نتروجين → كربون ← بورون
-

C

Si
6C
المظهر
أسود (غرافيت) أوشفاف (ألماس)

الغرافيت (يمين) والألماس (يسار) هما أكثر أشكال الكربون انتشاراً من بين متآصلاته.

الخطوط الطيفية للكربون
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز كربون، 6، C
تصنيف العنصر لا فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 14، 2، p
الكتلة الذرية 12.011
توزيع إلكتروني He] 2s2 2p2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2,4 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) لابلوري: 1.8–2.1
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) غرافيت: 2.267 غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) ألماس: 3.515 غ·سم−3
نقطة التسامي 3915 ك، 3642 °س
نقطة ثلاثية 4600 كلفن (4327°س)، 
10800 كيلوباسكال
حرارة الانصهار 117 (غرافيت)
السعة الحرارية (عند 25 °س) 8.517 (غرافيت)،
6.155 (ألماس) جول·مول−1·كلفن−1
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة 4, ثلاثة , 2, 1 ، 0، -1، -2، -3، -4
الكهرسلبية 2.55 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 1086.5
الثاني: 2352.6 كيلوجول·مول−1
الثالث: 4620.5 كيلوجول·مول−1
نصف قطر تساهمي 77 (sp³)،

73 (sp²)،
69 (sp) بيكومتر

نصف قطر فان دير فالس 170 بيكومتر
خواص أخرى
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة
الناقلية الحرارية 119-165 (غرافيت)
900-2300 (ألماس) واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 0.8 (ألماس) ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) 18350 (ألماس) متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ 1050 (ألماس) غيغاباسكال
معامل القص 478 (ألماس) غيغاباسكال
معامل الحجم 442 (ألماس) غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.1 (ألماس)
صلادة موس 1-2 (غرافيت)
10 (ألماس)
رقم CAS 7440-44-0
النظائر الأكثر ثباتاً
الموضوعة الرئيسية: نظائر الكربون
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
12C 98.9% 12C هونظير مستقر ولهستة نيوترون
13C 1.1% 13C هونظير مستقر ولهسبعة نيوترون
14C نادر 5730 y 0.156 14N

الكربون هوعنصر كيميائي له الرمز C والعدد الذرّي 6، ويقع ضمن عناصر الدورة الثانية وعلى رأس المجموعة الرابعة عشر (المجموعة الرابعة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية) في الجدول الدوري وذلك كعنصر مجموعة رئيسي، حيث أنّ مجموعته تسمّى باسمه مجموعة الكربون. يصنّف الكربون ضمن اللا فلزّات، وهوعنصر رباعي التكافؤ، بحيث أنّ لديه أربع إلكترونات متاحة من أجل تشكيل روابط تساهميّة، كما أنّ له القدرة على الارتباط مع ذرّات كربون أخرى لتشكيل سلاسل كربونيّة طويلة، كما يرتبط مع عدد من العناصر الأخرى، بحيث يشكّل الملايين من المركّبات العضويّة. يتوافر الكربون في جميع أشكال الحياة العضويّة وهوأساس الكيمياء العضويّة، كما يوجد الكربون بصيغته اللاعضويّة في الكثير من المركّبات والتي من أشهرها ثنائي أكسيد الكربون وأملاح الكربونات.

يوجد الكربون في الطبيعة بالشكل الحرّ على شكل عدة متآصلات أشهرها الألماس والغرافيت. تختلف الخواص الفيزيائيّة لعنصر الكربون حسب طبيعة الارتباط في المتآصل، فبينماقد يكون الألماس شفّافاً وصلداً وضعيف الموصليّة للكهرباء، فإنّ الغرافيت، على العكس من ذلك،قد يكون على شكل مادّة سوداء سهلة التفتّت، ذات موصليّة جيّدة للكهرباء. من المتآصلات الأخرى للكربون كلّ من الأنابيب النانويّة الكربونيّة والغرافين، اللّذَين لهما أعلى ناقليّة حراريّة من بين المواد المعروفة. للكربون ثلاثة نظائر معروفة، وهي الكربون-12 12C، والكربون-13 13C، وكلاهما مستقرّان، بالإضافة إلى النظير المشعّ كربون-14، والذي يستخدم في التأريخ الإشعاعي.

يتوفّر الكربون بشكل كبير في الطبيعة، فهويحتلّ المرتبة الخامسة عشر في ترتيب وفرة العناصر في القشرة الأرضيّة من حيث الهجريز، والرابع في الوفرة في الكون من حيث الكتلة. يعدّ الكربون ثاني أكثر العناصر وفرةً في جسم الإنسان من حيث الكتلة. يوجد الكربون بشكل مرتبط في الكثير من المنتجات الطبيعيّة مثل صخور الكربونات وثنائي أكسيد الكربون وفي النفط وفي الفحم وفي الخثّ، بالإضافة إلى وجوده على شكل هيدرات الميثان في قاع المحيطات. نظراً للأهميّة الحيويّة للكربون، وتنوّعه وتشكيله لعدد كبير وضخم من المركّبات العضويّة، فإنّ الكربون يعدّ من العناصر الأساسيّة لوجود الحياة.

التاريخ وأصل التسمية

أنطوان لافوازييه في شبابه

اشتقّ لفظ كربون carbon من اللفظ اللاتيني carbo والذي يعني الفحم، في حين أنّ اللفظ الفرنسي charbon يعني الفحم النباتي. باللقاء فإنّه في اللغة الألمانية يسمّى Kohlenstoff، والتي تعني مادّة الفحم.

يعدّ الكربون أحد أقدم العناصر اكتشافاً، وكان معروفاً على شكل سناج أوعلى شكل فحم نباتي بالنسبة للحضارات الأولى للبشريّة، ويعتقد أنّ الصينيّون كانوا أوّل من عهد الكربون على شكل ألماس، وذلك حوالي 2500 سنة قبل الميلاد.

كارل فلهلم شيله

في سنة 1722، أظهر رينيه أنطوان فيرشودي ريومور أنّه يمكن تحويل الحديد إلى فولاذ من خلال امتصاص مادّة، لم يعهد حينها أنّها الكربون، وفي سنة 1772، بيّن أنطوان لافوازييه أنّ الألماس هوشكل من أشكال الكربون؛ وذلك عندما قام بحرق عيّنات من الفحم النباتي والألماس، وأظهر أنّها لا تنتج بذلك أيّ ماء، وأنّ المادّتين تطلقان نفس الكميّة من ثنائي أكسيد الكربون لكلّ غرام. وفي سنة 1779، أظهر كارل فلهلم شيله أنّ الغرافيت، والذي كان يُظنّ أنّه شكل من أشكال الرصاص، ما إلّا أحد أشكال الكربون، وأنّه مماثل للفحم النباتي. في سنة 1786، أكّد كلّ من الفهماء كلود لوي برتوليه وغاسبار مونج، بالإضافة إلى فاندرمون، أنّ غالبيّة الغرافيت هي تعبير عن كربون، وذلك عن طريق إجراء عمليّة أكسدة له في وسط من الأكسجين، وذلك بأسلوب مماثل لما قام به لافوازييه على الألماس. وبنشرهم للتجربة قاموا باقتراح اسم الكربون (الاسم اللاتيني carbonum) وذلك للعنصر المكوّن للغرافيت، والذي قام لافوازييه لاحقاً بإدراجه ضمن العناصر الكيميائيّة في نصٍّ نشره سنة 1789.

في القرن العشرين، أضيف متآصل حديث للكربون في سنة 1985 باكتشاف الفوليرين، وذلك على عدّة أشكال من ضمنها بنى نانويّة مثل بوكمينستر فوليرين والأنابيب النانويّة الكربونيّة. حصل المكتشفون روبرت كيرل وهارولد كروتووريتشارد سمولي على جائزة نوبل في الكيمياء سنة 1996 نتيجة ذلك الاكتشاف. أدّى تطوّر الأبحاث في الفترة الأخيرة إلى ظهور أشكال جديدة من الكربون مثل الكربون الزجاجي، وإلى اكتشاف حقيقة حتى الكربون اللابلّوري، ليس لابلّورياً بالشكل التام.

الوفرة الطبيعيّة

في الكون

يأتي الكربون في المرتبة الرابعة من حيث وفرة العناصر الكيميائيّة في الكون بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين. يدخل عنصر الكربون في هجريب الشمس والنجوم والمذنّبات، وفي هجريب الغلاف الجوّي لأغلب الكواكب. تحوي بعض الأحجار النيزكيّة على كمّيّات مكروئيّة من الألماس، والتي تشكّلت عندما كانت المجموعة الشمسيّة لا تزال في فترة القرص الكوكبي؛ كما تتشكّل هذه الألماسات المكروئيّة نتيجة الضغط الضخم ودرجات الحرارة المرتفعة عند مواقع ضربات الأحجار النيزكيّة.

