Karboni

Diamanti dhe grafiti, dy alotrope të Karbonit.

Karboni është një element kimik i tabelës periodike që ka simbolin C dhe numër atomik 6. Është një jometal tetravalentorë. Atomi i karbonit në përberjet me elemente të tjera ose me veten mund të shfaqet në tri forma hibridizimi si: sp³,sp² dhe sp.

Me anë të tyre karboni mund të lidhet respektivisht me 4 , 3 dhe 2 atome ku këndet janë afërsisht 109° , 120° dhe 180° . Sipas simetrisë të funksioneve molekulare komplekse të çifteve atomike që marrin pjesë në lidhje , mund të formohen lidhje njëfishe , dyfishe dhe trefishe. Karboni ka tre forma alotropike dhe një forme ekzotike:

• Diamanti ( hibridizim sp³ , minerali me i forte qe njihet )
  
• Grafiti (hibridizim sp² , një ndër substancat më të buta)
  
• Fulereni (hibridizim sp² , molekula nanometrike me siperfaqe prej grafiti )
  
• Karboni amorf ( që nuk eshte plotesisht alotrop )
  

Karboni sp (formë ekzotike e cila për mometin merret vetëm në laborator nëpermjet disa teknikave të sofistikuara fizike me breza molekulare supersonike ) Karboni gjendet ne te gjithë jetën organike dhe është baza e kimisë organike . Ky jometal mund te lidhet me veten dhe me shumë elemente të tjerë (formon mbi 10 milion përberje ). Kur lidhet me oksigjenin formon dioksidin e karbonit i cili është jetesor per rritjen e bimëve . Me hidrogjenin formon hidrokarburet të cilat janë të domosdoshme për industrinë . Me oksigjenin dhe hidrogjenin formon disa përberje mes të cilave acidet lyrore thelbesore për jetesën dhe esteret te cilat i japin shije shume frutave .

Karakteristikat

Karboni është një element i studiuar për shumë arsye . Format e tij te ndryshme përfshijnë një ndër më të butat ( grafitin ) dhe një ndër më të fortat( diamantin ) . Gjithashtu ka shumë afrimite për lidhjet kimike me të tjerë atome të lehtë , mes te cilëve vetvetja , dhe permasat e tij të vogla e bëjne të aftë të formojë lidhje shumefishe

Përdorimet

Karboni është një përbërës jetësor i të gjitha sistemeve të gjalla të njohura dhe pa të jeta që ne njohim nuk do të ekzistonte . Përdorimi kryesor komercial i karbonit është në formë hidrokarburesh , kryesisht lëndë djegëse , gas metan dhe naftë . Nafta përdoret nga industria për të prodhuar mes të tjerash dhe benzinën nëpër rafineri nëpermjet një procesi distilues . Nafta është burim gjithashtu i materialit bazë per shume substanca sintetike me emrin plastikë .
Përdorime te tjera:

• Izotopi 14C i zbuluar më 27 shkurt 1940 , përdoret për të gjetur moshën e radiokarbonit .
• Grafiti përdoret për lapsat e vizatimit.
• Diamantet përdoren për qëllime zbukurimi por edhe si maja shpuese në veprimtari që shfrytezojnë fortësinë e tyre .
• Një përqindje karboni i shtohet hekurit per te prodhuar çelikun . Po me hekurin por në një perqindje më të lartë prodhohet giza e cila është mjaft rezistente.
• Karboni përdoret nëpër centrale bërthamore.
• Një formë e karbonit mund të përdoret për ngrohje.
• Përdoret si fibër përforcuese në shkopat e hokeit dhe në veshjet e jashtme e të brendshme të makinave sportive dhe atyre të garave si për rezistencën por edhe për lehtësinë e tij

Histori

Karboni(nga latinishtja "carbo") u zbulua në prehistori dhe u njoh nga popullsitë antike që e prodhonin duke djegur materiale organike me pak oksigjen . Diamantët për shumë kohë janë konsideruar të rrallë e të mahnitshem . Ndërsa alotropi i fundit , fulereni , u zbulua si nënprodukt i eksperimenteve me rreze molekulare ne vitet '80.

Alotropia

Katër alotropet e karbonit jane: karboni ammorf , diamanti , grafiti dhe fulereni .

• Karboni amorf , në formen e tij amorfe karboni është kryesiht grafit por nuk ruan strukturen kristalore. Është i pranishem si pluhur që formon përbërësit kryesor të substancave si karboni dhe bloza.
  
• Grafiti , në trysni normale karboni merr formë grafiti , tek i cili çdo atom lidhet me tre te tjerë në një plan te përberë nga unaza gjashtekendore te shkrira me njera tjetren, si ne hidrokarburet aromatike. Dy format e njohura te grafitit, alfa(hekzagonal) dhe beta(romboidal) kane te njejtat veti fizike pervec struktures kristalore. Grafiti qe gjendet ne natyre permban deri ne 30% te formes beta, ndersa ai i prodhuar ne laborator eshte i gjithi alfa. Forma alfa mund te kthehet ne beta nepermjet nje trajtimi mekanik dhe forma beta rikthehet ne alfa kur nxehet mbi 1000 °C.

