Karbon Nedir - Karbonun Ozellikleri Nelerdir ?

Karbon Nedir Karbonun Ozellikleri Nelerdir ?
karbon, doğada yaygın bulunan a metal kimyasal element Evrende bolluk bakımından altıncı sırada yeralan karbon, kızgın yıldızlarda Hidrojenin termo Nukleer yanmasında temel rol oynar dunyada hem doğal halde, hem de başka Elementlerle bileşik halinde bulunan karbon, ağırlık olarak yerkabuğunun yaklaşık % 0,2'sini oluşturur En arı (katışıksız) bicimleri elmas ve grafittir; daha duşuk arılık derecelerinde madenkomurunun, kok komurunun ve odunkomurunun bileşeni olarak bulunur

Atmosferin yaklaşık % 0,05'ini oluşturan ve butun doğal sularda erimiş olarak bulunan karbon dioksit, kirectaşı ve mermer gibi karbonat mineralleri, komurun, petrolun ve doğal gazın başlıca yapıtaşları olan hidrokarbonlar, en bol bulunan bileşikleridir Karbon, bilinen Elementlerin en cok yonlu olanıdırBileşiklerin % 94'u (4 milyondan coğu) karbon icerir Yaşamın dayandığı temel işlevleri yerine getirmek icin yeterli ceşitlilikte ve karmaşıklıkta duzenlemeler oluşturarak başka elementlerle birleşme yeteneği, yalnızca karbonda vardır Belirli karbon bileşikleri, canlılardaki maddenin yaklaşık % 18'ini oluşturur (geri kalanı coğunlukla sudur) Bu bileşikler, Canlı hucrelerin planı olarak, hucre yapımında kullanılan yapıtaşları olarak işlev gorurler Yakıt işlevi goren başka karbon bileşikleri de, yeşil bitkilerde ışılbi reşimle surekli olarak yenilenir Organizma olduğu zaman, cevreyle karbon alışverişi durur ve geriye kalan radyoaktif karbon14 izotopu miktarı,biyolojik kokenli maddelerin yaşını belirlemekte kullanılabilir Kalkınmış ulkelerin ekonomilerinin buyuk bir bolumu, karbon iceren yakıtların, plastiklerin, kimyasal maddelerin, Dokumaların ve ilacların işlenmesine ve uretimine dayanır Karbon temelli sentetik bileşiklerin uretilmesi ve kullanılması, bircok ulkede yaşama duzeyini derinlemesine etkilemiştir

Ozellikleri
Simgesi C, atom sayısı 6, atom ağırlığı 12,011 olan karbon, periyodik cizelgenin IVA grubunda silisyum, germanyum, k alay ve kurşun elementleriyle birlikte yeralir Bu elementlerin en hafifi ve en az metalik olanıdır Periyodik cizelgedeki başka bircok grubun tersine, IVA grubu elementleri, kimyasal bakımdan birbirinden cok farklıdır; grubu temsil edici davranışı en az gosteren de karbondur

Karbonun en bol bulunan izotopu, doğal karbonun % 98,89'unu oluşturan karbon12'dir Tam olarak 12 dalton (atom kutlesi birimi) değerinde olan bu izotop, atom ağırlığı konusunda uluslararası standart olarak kullanılır Doğal karbonun % 1,11'ini oluşturan karbon13, ikinci kararlı izotoptur Karbonun beş radyoaktif izotopu bilinmektedir; bunlardan karbon14 (yarılanma suresi 5 730 yıl) en kararlı ve en yararlı olanıdır Bağlar Serbest karbon atomunun 1s kabuğunda iki elektron, 2s ve 2p kabuklarındaysa bağ oluşturm Aya hazır dort değerlik elektronu bulunur Metallerden ve a Metallerin bircoğundan farklı olarak, karbonda bağ oluşumu genellikle iyonik değil, kovalent (ortaklaşa) niteliktedir Bunun nedenlerinden biri, karbonun atom sayısının kucuk olması, bu nedenle de, atom cekirdeğine yakın olan değerlik elektronlarını cok sıkı tutmasıdır Ayrıca, bir karbon atomunun kararlı bir iyon haline gelmesi icin dort elektron alması ya da yitirmesi gerekir: Bu da oldukca buyuk enerji isteyen bir olaydır Ortaklaşa bağlanmada, her karbon atomu, değerlik elektronlarını karşılıklı olarak başka atomlarla paylaşır Karbon bileşiklerinin coğunda, bitişik bir atom, 1 3 arasında elektron verir; buna karşılık karbon da eşit sayıda elektron katkısı yapar ve tek, cift ya da uclu bağ oluşur