يعتقد الفهماء أنّ حوالي 20% من الكربون الموجود في الكون هوعلى شكل هيدروكربون عطري متعدّد الحلقات (PAHs)، حيث يظنّ أنّ لهذه المركّبات دوراً في عملية التولّد التلقائي أثناء تخليق الكون، وتشكّلت بعد عدّة بلايين من السنين من حدوث الانفجار العظيم، ثم انتشرت في الكون، وأنّ لها دوراً في ولادة النجوم والكواكب خارج المجموعة الشمسيّة.

التشكّل في النجوم

يتطلّب تشكّل نوى ذرّية من الكربون في النجوم حدوث تصادمات ثلاثيّة متزامنة لجسيمات ألفا داخل لبّ النجوم العملاقة أوالعماليق الضخمة، وفي لبّ النجوم الموجودة في الفرع الأفقي، وذلك في عملية تدعى تخليق العناصر (أوعملية ألفا الثلاثيّة). بالتالي فإنّ الكربون لم يتشكّل أثناء الانفجار العظيم، ولكنّه انتشر في الكون على شكل رماد نتيجة انفجار المستعرّات العظمى، وذلك كجزء من المادة التي شكّلت الجيل الثاني والثالث من المجموعات النجميّة الحاوية على الكواكب المتشكّلة من أمثال هذا الرماد. إنّ المجموعة الشمسيّة هي واحدة من أنظمة الجيل الثالث تلك.

بالإضافة إلى عمليّة ألفا الثلاثية، فإنّ آلية دورة كربون-نيتروجين-أكسجين (دورة CNO) هي من آليات الاندماج النووي، والتي تولّد الطاقة في النجوم، ويقوم الكربون فيها بدور الحفّاز من أجل استمراريّة التفاعل. يمكن قياس الانتنطقات الدورانيّة لأشكال النظائر المتنوعة من أحادي أكسيد الكربون (مثل 12CO و13CO وC18O) وذلك في مجال أطوال موجة دون الميليمتر، ويستخدم ذلك من أجل دراسة النجوم المتشكّلة حديثاً في السحب الجزيئيّة.

غلاف الأرض الحيوي

خامة غرافيت

يعدّ الكربون عنصراً أساسياً من أجل استمرار الحياة في غلاف الأرض الحيوي. يقدّر حتى الغلاف الصخري للأرض يحوي 2000 جزء في المليون ppm من الكربون في نواة الأرض، وحوالي 120 ppm من الكربون في الغلاف الخارجي وفي القشرة الأرضيّة. ممّا يعني أنّ هناك حوالي 4360 مليون غيغاطن من الكربون في غلاف الأرض الصخري، وذلك يتضمّن وجود الكربون على صيغة الهيدروكربونات، والتي تعدّ الأساس الكيميائي في الفحم والنفط والغاز الطبيعي. تقدّر احتياطات الفحم بحوالي 900 غيغاطن، في حين أنّ احتياطيات النفط هي حوالي 150 غيغاطن. هناك مصادر غير تقليدية مثل غاز الأردواز، والتي تقدّر احتياطاته عالميّاً بحوالي 540 غيغاطن من الكربون. بالإضافة إلى ما ذكر، فإنّ الكربون يوجد بكمّيّات كبيرة على شكل صخور الكربونات مثل الحجر الجيري والدولوميت والرخام وغيرها.

يوجد الكربون متّحداً مع الأكسجين على شكل ثنائي أكسيد الكربون الغازي في غلاف الأرض الجوّي (حوالي 810 غيغاطن من الكربون)، وبشكل منحلّ في مياه المحيطات (حوالي 36 ألف غيغاطن من الكربون). كما يوجد على شكل هيدرات الميثان في أعماق البحار وفي المناطق القطبيّة، وتتفاوت تقديرات كمية الكربون فيها من 500 إلى 2500 غيغاطن، وتصل إلى 3000 غيغاطن. يعدّ الغرافيت أكثر متآصلات الكربون انتشاراً، حيث يوجد بكمّيّات كبيرة في الهند والمكسيك وغرينلاند وروسيا والولايات المتحدة الأمريكيّة. في حين أنّ الألماس يوجد بكثرة في أفريقيا، وخاصة في دول مثل جنوب أفريقيا وناميبيا وبوتسوانا وجمهورية الكونغووسيراليون.

الإنتاج

الغرافيت

توجد هناك ترسّبات طبيعيّة حيويّة من الغرافيت في عدّة مناطق من العالم، ولكنّ أهمّها من الناحية الاقتصاديّة هي الخامات الموجودة في الصين والهند والبرازيل وكوريا الشماليّة. إنّ ترسّبات الغرافيت هي ذات أصل متحوّل وتوجد بشكل مترافق مع معادن الكوارتز والميكا والفلدسبار في صخور الشيست والنايس بالإضافة إلى الحجر الرملي المتحوّل والحجر الجيري، وذلك على شكل عدسات أوعروق قد تصل سماكتها أحياناً إلى متر واحد أوأكثر. من السهل تعدين الكمّيّات الكبيرة الواضحة من الغرافيت، في حين أنّ الكمّيّات الأصغر من ترسّبات الغرافيت يستحصل عليها من سحق الصخر الأمّ الحاوي على الترسّبات، ومن ثمّ بإجراء عمليّة تعويم للغرافيت، والذي يتميّز بخفّته فيطفوعلى السطح.

هناك ثلاثة أنواع من الغرافيت الطبيعي، إمّا حتىقد يكون لابلّورياً، أوعلى شكل بتر قشريّة متبلورة، أوعلى شكل كتل أوعروق متجمّعة. إنّ الغرافيت اللابلّوري هوأقلّها من حيث الثمن والجودة، وهوينتشر في الصين وأغلب أوروبا وفي المكسيك والولايات المتحدة الأمريكية. أمّا بتر الغرافيت القشريّة المتبلورة فهي أقلّ انتشاراً، ولكنّها ذات جودة أعلى من الغرافيت اللابلّوري، وبالتالي فإنّ ثمنها يصل إلى حوالي أربعة أضعاف ثمن الغرافيت اللابلّوري. تنتشر البتر القشريّة من الغرافيت في النمسا وألمانيا والبرازيل وكندا ومدغشقر. باللقاء، فإنّ أفضل أنواع الغرافيت هوالذي يأتي على شكل كتل أوعروق متجمّعة، وهويتوفر تجارياً في سريلانكا.

حسب بيانات الماسح الجيولوجي الأمريكي، كان الإنتاج العالمي من الغرافيت الطبيعي سنة 2010 حوالي 1.1 مليون طن، وكانت حصّة الصين من هذا الإنتاج حوالي 800 ألف طن، لقاء 130 ألف طن للهند، و76 ألف طن للبرازيل، و30 ألف لكوريا الشماليّة، و25 ألف طن لكندا.

الألماس

بلّورة خام من الألماس

إنّ تعدين الألماس من خامته يقوم على استخدام جزء صغير من الخامة العمليّة، حيث أنّ الخامة تسحق بشكل يتمّ فيه الانتباه إلى عدم تحطيم الألماسات الكبيرة، بحيث حتى الجسيمات تفصل في النهاية وتصنّف حسب الكثافة. في الوقت الراهن، تجري عمليّة تحديد مكان وجود الألماسات في القسم الغنيّ من الخامة باستخدام تقنيّة فلورية الأشعة السينية، وبعد ذلك تتمّ خطوات الفصل النهاية بأسلوب يدوي. في الماضي، وقبل استخدام تقنيّة الأشعة السينيّة، كانت عملية الفصل تتمّ باستخدام أحزمة مدهونة بالشحم، حيث أنّ للألماس قابليّة للالتصاق بالشحم أكبر من غيره من المعادن الأخرى الموجودة في الخامة.

تاريخيّاً كان يعتقد بوجود الألماس في ترسبات الطمي في جنوب الهند فقط. على أساس ذلك، كانت الهند إحدى الدول الرائدة في إنتاج الألماس، وذلك من وقت اكتشافه حوالي القرن التاسع قبل الميلاد، وحتّى أواسط القرن التاسع عشر. بعد ذلك انخفض الإنتاج، وظهرت دول أخرى منتجة مثل البرازيل، والتي كانت أول منتج للألماس غير الهند، وذلك سنة 1725.

