Karbon, doğal olarak oluşan en önemli elementlerden biridir. Gezegendeki yaşamın çoğu için önemli bir bileşen. Karbon inanılmaz bir element; karbon atomlarını tek bir şekilde düzenlerler ve insanoğlunun bildiği en sert maddeyi oluştururlar. Karbon atomlarını yeniden düzenleyin ve işte, dünyadaki en yumuşak malzemelerden birine sahipsiniz. Bir element olarak karbon, insan olarak meraklı doğamıza hitap eder. ‘Karbon kaç elektrona sahiptir?’ sık sık gelir. Aynı şeyi merak ediyorsanız, yalnız değilsiniz. Buna ve karbonla ilgili olabilecek diğer sorularınıza yanıt bulmak için okumaya devam edin.
Karbonun kaç elektronu vardır? Karbonun altı elektronu vardır. Periyodik tablodan, karbonun atom numarası altı olduğunu görebiliriz, yani bir karbon atomunun çekirdeği veya merkezi altı proton içerir. Tüm nötr atomlardaki elektron ve proton sayıları aynı olduğundan, bir karbon atomunun altı elektronu vardır.
Karbon her yerde. Etrafına bir bak; Giysilerinizdeki sentetik elyaf ve renkli boyalardan ayakkabılarınızın tabanlarına ve derilerine, okuduğunuz kitabın sayfalarından onları birbirine bağlayan yapıştırıcıya kadar karbon atomlarıyla çevrilisiniz. Yediğimiz yiyeceklerde, köpüklü şarapta ve içmeyi sevdiğiniz gazlı suda da karbon bulunur. Tavanınızdaki fayanslar, duvarlarınızdaki boyalar, zemindeki halılar karbon atomları içerir. Karbon olağanüstü bir elementtir ve bunun nedenini bu yazı boyunca size anlatacağım. Okumaya devam et!
Karbonun Kaç Elektron Vardır?
Her element, atom olarak bilinen küçük parçacıklardan oluşur. Atom, bir elementteki maddenin temel birimidir. Atomlar, elementin kimyasal özelliklerini korur ve daha da küçük parçacıklardan, yani protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşur. Protonlar pozitif bir yük içerirken, elektronlar negatif bir yük içerir. Nötronların yükü yoktur. Protonlar bir atomun merkezinde (çekirdek) bulunurken, elektronlar bir atomun en dış bölgelerinde bulunabilir. Atom altı parçacıkların – yani protonlar, nötronlar ve elektronlar – miktarı kadar yerleşimi de bir atomun özelliklerini belirler. Elementlerin atom numarası proton sayısına bağlıdır ve bir elementi diğerinden ayırır.
Bir elementin nötr atomları aynı sayıda proton ve elektrona sahiptir. Örneğin, karbon elementinin atom numarası altıdır çünkü karbon atomunun merkezinde altı proton vardır. Karbon atomunun dış bölgesi, çekirdeğin etrafında dönen altı elektrona sahiptir. Karbon atomunun merkezini çevreleyen bulutlarda bulunabilirler. Elektronların -1 negatif yüke sahip bir atomun parçacıkları olduğunu, protonların ise +1 pozitif yüke sahip olduğunu unutmayın. Elektronlar, atomları elektriksel olarak nötr hale getirmek için protonların pozitif yükünü dengeleyen negatif yükü oluşturmaktan sorumludur. Boyut açısından, elektronlar protonlardan yaklaşık 1000 kat daha küçüktür.
Elektronların Karbondaki Rolü
Evrende bol miktarda karbon vardır. İnsanlar eski zamanlardan beri elementin varlığını biliyorlardı. Periyodik tablonun zengin çeşitlilikteki tüm elementleri arasında karbon, dünyadaki yaşam üzerindeki etkisi bakımından benzersizdir. Yeryüzündeki tüm yaşam karbon temellidir. Karbon, canlı organizmaların kimyasında çok önemli bir rol oynar. Elementi yaşamın hayati bir bileşeni yapan karbon atomlarının bağlanma özellikleridir. Bunun nedeni, karbonun kendisiyle ve çok çeşitli diğer elementlerle kolayca birleşerek çok çeşitli bileşikler oluşturmasıdır. Karbon atomlarının kendileriyle veya diğer elementlerle olan bağları, yeryüzündeki tüm farklı yaşam formlarında benzersiz olarak bulunan moleküllerin büyük çoğunluğunun temel bileşenlerini oluşturur.
Elektronlar tüm kimyasal bağlarda önemli bir rol oynar. Bir bağ, bir molekül veya bileşikteki iki komşu atom arasındaki bir bağlantıdır. Değerlik elektronları (bir atomun en dış enerji kabuğundaki elektronlar) bağ oluşturmak için etkileşime girer. İki atom elektronları paylaşarak bir bağlantı oluşturduğunda, bu tür bağa kovalent denir. Karbonun dört değerlik elektronu vardır, bu da kovalent bağlar yoluyla diğer dört atoma veya moleküle bağlanabileceği anlamına gelir. Örneğin, bir karbon atomuna bağlı dört hidrojen atomuna sahip olan Metan (CH4), en basit organik karbon molekülüdür. Karbon atomunun dört değerlik elektronu, çok sayıda özelliğe sahip çok çeşitli bileşikler üretir ve canlılarda karbonun önemine katkıda bulunur.