ElmasArı elmas, bilinen en sert maddedir Renksiz ve saydam olmasına karşın, başka Minerallerle arılığı bozulduğu zaman, pastel renklerden mat siyaha kadar uzanan ceşitli renklerde bulunabilir Elmas, kimyasal bakımdan eylemsizdir; ama yuksek sıcaklıklarda havada yanması sağlanabilir Isıyı iyi iletmez ve Elektrik yalıtkanıdır 1955'e kadar, yanardağ kokenli doğal yataklar 1 tek elmas kaynağıyken, o tarihten bu yana aletlerde ve pikap iğnelerinde kullanılan elmaslar, grafitin yuksek basınclara ve sıcaklıklara uğratılmasıyla yapay olarak uretilmektedir (mucevher niteliğinde elmaslar bu yolla elde edilemez)

elmasın ozellikleri, butunuyle birbirine kenetlenmiş dortyuzlu karbon atomlarının oluşturduğu billur yapısından kaynaklanır; bu atomların her biri, en yakın dort komşusuna ortaklaşa bağlanmıştır Karbonkarbon bağının olağanustu dayanıklılığı ve ortaklaşa bağlarla kenetlenmiş yapısı, elmasın sert ve eylemsiz olmasını sağlayan nedenlerdir

Grafit
Grafit cok daha değişiktir Yumuşak, yağlı, kağıtta iz bırakan, siyah renkli bir katı maddedir Grafit, yağ haline getirilip makinelerde, calışan parcaların birbirine surtunurken aşılmasını azaltmak ya da engellemek amacıyla yağlayıcı olarak kullanılır Kurşun kalemlerin icindeki uc da, icine kil katılarak biraz sertleştirilmiş grafittir Grafitin elde edildiği başlıca yerler Sri L anka, Sibirya, Kuzey Amerika ve Meksika'dır Grafit yapay olarak da hazırlanabilir; bunun icin kokkomurunun cok yuksek sıcaklıklarda işlenmesi gerekir Grafit cok yuksek sıcaklıklara dayanabilir, ayrıca cok iyi bir elektrik iletkenidir Bu nedenle, camaşır makinesi ve elektrikli supurge gibi aygıtlardaki elektrik motorlarının fırcaları grafitten yapılır Son donemlerde, uzay kapsullerinin ısı kalkanlarının yapımında da grafitten yararlanılm aya başlanmıştır

Hem elmas, hem de grafit kristal yapılıdır, ama kristalleri farklı bicimlerdedir Aynı maddenin değişik kristal bicimlerine allotrop denir; allotrop sozcuğu değişik bicim anlamında Yunanca iki sozcukten gelir Elmas ve grafit, karbonun allotroplarıdır Elmasta her karbon atomu, dort başka karbon atomuna bağlanarak uc boyutlu katı bir yapı oluşturur; grafitte ise karbon atomları, ust uste yığılmış geniş, yassı levhalar oluşturacak bicimde, iki boyutlu duzlemde birbirlerine bağlanmıştır Bu levhalar birbirlerinin uzerinden kolayca kayar; grafitin iyi bir yağlayıcı olma ozelliği de bundan kaynaklanır Grafitin kağıt uzerinde iz bırakmasının nedeni de, bu ince atom levhalarının grafitten ayrılarak kağıdın uzerinde birikmesidir Karbonun oteki bicimlerinin, belirgin, kendilerine ozgu bir yapısı ya da bicimi yoktur

Odunkomuru
Odun komuru hafif, gozenekli siyah ya da koyu gri renkli bir maddedir; odunun havasız ortamda yakılmasıyla elde edilir (Karbonun bir başka allotropu olan odun komurune ilişkin ayrıntılı bilgi KOMUR maddesinde verilmiştir)

Karbon karası
Karbon karası ise gazyağı, terebentin, benzen ya da mum gibi maddelerin havasız az ortamlarda yandıklarında cıkardıkları istir Karbon karası katışıksız, yumuşak, siyah renkli bir tozdur; yağla karıştırılarak matbaa murekkebi, boya ve ayakkabı cilasında kullanılır Ayrıca otomobil ve bisiklet lastiklerinin yapımında, aşınmaya karşı daha da Yanıklı kılmak amacıyla karbon karasından yararlanılır