بدأ إنتاج الألماس من المعادن الأساسيّة مثل الكمبرليت واللامبرويت لأول مرة في سنوات عقد 1870، وذلك بعد اكتشاف حقول الألماس في جنوب أفريقيا. زاد الإنناج مع مرور الوقت، حيث يقدّر أنّه منذ ذلك الحين فقد استخرج بشكل تراكمي إجمالي حوالي 4.5 مليار قيراط. إنّ حوالي 20% من تلك الكمّيّة المستخرجة كانت في السنوات الخمسة بين (2002 - 2007)، وبين سنتي 1997 و2007 بدأت تسعة مناجم جديدة عملها في إنتاج الألماس وذلك في جميع من كندا وزيمبابوي وأنغولا وروسيا.

يستحصل على الألماس في الولايات المتحدة الأمريكيّة في ولايات أركنساس وكولورادوومونتانا، باللقاء، فإنّ أكثر مكامن الألماس أهميّة من الناحية الاقتصاديّة هي في روسيا وأستراليا وبوتسوانا وجمهورية الكونغوالديمقراطية.

النظائر

للكربون نظيرين مستقرّين ومتوفّرين طبيعيّاً، وهما كربون-12 12C وكربون-13 13C. يشكّل الكربون-12 ما مقداره 98.93% من الوفرة الطبيعيّة للكربون على الأرض، في حين أنّ الكربون-13 يشكّل نسبة 1.07% المتبقيّة. يزداد هجريز 12C في المواد الحيويّة لأنّ التفاعلات الكيميائيّة الحيويّة لها تمييز للكربون-12 على حساب الكربون-13. قام الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) سنة 1961 باعتماد النظير كربون-12 كأساس للكتلة الذريّة، بالتالي فإنّ وحدة الكتل الذريّة تعادل 1/12 من كتلة النظير 12C. يستخدم النظير 13C في تجارب الرنين المغناطيسي النووي (NMR) من أجل تعيين الارتباط في ذرات الكربون في المركّبات العضويّة.

هناك نظير مشع متوفّر طبيعياً للكربون، وهوكربون-14 14C، والذي يوجد في كمّيّات نزرة على سطح الأرض بتراكيز تصل إلى جزء في التريليون (10^12)، أي ما يعادل (0.0000000001%)، وذلك في الغلاف الجوي للأرض أوفي الترسّبات السطحيّة، خاصة في الخثّ والمواد العضويّة الأخرى. يبلغ عمر النصف لهذا النظير المشع 5730 سنة، وهويضمحلّ على النمط بيتّا β بطاقة مقدارها 0.158 ميغا إلكترون فولت. بسبب قصر العمر النسبي للاضمحلال الإشعاعي للكربون-14، فهومن حيث الافتراض غير موجود في الصخور ذات العمر السحيق، ولكنّه في اللقاء يتشكّل في طبقات الجوّ العليا (التي هي دون الستراتوسفير وفوق التروبوسفير)، وذلك من التأثير المتبادل (التآثر) بين النتروجين والأشعّة الكونيّة. إنّ نسبة الكربون-14 في الجوّ والكائنات الحيّة هي تقريباً ثابتة، ولكنّها تتناقص بعد وفاتها وطمرها في التراب. في هذه الحالة، يستفاد من فهم الفرق في نسبة الكربون-14 في مجال تقدير عمر الأجسام الكربونيّة التي لها أعمار حوالي 40 ألف سنة، باستخدام تقنية التأريخ بالكربون المشعّ.

هناك 15 نظيراً معروفاً للكربون، أقصرها عمراً هوللنظير كربون-8، والذي يضمحلّ من خلال إصدار بروتوني واضمحلال ألفا، حيث أنّ عمر النصف له يبلغ 1.98739x10−21 ثانية.قد يكون للنظير الغريب كربون-19 19C نواة من النمط هالو.

الخواص الفيزيائيّة

مخطط أطوار نظري للكربون

للكربون أعلى نقطة تسامي بين العناصر الكيميائيّة، والتي تبلغ حوالي 3900 كلفن. ليس للكربون نقطة انصهار عند الضغط النظامي، حيث حتى النقطة الثلاثيّة له هي عند ضغط مقداره 10.8 ± 0.2 ميغاباسكال، ودرجة حرارة مقدارها 4600 ± 300 كلفن (~4330 °س). يتسامى الكربون في المصباح القوسي الكربوني، والذي تصل درجات الحرارة فيه إلى حوالي 5800 كلفن (5530 °س). بالتالي، فإنّه وبغضّ النظر عن شكل المتآصل فإنّ الكربون يبقى صلباً عند درجات حرارة أعلى من درجات انصهار فلزات مثل التنغستن أوالرينيوم.

للكربون خواص مغناطيسية معاكسة، وتختلف قيمة القابليّة المغناطيسيّة في الغرافيت حسب المستوي الفراغي، فيكون بذلك متباين الخواص، إذ أنّ القيمة في المستوي الموازي تبلغ

على العموم، تختلف الخواص الفيزيائيّة التفصيليّة للكربون حسب شكل ارتباط الذرات في الأشكال المتنوعة من المتآصلات، والتي تضم مثلاً أقسى مادة موجودة في الطبيعة وهي الألماس، لقاء واحدة من أكثر المواد نعومة وهي الغرافيت. في الجدول التالي مقارنة بين الخواص الفيزيائيّة لكل من الألماس والغرافيت:

الألماس الغرافيت
يعد الألماس الاصطناعي على شكل قضبان نانوية بلورية من أقسى المواد المعروفة. الغرافيت هوواحد من أكثر المواد طراوة ونعومة، حيث أنه سهل التفتت بالضغط عليه.
يستخدم الألماس كمادة ساحجة. يستخدم الغرافيت كمادة مزلّقة.
الألماس مادّة ذات قدرة جيّدة على العزل الكهربائي. الغرافيت من المواد الموصلة للكهرباء.
للألماس ناقليّة حراريّة جيّدة جداً. بعض أشكال الغرافيت تكون ذات عزل حراري، ولكن هناك أنواع أخرى معالجة حرارياً تكون ذات ناقليّة حراريّة جيّدة.
يتميّز الألماس بالشفافيّة العالية. الغرافيت مادّة معتمة.
يتبلور الألماس حسب النظام البلّوري المكعّب. يتبلور الغرافيت حسب النظام البلّوري السداسي.

التآصل

بعض متآصلات الكربون:
a) ألماس؛ b) غرافيت؛ c) لونسداليت؛ d–f) فوليرينات؛ g) كربون لا بلوري; h) أنبوب نانوي كربوني.

يقصد بالتآصل الأشكال المتعدّدة التي يوجد فيها العنصر في الطبيعة، والتي تختلف عن بعضها في الهجريب البلّوري، أوبالترتيب الداخلي للذرّات. لا يوجد الكربون في الأحوال العادية على الصورة الذرّية، والتي هي غير مستقرّة، والتي تتثبت عن طريق الارتباط مع ذرّات الكربون الأخرى في بنى متعدّدة الذرّات ذات ترتيبات هندسيّة متنوّعة. أشهر متآصلات الكربون هي الألماس والغرافيت، بالإضافة إلى الكربون اللابلّوري. تعدّ الفوليرينات إحدى المتآصلات المكتشفة حديثاً للكربون، والتي كانت غريبةً أوّل ما ظهرت، إلا أنّها حالياً تستخدم بشكل متكرّر في الأبحاث الفهميّة. تضم الفوليرينات جميع من بوكمينستر فوليرين (تعهد أيضاً باسم كرات بوكي)،والأنابيب النانويّة الكربونيّة وغيرها من التشكيلات الغريبة المكتشفة حديثاً مثل البراعم النانويّة، والألياف النانويّة. من المتآصلات الجديدة أيضاً للكربون جميع من اللونسداليت،والكربون الزجاجي،والرغوة النانويّة الكربونيّة،والكرباينات (كربون أسيتيليني خطّي)،والغرافين.

