafenin izolasyonu
Andre Geim ve Konstantin Novoselov, tek atom kalınlığındaki karbon tabakası grafeni izole etti; 2010'da Nobel Fizik Ödülü'nü kazandılar.
İlgili elementler
Kaynaklar
Atom kütleleri IUPAC'ın (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği) standart atom ağırlıkları tablosuna dayanır.
← Periyodik tabloya dön