Kemik komuru
Odunkomurunun katışıklı bir turu de, yalnızca Yuzde 10 oranında karbon iceren kemik komuru'dur Kemik komuru, hayvan kemiklerinin iyice kırılıp havasız ortamda yakılmasıyla elde edilir Kemik komuru herhangi bir Sıvı ile ısıtıldığında, sıvını rengini yok eder, bu nedenle sanayide renk giderici olarak kullanılır Orneğin, şeker bu yolla arıtılır Cay emik komuru ile kaynatıldığında tamamen renksiz hale gelir

Fulleren
fullerenKarbonun yapay bir allotropudur (C60)

Kokkomuru
Kokkomuru, komurun havasız ortamda, yuksek sıcaklıklarda yakılmasıyla elde edilir Kokkomurundeki karbon oranı yaklaşık yuzde 90'dır Karbon gerek komur, antrasit ve kokkomuru olarak, gerek bileşik halde bulunduğu ağac ve petrol olarak cok o nemli bir yakıttır Karbon ve Oksijen bileşikleri birbirleriyle cok kolay birleşir Cinko, demir, kalay ya da kurşun oksitler gibi metal oksitleri karbon ile birlikte ısıtıldığında, karbon metal oksitteki oksijenle birleşir ve geriye katışıksız metal kalır Bu indirgenme tepkimesinden sanayide yararlanılır

Karbon bileşikleri
Doğada en bol bulunan karbon bileşikleri, karbon dioksit, tebeşir (kalsiyum karbonat) gibi metal karbonatları ve karbonun Hidrojenle birleşerek oluşturduğu hidrokarbonlardır

Hidrokarbonlar
Ana madde Hidrokarbonlar En basit hidrokarbon, bataklık gazı da denilen metan gazıdır; bu maddenin temel yapısı, ortadaki bir karbon atomunu cevreleyen dort Hidrojen atomundan oluşur Sibirya'da ya da Kuzey Denizi'nde yeraltından cıkarılan doğal gazın başlıca bileşiği Metan gazıdır Metanın kimyasal formulu CH4 bicimindedir Eğer dort karbon atomu birbirine bağlanırsa butan gazı oluşur Butanın kimyasal formulu de C4H10'dur Mutfaklarda kullanılan tup gaz, butan gazıdır Metandaki hidrojen atomlarının yerine klor atomları gecirilirse, bir zamanlar onemli bir anestezik olan kloroform bileşikleri ve değerli bir kimyasal cozucu olan karbon tetraklorur oluşur Metan molekulune bir oksijen atomu bağlanırsa, ortaya bir tur alkol cıkar

Karbon ile Oksijenin oluşturduğu iki basit bileşik vardır Karbon dioksit (CO2) ve karbon monoksit (CO) Her ikisi de gaz halindedir; ilki havada bulunur ikincisi ise cok zehirlidir

Dunyanın pek cok yerindeki petrol yataklarından cıkarılan ham petrol, rafineriler de işlenerek, değişik uzunluktaki karbon zincirinden oluşan maddeler elde edilir; bu maddelere petrol turevleri denir Ağır, kalın ya da ince butun yağlar hidrokarbondur

Karbon atomlarının hidrojenle doyurulmamış, yani tumuyle doldurulmamış olduğu hidrokarbon dizileri de vardır bu dizilerin birinde karbon atomları birbirine cift bağ ile bağlanmıştır; bu tur hidrokarbonların en basit orneği etilen'dir Uc bağlı karbon atomlarını iceren doymamış hidrokarbonlar dizisinin ilk uyesi de asetilen gazıdır

Komurun damıtılmasıyla elde edilen kalın, siyah renkli bir sıvı olan komur katranından da onemli bir hidrokarbon dizisi oluşturulur Bu dizinin ilk ve en basit uyesi benzen'dir Benzen, bir halka biciminde birbirine bağlanmış altı karbon atomu icerir Bu dizide bulunan pek cok hidrokarbon, bitkilerden, salınanlara benzeyen kokular yaydıklarından aromatik hidrokarbonlar olarak adlandırılırlar Parfumler, en aza bir benzen halkası icerir Guvelere karşı kullanılan naftalin, birbiriyle birleşmiş iki halkadan oluşur