الغرافيت

عند الشروط الطبيعيّة من قيم الضغط، فإنّ الكربون يأخذ شكل الغرافيت، حيث ترتبط كلّ ذرة كربون بشكل ثلاثي مع ثلاث ذرات كربون أخرى ضمن نفس المستوي الفراغي، بحيث نحصل في النهاية على حلقات مدمجة سداسية الأضلاع، كما هوالشكل الهندسي في مركّبات الهيدروكربون العطريّة. تكون الشكبة الناتجة عن هذا الترابط ثنائية الأبعاد، بحيث حتى الصفائح المستوية تتكدّس على بعضها، وترتبط فيما بينها بواسطة قوى فان دير فالس. هذا الشكل من الترابط يعطي الغرافيت خاصيّة الطراوة والنعومة، بالإضافة إلى انفصام البلّورات عن بعضها البعض، ممّا يجعله سهل التفتت. إنّ طبقات الغرافيت لديها ناقلية كهربائية جيّدة على نفس المستوي، وذلك بسبب خاصّيّة عدم التموضع (أوعدم التمركز) لواحد من الإلكترونات الخارجيّة لكلّ ذرّة من ذرّات الكربون في الشبكة البلوريّة، ممّا يؤدّي إلى تشكيل سحابة باي من الإلكترونات غير المتمركزة، والتي تفيد في الخواص الموصلة للكهرباء بالنسبة للغرافيت.قد يكون الغرافيت متباين الخواص، إذ أنّه على نفس مستوي الارتباط الذريقد يكون ذوخواص كهربائيّة وحراريّة مميّزة، باللقاء، فإنّ هذه الخواص لا تكون ذاتها من المستوي البلّوري إلى المستوي البلّوري المجاور.

الألماس

يكون الكربون على شكل الألماس عند ضغوط مرتفعة جدّاً، وهومدمج بشكل أكبر من صفائح الغرافيت المستوية، بحيث أنّ له كثافة تساوي حوالي ضعف قيمتها بالنسبة للغرافيت. يرتبط الكربون في الألماس على شكل رباعيّات سطوح مع أربع ذرّات أخرى من الكربون، بحيث أنّه في النهاية نحصل على شبكة متفرّعة وثلاثيّة الأبعاد من حلقات سداسيّة الأضلاع من ذرّات الكربون في الفراغ. إنّ للكربون في الألماس بنية بلّورية مكعّبة كما هوالحال في السيليكون والجرمانيوم، وبسبب قوة الرابطة الكيميائيّة بين ذرّات الكربون في هذه البنية، فإنّ الألماس هوأكثر المواد الطبيعيّة صلادةً حسب مقياس موس. حسب الحسابات الترموديناميكيّة، فإنّ الغرافيت هوشكل أكثر استقراراً من الألماس، حيث أنّ الأخير يتحوّل إلى غرافيت وذلك طالما تجاوز حاجز طاقة التنشيط المرتفع، وذلك بحمل درجات الحرارة إلى ما فوق 1500 °س.

الكربون اللابلّوري

إنّ الشكل اللابلّوري من الكربونقد يكون على هيئة ذرّات متجمعّة بشكل غير منتظم وغير موجودة في نظام بلوري محدّد، وذلك على شكل مسحوق يوجد كمكوّن رئيسي في مواد مثل الفحم النباتي وأسود الكربون (السناج) والكربون المنشّط. يمكن إيجاد نسبة معيّنة من الانتظام الداخلي للترابط بين ذرّات الكربون، وذلك عن طريق إنتاج الكربون اللابلّوري صناعيّاً، حيث توجد على سبيل المثال، مادّة كربون لابلّوري رباعي، تكون فيه نسبة 70% من الانتظام البلّوري على شكل رباعي، ويرمز لها (ta-C)، ولها خواص مميّزة، حيث أنّها مادّة ذات صلادة كبيرة جداً ولها شفافيّة عالية كما أنها عازلة جيّدة للكهرباء.

الفوليرينات
بلّورات من الفوليرين C60.

يكون للفوليرينات بنية شبيهة بالغرافيت من حيث الارتباط الثلاثي على شكل حلقات سداسيّة، مع وجود فرق وهواحتواؤها على خماسيّات أضلاع، والتي تسهم في انحناء الصفائح على شكل كرات، أوقطوع ناسيرة فراغية أوأسطوانات. تقسم الفوليرينات من حيث الشكل إلى كرات بوكي وأنابيب وبراعم كربونيّة نانويّة، ولا يزال البحث الفهمي جارياً في مجال المواد النانويّة للتعرّف بشكل أكبر على خواصها. تعهد هذه المتآصلات باسم فوليرينات على اسم ريتشارد بوكمينستر فولر، وهومهندس مطوّر لتصاميم القبب الجيوديسيّة، والتي تشبه الفوليرينات في شكلها. إنّ كرات بوكي هي جزيئات ضخمة تتشكل بالكامل من الكربون على هيئة سطوح كروية أشهرها بوكمينستر فوليرين، والذي له الصيغة C60، ويكون على شكل كرة.

الأنابيب النانويّة الكربونيّة

إنّ الأنابيب النانويّة الكربونيّة شبيهة بنيوياً لكرات بوكي، إلّا أنّ كلّ ذرّة كربون في الأنابيب النانويّة الكربونيّة ترتبط بشكل ثلاثي ومنحني، بحيث يتشكّل تجويف يشبه الأسطوانة. في حين أنّ البراعم النانويّة، والتي اكتشفت لأوّل مرة سنة 2007، هي تعبير عن شكل هجين بين الأنابيب والكرات، تكون فيه كرة بوكي مرتبطة على الجدار الخارجي لأنبوب نانوي كربوني، وذلك بشكل يجمع بين خواص الاثنين في بنية واحدة.

الرغوة النانويّة الكربونيّة

تعد الرغوة النانويّة الكربونيّة إحدى متآصلات الكربون، والتي اكتشفت سنة 1997، وتتميّز بأنّ لها خواص مغناطيسية حديدية. تتألّف بنية هذه الرغوة من ذرّات كربون مرتبطة مع بعضها بشكل ثلاثي وذلك في حلقات سداسيّة وسباعيّة، وهي تعدّ واحدة من أكثر المواد خفّة، حيث أنّ كثافتها تكون حوالي 2 كغ/م3.

الكربون الزجاجي

يكون للكربون الزجاجي نسبة مسامية مرتفعة مثل الغرافيت، ولكن على العكس منه فإنّ ترتيب الصفائح في الكربون الزجاجي لاقد يكون منتظماً، إنما بشكل عشوائي.

اللونسداليت

عند شروط معينة، يتبلور الكربون على شكل لونسداليت، وهوأحد المتآصلات الذيقد يكون فيه الكربون مرتبطاً على شكل شبكة بلورية سداسية الأضلاع، تكون فيها جميع الذرات مرتبطة بروابط تساهميّة، لذلك فإنّ اللونسداليت يشبه الألماس في الكثير من الخواص، وهويعهد باسم الألماس سداسي الأضلاع. يعدّ اللونسداليت من المتآصلات نادرة الحدوث، ويتشكّل عند تطبيق درجات حرارة وضغوط عالية جدّاً على الغرافيت، الأمر الذي يمكن حتى يقع عند حدوث اصطدام نيازك بسطح الأرض، فيتحوّل الغرافيت إلى ألماس وتبقى هناك البنيّة البلّوريّة السداسيّة.

الكرباينات

إنّ الكرباينات (أوكربون الأسيتيلين الخطي) تعبير عن شكل من أشكال الكربون، والذي ترتبط فيه ذرّات الكربون بشكل خطي -C:::C)n)-، بحيثقد يكون التهجين المداري فيه من النمط sp، وذلك على شكل بوليمر تتاوب فيه الروابط الأحاديّة والثلاثيّة. هذا النمط من الكرباينات له خواص مميّزة في مجال تقنية النانو، إذ حتى معامل يونغ لهذه المواد أكبر بأربعين مرة من قيمته لدى الألماس.

الغرافين

يعدّ الغرافين من المتآصلات الجديدة نسبياً للكربون، وهويحوي البنية البلّوريّة ذات النمط السداسي الموجودة في الغرافيت، حيث يشكل شبكة ثنائيّة الأبعاد. عثر أنّ للغرافين صفات مميّزة من القوّة والصلابة. ولا تزال الأبحاث الفهميّة جارية من أجل تطوير تقنيّات تمكّن من التطبيق الصناعي لهذه المادّة على مستوى اقتصادي.

الخواص الكيميائيّة

إنّ الكربون ثابت كيميائيّاً ومقاوم للتفاعلات الكيميائيّة عند الشروط العاديّة من الضغط ودرجة الحرارة، فهويقاوم تأثير الأحماض الممدّدة مثل حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك وتأثير المؤكسدات والقلويّات. ويتطلّب الأمر وجود درجة حرارة مرتفعة من أجل التفاعل مع الأكسجين، ولكي يتفاعل الكربون مع الكبريت لتشكيل ثنائي كبريتيد الكربون.

يتمتّع الكربون بصفات اختزاليّة جيّدة، حيث أنّه يمكن له حتى يختزل أكاسيد الفلزات عند درجات حرارة مرتفعة، كما هوالحال في اختزال أكاسيد الحديد إلى الحديد الفلزّي، ويستخدم هذا التفاعل الناشر للحرارة في إنتاج الفولاذ.

