เนื้อหา
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีมากที่สุดชนิดหนึ่งบนโลกและโดยมวลของมันลดลงเป็นอันดับสองรองจากออกซิเจน สิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นหนี้คาร์บอนเนื่องจากเป็นพื้นฐานทางเคมีสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกใบนี้ เนื่องจากอิเล็กตรอนวาเลนซ์สี่ตัวโมเลกุลของคาร์บอนจะจับกับออกซิเจนไฮโดรเจนและไนโตรเจน คาร์บอนยังมีพันธะกับฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์ในการสร้างโครงสร้างทางชีวเคมีซึ่งรวมถึงไขมันโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต หากไม่มีคาร์บอนมนุษย์จะไม่มีตัวตนในรูปแบบที่พวกเขาทำในปัจจุบัน
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
ลักษณะของคาร์บอนรวมถึงความสามารถในการจับกับออกซิเจนไฮโดรเจนไนโตรเจนฟอสฟอรัสและกำมะถัน สารประกอบทางชีวเคมีของคาร์บอนมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกใบนี้ เนื่องจากความสามารถในการยึดติดของมันคาร์บอนจึงสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์แบบเดี่ยวเดี่ยวหรือคู่กับอะตอมอื่นได้
หลายรูปแบบทางกายภาพ
ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบทางชีวเคมีแบบ allotropic คาร์บอนมีอยู่ในหลายรูปแบบแม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันทางเคมีก็ตาม คาร์บอนมีอยู่ในรูปของกราไฟต์เพชรหรือกากคาร์บอนที่เหลืออยู่เมื่อสารประกอบจากคาร์บอนสัมผัสกับความร้อนและความดัน กราไฟต์ซึ่งมีอยู่ในโครงสร้างคล้ายแผ่นจะอ่อนและดำเนินการไฟฟ้า ในทางตรงกันข้ามเพชรนั้นแข็งมากไม่นำไฟฟ้าและเฉื่อย กากคาร์บอนรวมถึงถ่านหินถ่านและสารอื่น ๆ ที่มนุษย์ใช้เป็นพลังงาน
โครงสร้างอะตอมคาร์บอน
อะตอมของคาร์บอนที่เสถียรนั้นมีโปรตอน 6 ตัวนิวตรอนหกตัวและอิเล็กตรอนหกตัวส่งผลให้มีมวลอะตอม 12.011 และอยู่ในตำแหน่งที่หกบนตารางธาตุ พบอิเล็กตรอนสี่ตัวที่เปลือกนอกของอะตอมในขณะที่อีกสองตัวอยู่ในเปลือกด้านใน โมเลกุลโซลิดสเตตประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่ถูกยึดติดเท่านั้นจะสร้างเป็นเตตราจูดหรือรูปทรงหกเหลี่ยมขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพของสาร
คุณสมบัติทางเคมี
คาร์บอนเผาไหม้ในออกซิเจนเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนสามารถกลายเป็นคาร์ไบด์เมื่อถูกความร้อนด้วยออกไซด์ ตัวอย่างเช่นแคลเซียมออกไซด์ที่ถูกทำให้ร้อนด้วยคาร์บอนจะกลายเป็นแคลเซียมคาร์ไบด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ นอกจากนี้สารประกอบคาร์บอนเช่นคาร์บอนมอนอกไซด์ยังทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ให้กับโลหะออกไซด์ ตัวอย่างเช่นการใช้ความร้อนสูงจากแหล่งเช่นเตากับเฟอริกออกไซด์ในสภาพแวดล้อมของคาร์บอนมอนอกไซด์จะลดเฟอริกออกไซด์ให้เป็นเหล็ก
โซ่คาร์บอน
คาร์บอนสามารถก่อตัวเป็นโซ่ของคาร์บอนในพันธะเดี่ยวคู่และสามกับอะตอมคาร์บอนอื่น ๆ กระบวนการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างสารประกอบอินทรีย์และการศึกษาเคมีอินทรีย์ แม้ว่าองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นซิลิกอนหรือเจอร์เมเนียมมีความสามารถในการ จำกัด จำนวนคาร์บอนยังสามารถก่อโซ่ขนาดไม่ จำกัด นอกจากนี้คาร์บอนเท่านั้นที่สามารถเร่งพันธะสองและสามในขณะที่องค์ประกอบอื่น ๆ สามารถสร้างพันธะเดียว