Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Viacnásobné fyzické formuláre
- Štruktúra atómov uhlíka
- Chemické vlastnosti
- Uhlíkové reťazce
Uhlík predstavuje jeden z najhojnejších chemických prvkov na Zemi a svojou hmotnosťou klesá na druhom mieste iba k kyslíku. Život na Zemi dlhuje existenciu uhlíka, pretože predstavuje chemický základ pre všetky živé bytosti na tejto planéte. Vďaka svojim štyrom valenčným elektrónom sa uhlíkové molekuly viažu na kyslík, vodík a dusík. Uhlík sa tiež viaže s fosforom a sírou za vzniku biochemických stavebných blokov, ktoré zahŕňajú tuky, bielkoviny a uhľohydráty. Bez uhlíka by ľudia neexistovali v takej podobe, v akej sa dnes nachádzajú.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Charakteristiky uhlíka zahŕňajú jeho schopnosť viazať sa na kyslík, vodík, dusík, fosfor a síru. Biochemické zlúčeniny uhlíka sú nevyhnutné pre celý život na planéte. Vďaka svojej väzbovej schopnosti môže uhlík vytvárať jednoduché, dvojité alebo trojité kovalentné väzby s inými atómami.
Viacnásobné fyzické formuláre
Ako alotrópny biochemický prvok uhlík existuje vo viacerých fyzikálnych formách, aj keď sú chemicky podobné. Uhlík existuje ako grafit, diamant alebo zvyšky uhlíka, ktoré zostali pozadu, keď zlúčeniny na báze uhlíka zažili teplo a tlak. Grafit, ktorý existuje v listovej štruktúre, je mäkký a vedie elektrinu. Naproti tomu diamant je extrémne tvrdý, nevedie elektrinu a je inertný. Uhlíkové zvyšky zahŕňajú uhlie, uhlie a iné látky, ktoré ľudia používajú na energiu.
Štruktúra atómov uhlíka
Stabilný atóm uhlíka má šesť protónov, šesť neutrónov a šesť elektrónov, výsledkom čoho je atómová hmotnosť 12,011 a je umiestnená na šiestej pozícii v periodickej tabuľke prvkov. Štyri z jeho elektrónov sa nachádzajú vo vonkajšom obale atómu, zatiaľ čo ďalšie dva existujú vo vnútornom obale. Molekuly v pevnom stave pozostávajúce iba z viazaných atómov uhlíka tvoria tetrahedrálne alebo hexagonálne tvary, v závislosti od fyzikálneho stavu látky.
Chemické vlastnosti
Uhlík horí v kyslíku a vytvára oxid uhličitý a oxid uhoľnatý. Uhlík môže tiež tvoriť karbidy, keď sa zahrieva s oxidmi. Napríklad oxid vápenatý zahriaty na uhlík vytvára karbid vápenatý a oxid uhoľnatý. Okrem toho zlúčeniny uhlíka, ako je oxid uhoľnatý, pôsobia ako redukčné činidlo na oxidy kovov. Napríklad použitie extrémneho tepla zo zdroja, napríklad z pece, na oxid železitý v prostredí oxidu uhoľnatého redukuje oxid železitý na železo.
Uhlíkové reťazce
Uhlík môže vytvárať reťazce uhlíka v jednoduchých, dvojitých a trojných väzbách s inými atómami uhlíka. Tento proces, ktorý sa nazýva kastrácia, je základom pre tvorbu organických zlúčenín a štúdium organickej chémie. Aj keď iné prvky, ako je kremík alebo germánium, sú schopné obmedzenej katalýzy, uhlík môže tiež vytvárať reťazce s neobmedzenou veľkosťou. Okrem toho iba uhlík môže viesť k dvojitým a trojitým väzbám, zatiaľ čo iné prvky môžu tvoriť iba jednoduché väzby.