كما يتفاعل الكربون مع البخار، حيث يحدث عملية اختزال للماء ويتشكّل الهيدروجين مع أحادي أكسيد الكربون.

يتفاعل الكربون مع بعض الفلزّات عند درجات حرارة مرتفعة حيث يشكل الكربيدات مثل السمنتيت، والذي هوكربيد للحديد في الفولاذ، وكربيد التنغستن، المستخدم كمادة ساحجة.

المركّبات الكيميائيّة

تعدّ مركّبات الكربون إحدى النادىمات الأساسيّة لوجود الحياة على سطح الأرض. يمكن للكربون في مركّباته الكيميائيّة حتى يأخذ حالات الأكسدة التي تتدرج من -4 حتى +4، وذلك حسب الصفة الكهرسلبيّة للعنصر الآخر في الرابطة. مثلاً يوجد الكربون غالباً في حالة الأكسدة +4 وذلك في المركّبات اللاعضويّة مثل الكربونات المتنوعة، في حين أنّ حالة الأكسدة +2 توجد في حالة أحادي أكسيد الكربون وفي الكثير من معقّدات الكربونيل التناسقيّة للفلزّات الانتنطقيّة، في حين أنّها -4 في الميثان على سبيل المثال.

المركّبات العضويّة

يتمتّع الكربون بخاصّيّة تدعى الخاصّيّة السلسليّة، والتي تمكّنه من تشكيل سلاسل طويلة من الروابط بين الكربونيّة والتي تتمتّع بالقوّة والثباتيّة، كما تسمح هذه الخاصّيّة للكربون حتى يشكّل عدداً كبيراً جدّاً من المركّبات. يعدّ الكربون ثاني أكثر العناصر وجوداً في المركّبات الكيميائيّة وذلك بعد الهيدروجين.

يوجد الكربون في جميع المواد العضويّة وهويعدّ أساس الكيمياء العضويّة. عند ارتباط الكربون مع الهيدروجين تتشكّل أبسط أنواع المركبات العضويّة، وهي الهيدروكربونات، وهي عائلة ضخمة جداً من المركّبات العضويّة، تكون على شكل سلاسل متفاوتة الأطوال، ويمكن لها حتى تكون متفرّعة، كما يمكن لها حتى تحوي على مجموعات وظيفيّة لها تأثير كبير على خواص تلك المركّبات. تعدّ الهيدروكربونات الأساس الكيميائي في الوقود الأحفوري.

يدخل الكربون مع الأكسجين في هجريب الكثير من المواد العضويّة الحيويّة مثل السكّريّات ومركّبات الليغنان والكيتين والكحولات والدهون والإسترات والكاروتينات والتربينات. أمّا مع النتروجين فيشكّل مركّبات أشباه القلويات، ومع وجود الكبريت يشكّل الأحماض الأمينية، ومع وجود الفوسفور يشكّل سلاسل DNA وRNA، بالإضافة إلى جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، والذي يعدّ أهمّ حامل للطاقة في الكائنات الحيّة.

المركّبات اللاعضويّة

يمكن القول بشكل عام وليس بالإطلاق أنّ جميع المركّبات التي تكون حاوية على الكربون دون وجود الهيدروجين أوأحد الهالوجينات هي مركّبات لاعضويّة. أشهر مركبات الكربون اللاعضويّة هوثنائي أكسيد الكربون (CO2)، والذي كان في وقت من الأوقات مكوّناً أساسياً في الغلاف الجوّي القديم، وهوحالياً أحد المكوّنات الثانويّة لغلاف الأرض الجوي الحالي. يمكن لثنائي أكسيد الكربون عند انحلاله في الماء حتى يشكّل حمض الكربونيك H2CO3، وهومركّب غير مستقر، كما هوالحال مع المركّبات التي تكون حاوية على ذرّة كربون مفردة مرتبطة بأكثر من ذرّة أكسجين على شكل رابطة أحاديّة. لكنّه باللقاء، يشكّل أيون الكربونات المستقرّ، والذي يوجد فيه الكربون مرتبطاً مع الفلزّات في الكثير من المعادن مثل الكالسيت.

يتشكّل أحادي أكسيد الكربون (CO) عند الاحتراق غير التام للكربون، وهوغاز عديم اللون والرائحة، وهوشديد السمّيّة. تأتي سمّيّة هذا الغاز من نوعيّة الارتباط، حيث أنّ الكربون يرتبط برابطة ثلاثيّة تكون ذات قطبية كيميائية، ممّا يؤدّي إلى وجود قابلية للارتباط بشكل دائم مع جزيئات الهيموغلوبين (خضاب الدم) بحيث يحلّ محلّ الأكسجين، الذي له إلفة ارتباط أقل من CO.

من الأكاسيد الأخرى غير الشائعة للكربون دون أكسيد الكربون (C3O2)، والأكسيد غير المستقر أحادي أكسيد ثنائي الكربون (C2O)،وثلاثي أكسيد الكربون (CO3).

يشكّل الكربون مع الكبريت مركب ثنائي كبريتيد الكربون CS2، والذي يشبه ثنائي أكسيد الكربون CO2 في شكل الرابطة الكيميائيّة. باللقاء، فإنّ الكربون يشكّل مع النتروجين مركّبات السيانيدات (C≡N)، والتي تشبه أحادي أكسيد الكربون CO في شكل الرابطة الكيميائيّة. أمّا مع الفلزّات النشيطة، فإنّ الكربون يشكّل الكربيدات (4−C) أوالأسيتيليدات (2−C2).

مخطّط دورة الكربون. تشير الأرقام باللون الأسود إلى كمّيّة الكربون المحتزنة في الخزانات المتنوعة معبّراً عنها بوحدة غيغاطن (يرمز لها "GtC"، والتقديرات تعود إلى عام 2004 تقريباً). تشير الأرقام باللون القرمزي إلى كمّيّة الكربون المنتقلة بين الخزانات كلّ سنة.
المركّبات العضويّة الفلزّية

المركّبات العضويّة الفلزّية بالتعريف هي مركّبات تحوي على الأقل على رابطة واحدة من ذرّة كربون في مركّب عضوي مع فلزّ. قد تكون هذه المركّبات بسيطة مثل رباعي إيثيل الرصاص أوعلى شكل معقّدات تناسقيّة مثل الميتالوسينات وكربونيلات الفلزّات.

دورة الكربون

إنّ كمّيّة الكربون الموجودة على سطح الأرض هي كمّيّة ثابتة، إذ أنّه في الشروط الأرضية الطبيعيّةقد يكون من النادر حدوث عمليّة تحوّل عنصر كيميائي إلى آخر. بالتالي، فإنّ العمليّات التي تستهلك الكربون تقوم بالحصول على هذا العنصر من مصدر، ثم تقوم بطرحه إلى مصدر آخر، وهذا ما يعهد باسم دورة الكربون. على سبيل المثال، تقوم النباتات بسحب الكربون على شكل ثنائي أكسيد الكربون من الغلاف الجوّي المحيط بها، وتقوم بعملية تثبيت الكربون على شكل كتلة حيوية. في فترة لاحقة تقوم الحيوانات بالتغذّي على تلك الكتلة الحيويّة، بحيث أنّ بعض الكربون يخرج مرة أخرى إلى الغلاف الجوّي على شكل CO2 في هواء الزفير في دورة كربون قصيرة، في حين أنّ البعض الآخر يطرح من الجسم وقد يمتزج مع المخلّفات الباقيّة من الكتلة الحيويّة ويتحول إلى فحم أونفط في دورة كربون طويلة.

الاستخدامات

تصنع المادة المستخدمة للكتابة في أقلام الرصاص الميكانيكية من الغرافيت، وذلك غالباً بمزجه مع الغضار أومادة رابطة اصطناعية

إنّ استخدامات الكربون متنوّعة وذلك على اختلاف الأشكال المتوفّرة من المتآصلات كالغرافيت أوالألماس أوغيرها. تعدّ مركّبات الكربون العضويّة أكثر المركّبات دخولاً في أشكال الحياة اليوميّة من النواحي الحيويّة والتطبيقيّة، كما أنّ لمركّبات الكربون اللاعضويّة مثل الكربيدات تطبيقات صناعيّة مهمّة.