Për shkak te çlokalizimit të rese PI, grafiti e percjell elektricitetin . Materiali është i bute dhe fletat të cilat ndahen shpesh nga atome të tjera , qëndrojnë së bashku falë forcave të Van der Valsit dhe mund të rrëshqasin lehtësisht mbi njëra tjetrën.

• Diamanti , në trysni shume të larte karboni formon diamantin , ku një atom është i lidhur me ketër të tjerë . Diamantet kanë të njëjtën strukturë kubike si silici dhe germaniumi dhe falë forcës së lidhjes kimike karbon-karbon është së bashku me nitrurin e borit substanca më e fortë përsa i përket rezistencës . Tranzicioni i grafitit në temperaturë ambienti është aq i ngadalshëm sa nuk vihet re . Në kushte të caktuara , karboni , kristalizohet si Lonsdaleit , një formë e njgjajshme me diamantin por me strukturë hekzagonale.
  
• Fulereni (Karboni i bardhë) , Është formë e re e karbonit e zbuluar në tokë në sasi të vogla , ndërsa është zbuluar se gjendet edhe në gjithësi ( kozmos ) dhe në disa meteore . Në mënyrë sintetike në laborator është përfituar për herë të parë në vitin 1990 . Përbëhet nga molekulat sferike që përmbajnë më shumë se 40 atome të karbonit . Fulereni e ka marrë emrin sipas arkitektit të njohur amerikan Buckminister Fuller , i cili e ka koonstruktuar kupolën gjedoete . Konsiderohet që fulereni stabil është C60 ose bakministerfulereni , i cili përbëhet nga 12 unaza pesëkëndëshe dhe 20 unaza gjashtëkëndëshe .

Disponibiliteti

Ekzistojnë pothuajse 10 milion përberje te njohura karboni , dhe mijëra prej tyre janë thelbësore në proceset jetësore dhe të rëndësishme për reaksionet organike . Karboni gjendet me bollëk tek Dielli , yjet , kometat dhe në atmosferën e pjesës më të madhe të planeteve . Disa meteorite përmbajnë diamante mikroskopike që u formuan kur sistemi diellor ishte ende një disk protoplanetar . I kombinuar me elemente të tjera , karboni gjendet në atmosferën tokësore dhe në gjithë botën ujore . Bashkuar me disa sasi të vogla kalciumi , magnezi dhe hekuri , është një nga përbërësit kryesorë të karboantit , shkëmbinëjve dhe mermerit . I kombinuar me hidrogjenin formon naftë , gaz natyror dhe hidrokarbure te tjera.
Grafiti ndodhet ne sasi te medha ne SHBA, Rusi, Meksike, Groenlande dhe Indi. Pjesa më e madhe e diamanteve ndodhet ne Afrikë sidomos ne Afrikën e Jugut , Namibi , Botsvana , Republiken e Kongos dhe Sierra Leone . Por gjithashtu sasi të mëdha diamantesh ndodhen edhe ne Kanada , Rusi dhe Australi.

Përberjet inorganike

Oksisdi kryesor i karbonit është dioksidi i karbonit , CO₂ . Ai është një përbërës i paktë i atmosferës tokësore i cili përdoret dhe prodhohet nga krijesat e gjalla . Në ujë formon gjurmë acidi karbonik H₂CO₃ , por si shumë përbërje me shume atome oksigjeni te lidhur me një karbon te vetem , është i paqëndryeshëm . Okside të tjera janë monoksidi i karbonit CO dhe ai më pak i zakonshem C₃O₂. Monoksidi formohet nga një djegje e pjesshme dhe është një gaz pa erë e pa ngjyrë . Çdo molekulë përmban një lidhje dyfishe dhe shfaqet e polarizuar dhe tenton të lidhet me molekulën hemoglobines , gjë që e bën këtë gaz helmues . Cianuri , CN- , ka strukturë dhe sjellje të ngjajshme me halogjenuret.

Përberjet organike

Quhen "organike" ato përberje të karbonit ku ky ka numer oksidimi me te vogel se +4. Një veçori e karbonit eshte aftësia për të formuar zinxhire atomike me gjatësi të ndryshme , edhe ciklike . Këto zinxhire janë baza e hodrokarbureve dhe përberjeve organike .

Cikli i karbonit

Është procesi i vazhdueshem i kombinimit dhe çlirimit të karbonit dhe oksigjenit të qenieve të gjalla që magazinon dhe çliron nxehtësi dhe energji. Cikli i karbonit ndodh kryesisht në katër rezerva: e para është biosfera , e dyta hidrosfera , e treta litosfera dhe e fundit atmosfera.

Izotopet

Ne 1961 UPAK-u përshtati izotopin karbon-12 si bazë për matjen e peshës atomike . Karboni-14 është një radioizotop që përdoret për datimin e drurit dhe vendeve arkeologjike.

Demet

Përberjet e karbonit kanë edhe veprime toksike . Monoksidi i karbonit i cili gjendet në gazrat që shkarkojnë motorrat me diegje , cianuri i cili ndonjëherë ndot minierat , janë shumë të dëmshëm për gjitarët.

  komponimet e karbonit jane: monksidi i karbonit CO,dioksidi i karbonit CO2