Karbonun Farklı Formları Nelerdir?
Karbon çoğunlukla kömür yataklarından çıkarılır, ancak ticari uygulamalar için daha uygun bir forma dönüştürülmesi gerekir. Doğal haliyle karbon, amorf, grafit ve elmas olmak üzere üç biçimde bulunur. Amorf karbon, karbon içeren maddelerin tamamen yanmamaları için sınırlı miktarda oksijenle yakılmasıyla oluşur. Siyah kurum, en yaygın amorf karbon türüdür. Doğal olarak oluşan ikinci karbon formu grafittir. Grafit, petrol kok kömürünün oksijensiz bir fırında yakılmasıyla ticari amaçlarla suni olarak da üretilebilir. Grafit yumuşak ve kaygandır ve genellikle yağlayıcı yapmak için kullanılır.
Karbonun doğal olarak oluşan üçüncü allotropu, insanoğlunun bildiği en sert madde olan elmastır. Elmas, yer kabuğunun derinliklerinde muazzam bir basınç altında oluşur ve karbonun en gösterişli halidir. Elmas yapay olarak da üretilebilir. Bu küçük elmas parçaları, grafitin belirli bir süre boyunca çok yüksek sıcaklıkta sıkıştırılmasıyla yapılır. Yapay olarak yapılmış elmaslar tipik olarak petrol kulesi matkapları ve elmas uçlu cam kesiciler gibi öğeleri yapmak için kullanılırken, doğal olarak oluşan elmas çoğunlukla mücevherat için kullanılır. Karbon ayrıca güneşte ve diğer yıldızlarda, gezegenlerde, meteorlarda ve diğer astronomik cisimlerde çeşitli şekillerde bulunur.
Elmas Vs. Grafit: Elektronlar ve Kovalent Bağlar
Elemental karbon çeşitli formlarda bulunur, ancak elmas ve grafit en belirgin olanlardır. Elmas ve grafit tamamen karbondan yapılmıştır. İkincisi, öncelikle bir yağlayıcı olarak kullanılan çok yumuşak, kaygan bir maddedir. Ayrıca elektriği oldukça iyi iletir. Öte yandan, birincisi dünyadaki en sert maddelerden biridir ve en saf haliyle şeffaf ve renksizdir. Tamamen aynı tür atomlardan oluşan iki madde nasıl bu kadar farklı özelliklere sahip olabilir?
Yapısal olarak, onları ayıran şey kristal hizalanmalarıdır. Bu iki karbon allotropunun farklı özellikleri, bu maddeler içindeki karbon atomlarının uzayda nasıl düzenlendiğinden kaynaklanır. Elmasta, dört değerlik karbon elektronu, güçlü bir kovalent bağ oluşturmak için diğer karbon atomlarından gelen elektronlarla tetrahedral olarak eşleşir. Grafitte, bir karbon atomundaki dört valans elektronundan yalnızca üçü diğer karbon atomlarıyla bağlanır ve bu da katmanlar arasında boşluklar bulunan 2 boyutlu katman benzeri bir yapıyla sonuçlanır.
Karbon İklim Değişikliğine Katkı Sağlıyor mu?
Tüm canlılar karbondan yapılmıştır. Kaslarınız, cildiniz ve saçlarınız, kemikleriniz vs. hepsi karbon elementinden yapılmıştır, bitkiler ve diğer canlı organizmalar da öyle. Karbon hayatın kaynağı ama aynı zamanda karbon yüzünden yeryüzündeki hayat tehdit altındadır. Karbon iklim değişikliğine katkıda bulunuyor mu? İyi evet. Karbonun küresel ısınmadaki rolü nedir? Karbon ayak izi ne anlama geliyor?
Bir karbon atomunun değerlik elektronları, karbon dioksit oluşturmak için iki oksijen atomu ile kovalent bir bağ oluşturur. Küresel ısınma bağlamında, ‘karbon’, karbondioksitin kısaltmasıdır.
Karbondioksit (CO2), insanoğlunun atmosfere saldığı en önemli sera gazıdır. CO2 ve diğer sera gazları atmosfere salındığında, dünyanın yüzeyinden yansıyan ısıyı bir battaniye gibi hapsederler. Sonuç küresel ısınmadır. Atmosferdeki sera gazlarının birikmesi, gezegendeki yaşam için geniş kapsamlı sonuçlara sahiptir. Karbon ayak izi ifadesi, insan faaliyetleri tarafından üretilen CO2 ve Metan (CH4) gibi ısı tutucu emisyonların toplam miktarını ifade eder. Karbon atomları sırasıyla CO2 ve CH4 oluşturmak için oksijen ve hidrojen atomlarıyla birleşir. Teknik olarak, iklim değişikliğine neden olan karbon değil, bu karbon bileşiklerinin her ikisi de küresel ısınmaya katkıda bulunuyor.
