تم اكتشاف الكربون في عصور ما قبل التاريخ وكان معروف عند القدماء الذين حصلوا عليه بحرق المواد العضوية بمعزل عن الأكسجين لتصنيع الفحم .... و كلمة كربون ("كربو" تعني باللغة اللاتينية "فحم")
يوجد عنصر الكربون في الشمس والنجوم والمذنبات وفى غلاف معظم الكواكب ...كما يوجد في الغلاف الجوي للأرض وذلك باتحاده مع الأكسجين ليكوّن ثاني أكسيد الكربون وهو مركب له أهميته الحيوية في عملية البناء الضوئي التي يقوم بها النبات ... وعند إتحاده مع الهيدروجين, فإنه ينتج العديد من المركبات المعروفة بالهيدروكربونات وهذه المركبات لها أهميتها في الصناعة وكذا أهميتها كوقود عضوي ....
كما يوجد أيضا كمادة مذابة في الأجسام المائية... وبكميات قليلة من الكالسيوم والماغنسيوم والحديد فإنه المكوِّن الأساسي للكربونات, و بعض الصخور (كالحجر الجيري, والدولميت, والرخام ).
لم يصنف الكربون كعنصر حتى عام 1789م عندما أعلن أنتوين لافويسر Antoine Lavoisier في باريس بأن الكربون هو عنصر لافلزي قابل للتأكسد و تكوين الأحماض .
و يعتبر الكربون عنصر مميز لأسباب عديدة.... إذ أنه يتضمن صور مختلفة ؛ فمادة (الجرافيت) من أنعم المواد في حين أقسى المواد و أكثرها صلادة (الماس). كما أن لذرة الكربون قابلية كبيرة للترابط مع الذرات الأخرى الصغيرة, بما فيها ذرات الكربون نفسه, وحجمه الصغير يجعله يستطيع تكوين روابط عديدة. ونظرا لذلك فإن الكربون يكون ما يقرب من 10 ملايين مركب, أي معظم المركبات الكيميائية تقريبا.
و قد عُرف الكربون في صوره النقية على هيئة جرافيت و ماس بالإضافة إلى الفوليرينات و التي تعد إحدى صور الكربون المكتشفة حديثاً هذا بالإضافة إلى أنابيب النانو و النانوفوم...
نظائر الكربون :
للكربون نظيرين طبيعيين مستقرين هما كربون 12ويشكل 98.89% من مجموع الكربون في الطبيعة والنظير كربون13 والذي يشكل 1.11% ....
كما أن للكربون نظير غير مستقر يظهر في الطبيعة هو الكربون14 . كما و يوجد نظير آخر هو كربون 15 نظير .... أما كربون 8 أقلهم عمراً إذ يبلغ نصف عمره 1.98739× 10 -21 ثانية .
و في عام 1961 أعلن الاتحاد الدولي للكيمياء المجردة والتطبيقية (IUPAC) ، باعتبار النظير كربون12 كأساس لقياس الكتل الذرية.
نظير كربون14 له عمر نصف مقداره 5715 عام، وهو يستخدم بشكل كبير لقياس تحديد الزمن إشعاعيا للحفريات.
ظاهـرة التآصـل
وجود العنصر في عدة صور مختلفة في الخواص الفيزيائية و متشابهة في الخواص الكيميائية يعرف بظاهرة التآصل .
و يتميز الكربون بهذه الظاهرة ... إذ يوجد منفرداً في الطبيعة في عدة صور منها ما هو بلّوري مثل الجرافيت و الماس و منها ما هو غير بلّوري مثل الفحم النباتي و الفحم الحجري و فحم الكوك .
الصـور التـآصليـة للكـربـون
الصور التآصلية غير البلّورية :
توجد أنواع عديدة من الكربون غير النقي تنتج عن تفاعلات كيميائية مصحوبة بالحرارة ، تتجمع على هيئة كتل سوداء تُعرف بالفحم ... و هناك أنواع مختلفة من الفحم تتمثل بـ :
فحم الكوك : و يحضر بتقطير الفحم تقطيراً إئتلافياً .
فحم الخشب : و يحضر بتسخين الخشب في معزل عن الهواء كدفنه في حفرة و من ثم طمرها ...
فحم العظام ( الفحم الحيواني ) : و يحضر بتسخين العظام بعد تنظيفها و تنقيتها من المواد الدهنية ، و يمتاز هذا الفحم بقدرته على إزالة الألوان من المحاليل ؛ لذا فإنه يستخدم في صناعة الطلاء الأسود المستخدم في صناعة الجلود .
السناج : و يتكون عند التحليل الحراري لكثير من الهيدروكربونات الغازية ... و يستخدم هذا الفحم في صناعة حبر الطابعات .
فحم المعوجات : و يتكون كمادة متخلفة من عمليات تفحيم المواد المختلفة و كذلك فإنه ينتج عن التقطير الائتلافي للفحم الحجري .
الفحم الحجري : و يتكون نتيجة للضغط و درجة الحرارة الشديدين ، و اللذان يؤثران على بقايا النباتات المطمورة في باطن الأرض ... حيث تحدث هذه التغيرات بالتدريج و بمعزل عن الهواء ، و يستخدم الفحم الحجري كوقود حيث يتميز بأنه لا يولد دخاناً .
السبت مارس 08, 2008 1:28 am