يستخدم الغرافيت مع الغضار في هجريب لبّ أقلام الرصاص المستخدمة في الكتابة والرسم، كما يستخدم الغرافيت كمزلّق وكخضاب وفي صناعة الزجاج. من التطبيقات المهمّة أيضاً للغرافيت دخوله في هجريب الأقطاب الكهربائيّة المستخدمة في البطاريّات الجافّة، كما أنه له الكثير من التطبيقات الكهربائيّة في مجال الطلي الكهربائي وفي هجريب المحركّات الكهربائيّة. من التطبيقات الأخرى للغرافيت استخدامه كمهدّئ للنيوترونات في المفاعلات النوويّة.

بترة قماش منسوجة من ألياف الكربون

يستخدم الفحم النباتي كمادّة للرسم في بعض الأعمال الفنيّة، بالإضافة إلى استخدامه من أجل تحضير المأكولات المشويّة. أمّا الألماس فيستخدم كمادّة للزينة كأحد المجوهرات، بالإضافة إلى استخدام الألماس الصناعي في هجريب مواد البتر في التجهيزات الهندسيّة. تستخدم ألياف الكربون من أجل تدعيم اللدائن كما هوالحال في البوليمرات المدعّمة بألياف الكربون أومن أجل صناعة المواد المؤلَّفة، والتي لها خواص نوعيّة بشكل أفضل من الفولاذ.

يستخدم أسود الكربون كخضاب أسود في هجريب أحبار الطباعة والألوان الزيتيّة أوالمائيّة، وفي هجريب ورق الكربون والحبر الهندي وكمادّة طباعة في خراطيش الطابعات الليزريّة، كما يستخدم أيضاً كمادة مالئة وملوّنة للمنتجات البلاستيكيّة وللمطّاط الصناعي المستخدم في صناعة الإطارات. أمّا الفحم المنشّط فيستخدم كمادة امتزاز في هجريب المرشّحات المستخدمة في تطبيقات عدة مثل أقنعة الغاز وتنقية المياه. يستخدم الفحم المنشّط أيضاً في المجال الطبّي، وذلك من أجل امتصاص الذيفانات والسموم أوالغازات من جهاز الهضم.

يستخدم الفحم كوقود وكمادّة مهمّة في الصناعات الكيميائية حيث يستعمل كمادة مختزلة في تعدين الفلزّات، عملى على سبيل المثال، يعدّ فحم الكوك أحد المكوّنات الأساسيّة في الفرن العالي من أجل تعدين الحديد وللحصول على الصلب الكربوني.

احتياطات الأمان

ليس للكربون النقي أيّ تأثير سلبي على جسم الإنسان على الإطلاق، إذ أنّ له تأثير سمي منخفض جدّاً ويمكن اعتباره آمناً حيث يمكن على سبيل المثال تناول أقراص الفحم أوالغرافيت من أجل العلاج الطبّي في حالات سوء الهضم.

على الرغم من ذلك، فإنّ استنشاق أسود الكربون على شكل سناج بكمّيّات كبيرة يمكن حتىقد يكون خطراً، بحيث يقوم بتهييج أنسجة الرنتين، ويسبب سحار عمال الفحم. وبشكل مشابه فإنّ غبار الألماس الناتج من العدد الصناعيّة يمكن حتى يسبّب الأذى طالما الابتلاع أوالاستنشاق. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ الجسيمات المكروئيّة من الكربون والناتجة عن عوادم السيارات والآليّات العاملة على الديزل، يمكن لها حتى تتجمّع في الرئتين، وينتج عن ذلك أمراض رئويّة مختلفة.

بالنسبة للكائنات الأخرى، فإنّ الكربون له المقدار نفسه من السمّيّة المنخفضة، ولكن بالنسبة لبعض الكائنات يمكن حتىقد يكون ساماً. على سبيل المثال، عثر حتى الجسيمات النانويّة من الكربون يمكن حتى تكون مميتة لنوع من ذباب الفاكهة Drosophila.

يمكن للكربون حتى يشتعل ويتوهّج بوجود أكسجين الهواء عند درجات حرارة مرتفعة. إنّ التجمّعات الكبيرة من الفحم، والتي بقيت خاملة لسنوات طويلة بسبب عدم وجود الأكسجين، يمكن حتى يحصل لها احتراق ذاتي عند التعرّض للهواء فجأة، كما يحدث في أكوام نفايات مناجم الفحم.

اقرأ أيضاً

  • كربون-12
  • كربون-14
  • كربنة (كيمياء)
  • كربنة (هندسة تطبيقية)
  • مياه مكربنة

