کربن
کَربُن (carbon)
برگرفته از واژۀ لاتینی به‌معنی زغال‌سنگ. عنصری نافلز، با نماد C، عدد اتمی ۶، و جرم اتمی نسبی ۱۲.۰۱. در حالت خالص به‌شکل الماس، گرافیت[۱]، و فولرین[۲]ها (آلوتروپ[۳]ها) یافت می‌شود. به‌حالت ترکیب، در سنگ‌های کربن[۴]دار، ازجمله گچ و سنگ آهک، و نیز به‌شکل دی‌اکسید کربن[۵] در جو زمین، و هیدروکربن[۶] نفت، زغال‌سنگ، و گاز طبیعی یافت می‌شود و از عناصر سازندۀ همۀ مواد آلی است. زغال‌سنگ، زغال معمولی، و دوده ازجمله کربن‌های آمورف[۷]اند. اتم‌های کربن به‌شکل حلقه یا زنجیر به‌همدیگر وصل می‌شوند و ترکیبات پیچیدۀ بی‌شماری تولید می‌کنند. ترکیبات معدنی کربن عبارت‌اند از (الف) دی‌اکسید کربن (CO۲)، گاز بی‌رنگی که از سوختن کربن در هوای کافی تشکیل می‌شود؛ (ب) منواکسید کربن (CO)، که از اکسایش کربن در مقدار کمی هوا تشکیل می‌شود؛ و (پ) دی‌سولفید کربن (CS۲) مایعی غلیظ که در حالت خالص بوی شیرین[۸] دارد. گروه دیگری از ترکیبات کربن هالیدهای کربن‌اند، تتراکلرید کربن[۹] (تتراکلرید متان، (CCl۴)، از این جمله است. با افزودن کربن به آهن، آلیاژهای متعددی با خواص مفید تولید می‌کنند. کربن خالص در رآکتور[۱۰]های هسته‌ای، به‌منزلۀ بازدارنده به‌کار می‌رود. همچنین، گرافیت کلوئیدی[۱۱]، که از روان‌کننده‌های خوب به‌شمار می‌رود، هنگامی که در خلأ روی سطحی بنشیند اثر فتوالکتریک[۱۲] و گسیل الکترون‌های ثانویه[۱۳] را کاهش می‌دهد. کربن را به‌شکل کُک[۱۴] و زغال‌سنگ[۱۵]به‌منزلۀ سوخت مصرف می‌کنند. ایزوتوپ پرتوزای۱۴C ، با نیم‌عمر ۵.۷۳۰ سال، برای ردیابی در پژوهش‌های زیست‌شناسی، و در عمرسنجی با رادیوکربنِ پرتوزا[۱۶]به‌کار می‌رود. تجزیه‌وتحلیل غبار بین ستاره‌ای به کشف مولکول‌های کربنی خاصی انجامید که هر یک ۶۰ اتم کربن دارند. مولکول‌های C۶۰ به‌سبب تشابه ساختاری با گنبد ژئودزیک[۱۷] که باک‌مینستر فولر[۱۸]، مهندس و آرشیتکت امریکایی، آن را طراحی کرده بود، باک‌مینستر فولرن نام گرفتند. کربن سه شکل آلوتروپی دارد: الماس، گرافیت، و فولرن. الماس بسیار سخت و محکم است، زیرا در آن اتم کربن به چهار اتم کربن دیگر وصل می‌شود. گرافیت از لایه‌هایی تشکیل شده است که روی یکدیگر می‌‌لغزند و موجب می‌شود گرافیت متورق شود. از آن به‌منزلۀ روانکار استفاده می‌کنند. هر لایه در گرافیت یک مولکول بزرگ است. باک مینسترفولرن ۶۰ اتم دارد. فولرن‌های دیگری با ۲۸، ۳۲، ۵۰، ۷۰، ۷۶ اتم کربن نیز شناسایی شده‌اند.