أهمية عنصر الكربون

عنصر الكربون

الكربون (Carbon باللاتينية: carbo coal) هو عنصر كيميائي ذو صفات لا معدنية واضحة، وهو من عناصر الجدول الدوري، يوجد في الفصيلة IVA أو( 4 أ).

تحتوي هذه الفصيلة إضافة إلى الكربون، السيلسيوم، والقصدير والجرمانيوم، والرصاص، يرمز له بالرمز C، وعدده الذري 6، وهو من اللافلزات، رباعي التكافؤ، وينتشر في الطبيعة بأشكال عديدة، مثل؛ الماس والجرافيت والسيرافيتا ولأيونسدالايت والكربون غير المتبلر وفقاعات الكربون الدقيقة[١]


فوائد الكربون

الكربون أو المنظف الأسود كما يطلق عليه، من أهم العناصر التي تدخل في كثير من مستحضرات التجميل، وبعض المستحضرات الدوائية التي تخلص السموم في المعدة والأمعاء .

وفي عالم التجميل، يدخل الكربون النشط في بعض أنواع الصابون والشامبو ومزيلات العرق وسوائل الاستحمام والمنتجات المخصصة للتنظيف العميق للبشرة وتقشيرها، ويدخل أيضًا في بعض أقنعة الوجه لما له من فوائد كثيرة، إذ يساعد على تنظيف المسام من المواد الدهنية.

يدخل الكربون في تركيب الكثير من أنواع الصابون، إذ تظهر آثار الكربون على الجلد بعد استخدام الصابون لعدة أيام، ويصبح الجلد ناعمًا، ويدخل كذلك في تصنيع بعض فُرش الأسنان، إذ يساعد قليلًا في تبييض الأسنان، ويساعد على إزالة الرائحة الكريهة للفم، إذ يقضي على البكتيريا التي تسبب تلك الروائح .

ومن أهم المزايا العلمية للكربون، أنه يساعد على إزالة السموم الموجودة في الجسم، وبما أن الكربون ليس له طعم ولا رائحة، فإن البعض حاول أن يدخله في بعض المأكولات مثل "ليمونادة بالكربون"، إذ يمكن الاستفادة منه في التخلص من غازات البطن ويساعد أيضًا على تقليل الوزن.[٢]


أشكال الكربون المتآصلة

تترتب ذرات الكربون في أشكال معينة حسب الظروف الطبيعية التي تؤدي إلى تجميعها، والذي يؤدي إلى وجود أشكال مختلفة لعنصر الكربون في الطبيعة، وتسمى أشكال متآصلة لأنها تعود للأصل نفسه وهو ذرة الكربون، غير أن كل شكل منها مستقل عن الآخر، وله خصائص فيزيائية وكيميائية تختلف عن الأشكال الأخرى، مثل الغرافيت (الفحم الحجري) والماس، ويكمن الفرق بينها أن الفحم تُرتب ذرات الكربون فيه على شكل صفائح من الكربون المكدّسة فوق بعضها البعض، بينما في الماس تتبلور ذرات الكربون بشكل بلوري معين يسمى مكعبات متمركزة الأوجه، أي مكعب على رؤوسه الثمانية ذرات كربون وفي منتصف كل وجه من وجوهه الستة ذرة كربون أيضًا، أما الذي يحدد كيفية هذا الترتيب فهو ظروف التكوين، ويؤدي التآصل في العناصر إلى وجود العديد من الأشكال لنفس العنصر النقي نتيجة اختلاف طريقة ترتيب الذرات في كل شكل، ويترتب على ذلك اختلاف الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وبدخول تكنولوجيا النانو، تمكّن العلماء من اكتشاف أشكال جديدة من تآصل الكربون يقل وجودها في الطبيعة، وهي ناتجة عن ظروف تكوينها نادرة التكرار، أو حتى عديمة الوجود إلا في المختبرات، ومثل هذه الأشكال كرات الكربون المجوفة وهي عبارة عن كرات مجوفة من ذرات الكربون تشبه كرة القدم في بعض أشكالها، ومن أشكال الكربون:

  • الماس : أحد أشكال الكربون الموجودة في الطبيعة، ويعد أقسى نوع معروف من المعادن الطبيعية، وله تطبيقات في تكنولوجيا النانو غير أنها تطبيقات لإثبات مبادئ فيزيائية وليست تطبيقات لإنتاج أجهزة إلكترونية تجارية.
  • الغرافيت أوالفحم الحجري: وهوأحد أشكال الكربون الموجودة في الطبيعة أيضًا.
  • لونسديلايت: الاسم نسبة إلى كاثلين لونسديل، ينتج هذا الشكل في الطبيعة نتيجة اصطدام نيازك من الفضاء الخارجي تحوي غرافيت (فحم) بالأرض، إذ يؤدي الضغط العالي والحرارة الناتجة عن الاصطدام إلى تحويل الغرافيت إلى هذا الشكل، وقد صنع في المختبر أيضًا.
  • الكرات المجوّفة: اكتشف هذا الشكل عمليًًا في الثمانينات من القرن الماضي وصنّعه العلماء بطرق عدة مثل التبخير بالليزر وحصل العلماء الذين اكتشفوا هذا الشكل من الكربون على جائزة نوبل، وذلك في التسعينات، وقد تتواجد كرات الكربون المجوفة سائلة أو صلبة ولها تطبيقات عدّيدة، خاصة فيما يتعلق بتكنولوجيا النانو مثل الموصليّة الفائقة، وتختلف هذه الكرات عن غيرها بعدد ذرات الكربون التي تتكون منها مثل الكرات التي تتكون من 60 ذرة تسمى C60.
  • الكربون غير المتبلور: ينتج من تجميع ذرات الكربون فوق بعضها البعض في جو من الهايدروجين في المختبر ويستخدم هذا النوع في صناعات السيليكون المختلفة، إذ يمكن ترسيبه فوق السيكيلون كيميائيًا مثل الترسيب الكيميائي للأبخرة أو فيزيائيًا بسهولة.
  • أنابيب الكربون النانوية :أنابيب مجوفة تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون، أو العديد من الطبقات، صنعت في بداية التسعينات ولها تطبيقات كثيرة وتتعلق عليها آمال عظيمة في تطبيقات تكنولوجيا النانو.
  • الغرافين: يتكون من طبقة واحدة فقط من صفائح الكربون الغرافيت، لا تُرى صفيحة من طبقة واحدة من ذرات الكربون بالعين المجردة ولا بمعظم المجاهر أقوى 100 مرة من الفولاذ، وقد صنعت في المختبر لأول مرة في عام 2004 وحصل أصحابها على جائزة نوبل في عام 2010، ويتوقّع من الغرافين أن يؤدي إلى ثورة في عالم التكنولوجيا في السنوات القادمة.[٣]


المراجع

  1. "كربون"، العرفة، اطّلع عليه بتاريخ 4/7/2019. بتصرّف.
  2. "فوائد مذهلة للكربون.. ربما تجهلينها"، صحة ورشاقة، سبتمبر, 28 / 2016، اطّلع عليه بتاريخ 4/7/2019. بتصرّف.
  3. " الصور المتآصلة لعنصر الكربون"، nano arabia، November 25, 2014 ، اطّلع عليه بتاريخ 4L7L2019. بتصرّف.