المراجع

  1. ^ Lide, D. R., ed. (2005), CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.), Boca Raton (FL): CRC Press, ISBN 0-8493-0486-5
  2. ^ Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon. 14: 357. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
  3. ^ Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon. 43: 1115. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
  4. ^ "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). اطلع عليه بتاريخ 06 ديسمبر 2007.
  5. ^ "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). اطلع عليه بتاريخ 06 ديسمبر 2007.
  6. ^ "Carbon: Binary compounds". اطلع عليه بتاريخ 06 ديسمبر 2007.
  7. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  8. Properties of diamond, Ioffe Institute Database
  9. ^ Chemistry Operations (December 15, 2003). "Carbon". Los Alamos National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 13 سبتمبر 2008. اطلع عليه بتاريخ 09 أكتوبر 2008.
  10. ^ "Biological Abundance of Elements". The Internet Encyclopedia of Science. مؤرشف من الأصل في 2 مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 09 أكتوبر 2008.
  11. ^ Shorter Oxford English Dictionary, Oxford University Press
  12. ^ "History of Carbon". مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2018. اطلع عليه بتاريخعشرة يناير 2013.
  13. ^ "Chinese made first use of diamond". BBC News. 17 May 2005. مؤرشف من الأصل في 24 يناير 2018. اطلع عليه بتاريخ 21 مارس 2007.
  14. ^ Ferchault de Réaumur, R-A (1722). L'art de convertir le fer forgé en acier, et l'art d'adoucir le fer fondu, ou de faire des ouvrages de fer fondu aussi finis que le fer forgé (English translation from 1956). Paris, Chicago.
  15. Senese, Fred. "Who discovered carbon?". Frostburg State University. مؤرشف من الأصل في ثلاثة مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 24 نوفمبر 2007.
  16. ^ Giolitti, Federico (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc.
  17. ^ Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). "C60: Buckminsterfullerene". Nature. 318 (6042): 162–163. Bibcode:1985Natur.318..162K. doi:10.1038/318162a0.
  18. Unwin, Peter. "Fullerenes(An Overview)". مؤرشف من الأصل في ثلاثة أكتوبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2007.
  19. ^ ". مؤرشف من الأصل في 13 يونيو2018. اطلع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2007.
  20. Harris, PJF (2004). "Fullerene-related structure of commercial glassy carbons" (PDF). Philosophical Magazine. 84 (29): 3159–3167. Bibcode:2004PMag...84.3159H. doi:10.1080/14786430410001720363. مؤرشف من الأصل (PDF) في أربعة مارس 2016.
  21. Hoover, Rachel (21 February 2014). "Need to Track Organic Nano-Particles Across the Universe? NASA's Got an App for That". NASA. مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2017. اطلع عليه بتاريخ 22 فبراير 2014.
  22. ^ Mark, Kathleen (1987). Meteorite Craters. University of Arizona Press. ISBN .
  23. ^ Audi, G; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (1997). "The Nubase evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 624: 1. Bibcode:1997NuPhA.624....1A. doi:10.1016/S0375-9474(97)00482-X. مؤرشف من الأصل (PDF) في ثلاثة مارس 2016.
  24. ^ Ostlie, D.A. and Carroll, B.W. (2007). An Introduction to Modern Stellar Astrophysics. Addison Wesley, San Francisco. ISBN . صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  25. ^ Whittet, D. C. B. (2003). Dust in the Galactic Environment. CRC Press. صفحات 45–46. ISBN .
  26. ^ Pikelʹner, Solomon Borisovich (1977). . Springer. صفحات 38–. ISBN . مؤرشف من الأصل في 16 أبريل 2017. اطلع عليه بتاريخ 06 يونيو2011.
  27. ^ William F McDonough The composition of the Earth in Earthquake Thermodynamics and Phase Transformation in the Earth's Interior. 2000. ISBN . نسخة محفوظةعشرة يناير 2017 على مسقط واي باك مشين.
  28. ^ Fred Pearce (2014-02-15). "Fire in the hole: After fracking comes coal". New Scientist: 36–41. مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2015.
  29. ^ "Wonderfuel: Welcome to the age of unconventional gas" by Helen Knight, New Scientist, 12 June 2010, pp. 44–7. نسخة محفوظة 09 ديسمبر 2014 على مسقط واي باك مشين.
  30. ^ Ocean methane stocks 'overstated', BBC, 17 Feb. 2004. نسخة محفوظة 29 ديسمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
  31. ^ "Ice on fire: The next fossil fuel" by Fred Pearce, New Scientist, 27 June 2009, pp. 30-33. نسخة محفوظة 22 فبراير 2015 على مسقط واي باك مشين.
  32. USGS Minerals Yearbook: Graphite, 2009 and Graphite: Mineral Commodity Summaries 2011 نسخة محفوظة 18 مارس 2018 على مسقط واي باك مشين.
  33. ^ Harlow, G. E. (1998). The nature of diamonds. Cambridge University Press. صفحة 223. ISBN .
  34. ^ Catelle, W.R. (1911). The Diamond. John Lane Company. Page 159 discussion on Alluvial diamonds in India and elsewhere as well as earliest finds
  35. ^ Ball, V. (1881). Diamonds, Gold and Coal of India. London, Truebner & Co. Ball was a Geologist in British service. Chapter I, Page 1
  36. ^ Hershey, J. W. (1940). The Book Of Diamonds: Their Curious Lore, Properties, Tests And Synthetic Manufacture. Kessinger Pub Co. صفحة 28. ISBN .
  37. Janse, A. J. A. (2007). "Global Rough Diamond Production Since 1870". Gems and Gemology. GIA. XLIII (Summer 2007): 98–119. doi:10.5741/GEMS.43.2.98.
  38. ^ Lorenz, V. (2007). "Argyle in Western Australia: The world's richest diamantiferous pipe; its past and future". Gemmologie, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft. DGemG. 56 (1/2): 35–40.
  39. ^ "Microscopic diamond found in Montana". The Montana Standard. 2004-10-17. مؤرشف من الأصل في 21 يناير 2005. اطلع عليه بتاريخعشرة أكتوبر 2008.
  40. ^ Marshall, Stephen; Shore, Josh (2004-10-22). "The Diamond Life". Guerrilla News Network. مؤرشف من الأصل في 09 يونيو2008. اطلع عليه بتاريخعشرة أكتوبر 2008.
  41. "Carbon – Naturally occurring isotopes". WebElements Periodic Table. مؤرشف من الأصل فيثمانية سبتمبر 2008. اطلع عليه بتاريخ 09 أكتوبر 2008.
  42. ^ Gannes, Leonard Z.; Del Rio, Carlos Martı́nez; Koch, Paul (1998). "Natural Abundance Variations in Stable Isotopes and their Potential Uses in Animal Physiological Ecology". Comparative Biochemistry and Physiology – Part A: Molecular & Integrative Physiology. 119 (3): 725–737. doi:10.1016/S1095-6433(98)01016-2.
  43. ^ "Official SI Unit definitions". مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2014. اطلع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2007.
  44. ^ Brown, Tom (March 1, 2006). "Carbon Goes Full Circle in the Amazon". Lawrence Livermore National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 2013. اطلع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2007.
  45. ^ Bowman, S. (1990). Interpreting the past: Radiocarbon dating. British Museum Press. ISBN .
  46. ^ Libby, W. F. (1952). Radiocarbon dating. Chicago University Press and references therein.
  47. ^ Westgren, A. (1960). "The Nobel Prize in Chemistry 1960". Nobel Foundation. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو2017. اطلع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2007.
  48. ^ "Use query for carbon-8". barwinski.net. مؤرشف من الأصل في 30 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2007.
  49. ^ Watson, A. (1999). "Beaming Into the Dark Corners of the Nuclear Kitchen". Science. 286 (5437): 28–31. doi:10.1126/science.286.5437.28. مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2020.
  50. ^ Greenville Whittaker, A. (1978). "The controversial carbon solid−liquid−vapour triple point". Nature. 276 (5689): 695–696. Bibcode:1978Natur.276..695W. doi:10.1038/276695a0.
  51. ^ Zazula, J. M. (1997). "On Graphite Transformations at High Temperature and Pressure Induced by Absorption of the LHC Beam" (PDF). CERN. مؤرشف من الأصل (PDF) في 05 أكتوبر 2016. اطلع عليه بتاريخ 06 يونيو2009.
  52. ^ Simon MD, Geim AK (2000): Diamagnetic levitation: Flying frogs and floating magnets. Journal of Applied Physics 87, S. 6200–6204 (doi:10.1063/1.372654).
  53. ^ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). "Materials: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite". Nature. 421 (6923): 599–600. Bibcode:2003Natur.421..599I. doi:10.1038/421599b. PMID 12571587.
  54. ^ Dienwiebel, Martin; Verhoeven, Gertjan; Pradeep, Namboodiri; Frenken, Joost; Heimberg, Jennifer; Zandbergen, Henny (2004). "Superlubricity of Graphite" (PDF). Physical Review Letters. 92 (12). Bibcode:2004PhRvL..92l6101D. doi:10.1103/PhysRevLett.92.126101. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 ديسمبر 2013.
  55. ^ Collins, A.T. (1993). "The Optical and Electronic Properties of Semiconducting Diamond". Philosophical Transactions of the Royal Society A. 342 (1664): 233–244. Bibcode:1993RSPTA.342..233C. doi:10.1098/rsta.1993.0017.
  56. ^ Deprez, N.; McLachan, D. S. (1988). "The analysis of the electrical conductivity of graphite conductivity of graphite powders during compaction". Journal of Physics D: Applied Physics. Institute of Physics. 21 (1): 101. Bibcode:1988JPhD...21..101D. doi:10.1088/0022-3727/21/1/015.
  57. ^ Delhaes, P. (2001). . CRC Press. ISBN . مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2020.
  58. Ebbesen, T. W., المحرر (1997). Carbon nanotubes—preparation and properties. Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN .
  59. Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Avouris, Ph., المحرر (2001). "Carbon nanotubes: synthesis, structures, properties and applications". Topics in Applied Physics. Berlin: Springer. 80. ISBN . صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المحررون (link)
  60. Nasibulin, Albert G.; Pikhitsa, P.V.; Jiang, H.; Brown, D. P.; Krasheninnikov, A.V.; Anisimov, A. S.; Queipo, P.; Moisala, A.; et al. (2007). "A novel hybrid carbon material". Nature Nanotechnology. 2 (3): 156–161. Bibcode:2007NatNa...2..156N. doi:10.1038/nnano.2007.37. PMID 18654245.
  61. ^ Nasibulin, A; Anisimov, Anton S.; Pikhitsa, Peter V.; Jiang, Hua; Brown, David P.; Choi, Mansoo; Kauppinen, Esko I. (2007). "Investigations of NanoBud formation". Chemical Physics Letters. 446: 109–114. Bibcode:2007CPL...446..109N. doi:10.1016/j.cplett.2007.08.050.
  62. ^ Vieira, R; Ledoux, Marc-Jacques; Pham-Huu, Cuong (2004). "Synthesis and characterisation of carbon nanofibers with macroscopic shaping formed by catalytic decomposition of C2H6/H2 over nickel catalyst". Applied Catalysis A. 274: 1–8. doi:10.1016/j.apcata.2004.04.008.
  63. Clifford, Frondel; Marvin, Ursula B. (1967). "Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond". Nature. 214 (5088): 587–589. Bibcode:1967Natur.214..587F. doi:10.1038/214587a0.
  64. ^ Rode, A. V.; Hyde, S. T.; Gamaly, E. G.; Elliman, R. G.; McKenzie, D. R.; Bulcock, S. (1999). "Structural analysis of a carbon foam formed by high pulse-rate laser ablation". Applied Physics A-Materials Science & Processing. 69 (7): S755–S758. doi:10.1007/s003390051522.
  65. ^ Heimann, Robert Bertram; Evsyukov, Sergey E. and Kavan, Ladislav (28 February 1999). . Springer. صفحات 1–. ISBN . مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2017. اطلع عليه بتاريخ 06 يونيو2011. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  66. Lee, C.; Wei, X.; Kysar, J. W.; Hone, J. (2008). "Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene". Science. 321 (5887): 385–8. Bibcode:2008Sci...321..385L. doi:10.1126/science.1157996. PMID 18635798. ضع ملخصا.
  67. ^ Jenkins, Edgar (1973). . Taylor & Francis. صفحة 30. ISBN . مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2017. اطلع عليه بتاريخ 01 مايو2011.
  68. ^ Schewe, Phil and Stein, Ben (March 26, 2004). "Carbon Nanofoam is the World's First Pure Carbon Magnet". Physics News Update. 678 (1). مؤرشف من الأصل في 26 مايو2013. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  69. ^ Itzhaki, Lior; Altus, Eli; Basch, Harold; Hoz, Shmaryahu (2005). "Harder than Diamond: Determining the Cross-Sectional Area and Young's Modulus of Molecular Rods". Angew. Chem. Int. Ed. 44 (45): 7432–5. doi:10.1002/anie.200502448. PMID 16240306.
  70. ^ Sanderson, Bill (2008-08-25). "Toughest Stuff Known to Man : Discovery Opens Door to Space Elevator". nypost.com. مؤرشف من الأصل فيستة أبريل 2009. اطلع عليه بتاريخ 09 أكتوبر 2008.
  71. ^ Levine, Joel S.; Augustsson, Tommy R.; Natarajan, Murali (1982). "The prebiological paleoatmosphere: stability and composition". Origins of Life and Evolution of Biospheres. 12 (3): 245–259. Bibcode:1982OrLi...12..245L. doi:10.1007/BF00926894.
  72. ^ Loerting, T.; et al. (2001). "On the Surprising Kinetic Stability of Carbonic Acid". Angew. Chem. Int. Ed. 39 (5): 891–895. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(20000303)39:5<891::AID-ANIE891>3.0.CO;2-E. PMID 10760883.
  73. ^ Haldane J. (1895). "The action of carbonic oxide on man". Journal of Physiology. 18 (5–6): 430–462. PMC 1514663. PMID 16992272.
  74. ^ Gorman, D.; Drewry, A.; Huang, Y. L.; Sames, C. (2003). "The clinical toxicology of carbon monoxide". Toxicology. 187 (1): 25–38. doi:10.1016/S0300-483X(03)00005-2. PMID 12679050.
  75. ^ "Compounds of carbon: carbon suboxide". مؤرشف من الأصل في 13 مايو2008. اطلع عليه بتاريخ 03 ديسمبر 2007.
  76. ^ Bayes, K. (1961). "Photolysis of Carbon Suboxide". Journal of the American Chemical Society. 83 (17): 3712–3713. doi:10.1021/ja01478a033.
  77. ^ Anderson D. J.; Rosenfeld, R. N. (1991). "Photodissociation of Carbon Suboxide". Journal of Chemical Physics. 94 (12): 7852–7867. Bibcode:1991JChPh..94.7857A. doi:10.1063/1.460121.
  78. ^ Sabin, J. R.; Kim, H. (1971). "A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide". Chemical Physics Letters. 11 (5): 593–597. Bibcode:1971CPL....11..593S. doi:10.1016/0009-2614(71)87010-0.
  79. ^ Moll N. G., Clutter D. R., Thompson W. E. (1966). "Carbon Trioxide: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO2". Journal of Chemical Physics. 45 (12): 4469–4481. Bibcode:1966JChPh..45.4469M. doi:10.1063/1.1727526. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  80. ^ Robert H. Crabtree (2005). . Wiley. صفحة 560. ISBN . مؤرشف من الأصل في 14 فبراير 2009.
  81. ^ Toreki, R. (2003-11-20). "Organometallics Defined". Interactive Learning Paradigms Incorporated. مؤرشف من الأصل في أربعة يونيو2019.
  82. ^ Falkowski, P; Scholes, RJ; Boyle, E; Canadell, J; Canfield, D; Elser, J; Gruber, N; Hibbard, K; et al. (2000). "The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System". Science. 290 (5490): 291–296. Bibcode:2000Sci...290..291F. doi:10.1126/science.290.5490.291. PMID 11030643.
  83. ^ Smith, T. M.; Cramer, W. P.; Dixon, R. K.; Leemans, R.; Neilson, R. P.; Solomon, A. M. (1993). "The global terrestrial carbon cycle". Water, Air, & Soil Pollution. 70: 19–37. doi:10.1007/BF01104986.
  84. ^ Ritter, Steve (October 15, 2001). "Pencils & Pencil Lead". American Chemical Society. مؤرشف من الأصل فيثمانية ديسمبر 2015.
  85. ^ "The History of the Pencil". University of Illinois at Urbana–Champaign. مؤرشف من الأصل فيتسعة سبتمبر 2017.
  86. ^ "Graphite Statistics and Information". USGS. مؤرشف من الأصل في ثلاثة ديسمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 09 سبتمبر 2009.
  87. ^ Holtzapffel, Ch. (1856). . Charles Holtzapffel. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2020. Internet Archive
  88. ^ Cantwell, W. J.; Morton, J. (1991). "The impact resistance of composite materials – a review". Composites. 22 (5): 347–62. doi:10.1016/0010-4361(91)90549-V.
  89. ^ "Application Examples of Carbon Black". Mitsubishi Chemical. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 14 يناير 2013.
  90. ^ "Charcoal, Activated". The American Society of Health-System Pharmacists. مؤرشف من الأصل في 11 مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 23 أبريل 2014.
  91. ^ Donaldson, K; Stone, V; Clouter, A; Renwick, L; MacNee, W (2001). "Ultrafine particles". Occupational and Environmental Medicine. 58 (3): 211–216. doi:10.1136/oem.58.3.211. PMC 1740105. PMID 11171936. مؤرشف من الأصل في 1 مايو2009.
  92. ^ Carbon Nanoparticles Toxic To Adult Fruit Flies But Benign To Young ScienceDaily (Aug. 17, 2009) نسخة محفوظة 03 يوليو2017 على مسقط واي باك مشين.

