Ο άνθρακας είναι στοιχείο της 14 ης ομάδας και της 2ης περιόδου. Έχει ατομικό αριθμό Ζ=6. Είναι αμέταλλο και τα άτομά του έχουν 4 εξωτερικά ηλεκτρόνια ( Κ→2e , L→4e ) . Απαντά και ελεύθερος και σε ενώσεις .
Α . Ελεύθερος (στοιχειακός-αυτοφυής) :
1. φυσικός:
α) κρυσταλλικός [ είχαμε δει τους ιοντικούς κρυστάλλους στις ιοντικές ενώσεις κ΄ τους μεταλλικούς κρυστάλλους στα μέταλλα – τώρα θα δούμε ατομικούς κρυστάλλους ] :
Εδώ κάθε άτομο άνθρακα ενώνεται συνήθως με άλλα 4 άτομα άνθρακα, αλλά ακόμα και με 3 άτομα άνθρακα. Έτσι σχηματίζονται συνήθως εξαγωνικοί δακτύλιοι όχι κατά ανάγκη επίπεδοι ,αλλά μερικές φορές και πενταγωνικοί δακτύλιοι, που ενώνονται μεταξύ τους για να δημιουργηθούν οι παρακάτω κρυσταλλικές δομές.
διαμάντι → άχρωμο , διαφανές , μονωτής , το σκληρότερο φυσικό υλικό / χρησιμοποιείται για κατασκευή κοσμημάτων και γεωτρυπάνων και στη κοπή του γυαλιού.
γραφένιο → το πιο ελαφρύ υλικό, 100 φορές ισχυρότερο από το ατσάλι, ο καλύτερος αγωγός θερμότητας , καλύτερος ηλεκτρικός αγωγός από το χαλκό, παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν φωτίζεται, ένα πολύ πυκνό υλικό που “αυτοεπισκευάζεται”!
γραφίτης → μαύρο , αδιαφανές , αγωγός , μαλακό / χρησιμοποιείται για κατασκευή μολυβιών , ηλεκτροδίων , λιπαντικών .
- γραφίτης
φουλερένιο → σφαιρικοί σχηματισμοί 28 έως 540 ατόμων άνθρακα . Ανακαλύφτηκαν το 1985. Ήδη από το 1967 ο αρχιτέκτονας Μπακμίνστερ Φούλλερ είχε δώσει τη μορφή ενός φουλερενίου σε ένα περίπτερο σε μια εμπορική έκθεση στο Μόντρεαλ. Το πιο γνωστό είναι το C60 που αποτελείται από εξάγωνα και πεντάγωνα σχηματισμένα από άτομα άνθρακα και έχει διάμετρο μόλις 1,4 nm. Βρίσκονται στην καπνιά και στο πλάσμα / χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ουσιών όπως φαρμάκων στην επιθυμητή θέση , στην κατασκευή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων , μπαταριών , υπεραγωγών , ……
νανοσωλήνες → : Κυλινδρικοί κλωβοί από εξάγωνα κυρίως ατόμων άνθρακα με ένα ή πολλά τοιχώματα. Ανακαλύφτηκαν το 1991 και είναι το σκληρότερο υλικό / χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση μορίων υδρογόνου και ηλίου , για την κατασκευή μικροτσίπ , επίπεδων οθονών , οπτικών ινών , υπεραγωγών , αλεξίσφαιρων , εργαλείων ,αισθητήρων,τεχνητών μυών , στη διαστημική , ......
# το παραπάνω φαινόμενο, δηλαδή το να εμφανίζεται ένα στοιχείο σε διάφορες μορφές λέγεται αλλοτροπία .
β) άμορφος [τα άτομα άνθρακα διατάσσονται σε τυχαίες θέσεις - περιέχει προσμίξεις ] : πριν εκατομμύρια χρόνια μεγάλα δάση καταπλακώθηκαν από χώματα και απανθρακώθηκαν, δηλαδή μετατράπηκαν σε άνθρακα λόγω των υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων και την απουσία του αέρα. Λέγεται γαιάνθρακας και χρησιμοποιείται σαν καύσιμο στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια.
•ανθρακίτης
•λιθάνθρακας
• λιγνίτης
•τύρφη
2, Τεχνητός:
Κοκ : χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία
Ξυλάνθρακας (ξυλοκάρβουνο): καύσιμο
Ενεργός άνθρακας: προσροφητική ικανότητα - αντιασφυξιογόνες μάσκες – φίλτρα νερού - απορροφητήρες
Ζωϊκός άνθρακας: προσροφητική ικανότητα
Αιθάλη (φούμο - καπνιά): φτιάχνουμε μελάνη
* Κάτι άλλο: Ο ραδιενεργός άνθρακας 14C που έχει χρόνο ημιζωής 5730 χρόνια χρησιμοποιείται στον προσδιορισμό της ηλικίας δειγμάτων (ραδιοχρονολόγηση) νεώτερων από 50000 έτη – μετράμε το χρόνο δημιουργίας του υλικού και όχι το χρόνο κατασκευής ή χρήσης του αντικειμένου . Αν το δείγμα έχει ηλικία μεγαλύτερη από 50000 χρόνια , τότε αντί για 14C χρησιμοποιούμε 40K ή 238U .
Β. Ενώσεις :
α) οξείδια :
• μονοξείδιο (CO) → ισχυρότατο κ΄ ύπουλο δηλητήριο, άχρωμο-άοσμο- άγευστο αέριο , σχηματίζεται κατά τις καύσεις όταν το οξυγόνο δεν επαρκεί /χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία
• διοξείδιο (CO2) → άχρωμο-άοσμο- άγευστο και βαρύ αέριο , δεν θεωρείται δηλητηριώδες αλλά και δε διατηρεί τη ζωή / χρησιμοποιείται στην παρασκευή αναψυκτικών και πυροσβεστήρων .
Όταν αναστρέψουμε την οβίδα στην οποία το φυλάμε υπό πίεση σαν υγρό και ανοίξουμε απότομα τη στρόφιγγα , εξέρχεται σε στερεή κατάσταση – είναι ο ξηρός πάγος . Ο ξηρός πάγος εξαχνώνεται στους -78,5 οC . Είναι ακριβότερος από τον πάγο, βαρύτερος και με διπλάσια ψυκτική ικανότητα. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία λευκού καπνού (εφέ), σαν ψυκτικό μέσο , για τη δημιουργία τεχνητής βροχής, για την αποτροπή της χαλαζόπτωσης και για τον καθαρισμό μεγάλων επιφανειών χωρίς μάλιστα να αφήνει κατάλοιπα.
β ) άλατα :
• ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) . Το συναντάμε στα όστρακα, στα κοράλλια, στο σοβά, στην κιμωλία, στον ασβεστόλιθο, στο μάρμαρο.
• ανθρακικό νάτριο (Νa2CO3) . Είναι η σόδα πλυντηρίων πιάτων.
• όξινο ανθρακικό νάτριο (ΝaHCO3) , Είναι η σόδα μαγειρέματος .
γ) οργανικές ενώσεις :
Όλες οι άλλες ενώσεις του άνθρακα, οι οποίες μάλιστα είναι εκατομμύρια λέγονται οργανικές ενώσεις.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου