Karbon (C), periyodik tabloda 2. periyot 4A grubunda yer alan 6 atom numarasına sahip ametal elementtir. Doğada yaygın olarak bulunur, yer kabuğunun yaklaşık %0,2’sini oluşturur. Bileşik halde bulunan bütün diğer elementlerden daha fazla bileşik oluşturur, canlıların yapısına katılır.
Karbon adını Fransızca “carbone(Türkçesi; bir element, saf kömür)” sözcüğünden almıştır. Fransızca sözcük de Latince “carbo, carbon (odun kömürü)” sözcüğünden gelir.
Karbon Elementini Yapısı ve Özellikleri
- Erime Noktası: 3915 K / 3642 °C
Karbon, doğada element halinde her biri kendine özgü (yapılarındaki atomların düzenlenişi benzer olmadığından) fiziksel özelliklere sahip üç farklı biçimde bulunur. Bu biçimlerden ikisi olan elmas ve grafit kristal yapıdadır. Diğer biçim ise karbon karası olarak bilinen; odun kömürü, is karası, kömür ve koktadır. Bu biçimlerden elmas ve grafit yapay olarak elde edilebilir, kimyasal olarak eylemsizdir ve yüksek sıcaklarda oksijen ile birleşir.
Bilinen en sert madde olan saf elmas; renksiz, saydam ve elektriksel iletkenliği çok düşük olan bir maddedir. Elmas son derece değerli bir karbon formudur. Değerli olduğundan mücevher yapımında, çok sert ve dayanıklı olduğundan dolayı da kesme, öğütme ve delme işlemlerinde aşındırıcı olarak kullanılır.
Diğer yandan grafit; yumuşak, kaygan bir katıdır ve ısı-elektriği çok iyi iletir. Yağlayıcılarda ve boyalarda kille karıştırılarak kalem kurşunlarında, elektriksel iletkenliği ve erime sıcaklığının yüksek olması sebebiyle de fırın ve kuru pil ile metal eritme potalarının yapımında kullanılır.
Karbonun biçimsiz hallerinin her biri de farklı özelliklere sahiptir, bu sebeple hepsinin değişik özel uygulama alanları vardır. Bu biçimlerin tümü, organik bileşiklerin yükseltgenmesi ve öteki bozunma süreçlerinden geçmesi süreçlerinin sonunda oluşur. Örneğin, kömür ve kok son derece yaygın kullanılan bir yakıt türüdür; odun kömürü ise soğurma ve süzme maddesi ve yakıt olarak, ayrıca barut üretiminde hammadde olarak kullanılır. Karbon karası ise mürekkep, karbon kâğıdı, daktilo şeridi ve boya üretiminde kullanılır, ayrıca otomobil lastiklerinin dayanıklılığını artırmak amacıyla kauçuğa katılır. Kemik kömürü, pek çok maddenin renk verici bileşenlerini ve gazları tutabilir, bu nedenle de özellikle ham şekerin renginin giderilmesinde kullanılır.
Karbon doğada, başlıca iki kararlı izotopu olan karbon-12 (yüzde 98,89) ve karbon- 13’ün (yüzde 1,11) karışımı halinde bulunur. Bilinen beş radyoaktif izotopundan en uzun ömürlüsü olan karbon-14’ün yan ömrü 5.730 ± 40 yıldır.
Karbon Bileşikleri
Karbon elementi binlerce bileşik oluşturabilir. Bu kadar çok bileşik oluşturması ve oluşturduğu bileşiklerin çok karmaşık olması , bunların incelenmesi ayrı bir kimya dalı olan Organik Kimya’yı doğurmuştur; “organik kimya” adı, 19. yüzyılda bilinen karbon bileşiklerinin çoğunun canlılardan türediği düşüncesinden kaynaklanmıştır.
Karbon elementinin hidrojen, oksijen, azot ve başka birkaç elementle yaptığı bileşikleri, canlıların yapısındaki toplam maddenin %18’ini oluşturur. Canlıların dışarıdan karbon alıp tekrar çevrelerine geri verme süreciyle karbon döngüsü oluşur. Karbondioksit halindeki karbon, yer atmosferinin %3’ünü oluşturur ve tüm doğal sularda çözünmüş haldedir. Yer kabuğunda mermer, kireçtaşı ve tebeşir gibi kayaçlarda karbonatlar; kömür, petrol ve doğal gaz gibi oluşumlarda ise hidrokarbonlar şeklinde bulunur.
Yükseltgenmesi zordur, asit ve bazlarla tepkimeye girmez. Yüksek sıcaklıklarda kükürt buharı ile birleşerek karbon sülfürü; silisyum ve bazı metallerle birleşerek karbürleri; oksijenle birleşerek karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO2) oluşturur. Karbon yüksek sıcaklıklarda metallerle bileşik yapmış olan oksijenle kolayca birleşir, bu özelliği sayesinde metalürji işlemlerinde, demir ve çinko oksit gibi metal oksit cevherlerinin indirgenmesinde çok miktarda kok kömürü kullanılır.
Ayrıca bakın;
Dış bağlantılar ve kaynak;