وصلات خارجية

  • منطقة عن الكربون في الموسوعة العربية
  • معمل لوس ألاموس القومي - كربون
  • منطقة عن الطبيعة منطقة عن الطبيعة
  • العناصر على شبكة المعلومات -كربون
  • إنه أساسي:الكربون
  • – الكربون والفوليرين وصور اخرى متآصلة - فينسيتن هير
  • صفحة ممتدة للكربون في مسقط asu.edu
  • كيف يستعمل كربون 14
تاريخ النشر: 2020-06-02 12:09:22
التصنيفات: كربون, أشكال الكربون, خصائص دوائية وأحيائية للعناصر الكيميائية, عناصر كيميائية, مختزلات, معادن الكربونات, صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المحررون, الصفحات التي تستخدم وصلات ISBN السحرية, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات, صفحات بها بيانات ويكي بيانات, صفحات تستخدم خاصية P679, صفحات تستخدم خاصية P665, صفحات تستخدم خاصية P3073, صفحات تستخدم خاصية P2566, صفحات تستخدم خاصية P661, صفحات تستخدم خاصية P232, صفحات تستخدم خاصية P1578, صفحات تستخدم خاصية P683, صفحات تستخدم خاصية P3117, صفحات تستخدم خاصية P231, معرفات مركب كيميائي, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P227, صفحات تستخدم خاصية P268, بوابة الكيمياء/مقالات متعلقة, بوابة العناصر الكيميائية/مقالات متعلقة, بوابة أعلام/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات, مقالات جيدة

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

البنتاغون: الولايات المتحدة تحلل الضربات على كييف

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:16
مستوى الصحة: 75% الأهمية: 90%

ترمب في أول منشور له على شبكته الخاصة: "أنا عدت"

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:41
مستوى الصحة: 90% الأهمية: 100%

نفاد مخزون لبنان من جوازات السفر!

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:00
مستوى الصحة: 81% الأهمية: 91%

بايدن يطلب من الكونغرس تخصيص 33 مليار دولار لحرب أوكرانيا

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:17:42
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 69%

موسم جدة 2022 ينطلق في 2 مايو.. بعروض لسيرك "دو سوليه"

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:48
مستوى الصحة: 85% الأهمية: 93%

أردوغان يغرد من السعودية: ستفتح الأبواب أمام عهد جديد!

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:01
مستوى الصحة: 76% الأهمية: 91%

وزيرالتعليم يكشف سبب عدم وجود محتوى للغة الألمانية على «نجوى»

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:17:12
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 69%

قفزة نوعية ونقطة تحول.. الغرب يغدق على أوكرانيا بالسلاح

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:15
مستوى الصحة: 85% الأهمية: 89%

اشتداد الصراع على المناصب العليا في العراق

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:08
مستوى الصحة: 81% الأهمية: 86%

بعد تباطؤ المبيعات.. "أمازون" تسجل أول خسارة ربعية منذ 2015

المصدر: الإمارات اليوم - الإمارات التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:17:42
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 68%

علي باقري: قضية فلسطين ليست مجرد نزاع على قطعة أرض

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:16:04
مستوى الصحة: 86% الأهمية: 95%

واشنطن: لم نتمكن من تأكيد استخدام روسيا لسلاح كيميائي في أوكرانيا

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-29 06:20:53
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 52%

تحميل تطبيق المنصة العربية