کربن

عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی ۶

کربن عنصری شیمیایی با نماد C و عدد اتمی ۶ است. واژه کربن برگرفته از واژه‌ای لاتین به‌نام کربو[a] به‌معنای زغال‌سنگ است. این عنصر، که در ردهٔ عناصر غیرفلزی جای می‌گیرد، چهارظرفیتی است، به‌این معنی که چهار الکترون در دسترس برای تشکیل پیوندهای شیمیایی کووالانسی دارد. کربن از گروه چهاردهم در جدول تناوبی و دارای سه ایزوتوپ طبیعی است. این ایزوتوپ‌ها عبارت‌اند از کربن-۱۲ و کربن-۱۳ که ایزوتوپ‌های پایداری هستند و کربن-۱۴ یک ایزوتوپ پرتوزا محسوب می‌شود و زمان نیمه‌عمر واپاشی آن حدود ۵۷۳۰ سال است. از دوران باستان تا سال ۱۶۹۹ میلادی، تنها سیزده عنصر توسط بشر شناسایی شده بودند که کربن یکی از آن‌ها است.

کربن، 6C
Ahur-Carbon.jpg
گرافیت (بالا چپ) و الماس (بالا راست)، دو دگرشکل کربن به همراه ساختار فضایی آنها
کربن
دگرشکلیگرافیت، الماس، دگرشکل‌های کربن
ظاهر
  • گرافیت: سیاه
  • الماس: شفاف
جرم اتمی استاندارد Ar, استاندارد(C)[۱۲٫۰۰۹۶, ۱۲٫۰۱۱۶]
قراردادی: ۱۲٫۰۱۱
کربن در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)


C

سیلیسیم
بورکربننیتروژن
عدد اتمی (Z)6
گروه۱۴
دورهدوره ۲
بلوکبلوک-p
دسته Reactive nonmetal, به عنوان یک شبه‌فلز در نظر گرفته می‌شود.
آرایش الکترونی[2s2 2p2] He
لایه الکترونی۲٬۴
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
تصعید۳۹۱۵ K ​(۳۶۴۲ °C, ​۶۵۸۸ °F)
چگالی (near r.t.)آمورف: ۱٫۸–۲٫۱ g/cm3[۱]
گرافیت: ۲٫۲۶۷ g/cm3
الماس: ۳٫۵۱۵ g/cm3
نقطه سه‌گانه۴۶۰۰ K, ​۱۰٬۸۰۰ kPa[۲][۳]
آنتالپی ذوبگرافیت: ۱۱۷ ژول بر مول
ظرفیت حرارتی مولیگرافیت: ۸٫۵۱۷ J/(mol·K)
الماس: ۶٫۱۵۵ J/(mol·K)
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش۴−, ۳−, ۲−, ۱−, ۰, ۱+,[۴] +۲, +۳,[۵] ۴+[۶] (یک اکسید اسیدی متوسط)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: ۲٫۵۵
انرژی یونش
  • 1st: ۱۰۸۶٫۵ kJ/mol
  • 2nd: ۲۳۵۲٫۶ kJ/mol
  • 3rd: ۴۶۲۰٫۵ kJ/mol
شعاع کووالانسیsp3: 77 pm
sp2: 73 pm
sp: 69 پیکومتر
شعاع واندروالسی۱۷۰ pm
Color lines in a spectral range
خطوط طیف نوری کربن
دیگر ویژگی‌ها
ساختار بلوریگرافیت: ​شش‌گوشه
Simple hexagonal ساختار کریستالی برای گرافیت: کربن

(سیاه)
ساختار بلوریالماس: ​
Diamond cubic ساختار کریستالی برای الماس: کربن

(شفاف)
سرعت صوت الماس: ۱۸٬۳۵۰ m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتیالماس: ۰٫۸ µm/(m·K) (at 25 °C)[۷]
رسانندگی گرماییگرافیت: ۱۱۹–۱۶۵ W/(m·K)
الماس: ۹۰۰–۲۳۰۰ W/(m·K)
مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکیگرافیت: ۷٫۸۳۷ µΩ·m[۸]
مغناطیسدیامغناطیس[۹]
پذیرفتاری مغناطیسی−۵٫۹·10−6 (graph.) cm3/mol[۱۰]
مدول یانگالماس: ۱۰۵۰ GPa[۷]
مدول برشیالماس: ۴۷۸ GPa[۷]
مدول حجمیالماس: ۴۴۲ GPa[۷]
نسبت پواسونالماس: ۰٫۱[۷]
سختی موسگرافیت: ۱–۲
الماس: ۱۰
شماره ثبت سی‌ای‌اس
  • گرافیت: ۷۷۸۲-۴۲-۵
  • الماس: ۷۷۸۲-۴۰-۳
تاریخچه
کشفمصر باستان و سومر[۱۱] (۳۷۵۰ پیش از میلاد)
نام بردن به عنوان یک عنصرآنتوان لاووازیه[۱۲] (۱۷۸۹)
ایزوتوپ‌های اصلی کربن
ایزوتوپ وفور طبیعی نیمه‌عمر (t۱/۲) واپاشی هسته‌ای محصول واپاشی
11C سنتز ۲۰ دقیقه ۰٫۹۶ 11B
12C ۹۸٫۹٪ ضریب ایزوتوپ پایدار با ۶ نوترون
13C ۱٫۱٪ پایدار با ۷ نوترون
14C ناچیز ۵۷۳۰ سال −β ۰٫۱۵۶ 14N
رده رده: کربن
| منابع اطلاعاتی عناصر شیمیایی

از لحاظ فراوانی، کربن پانزدهمین عنصر در پوسته زمین و پس از هیدروژن، هلیوم و اکسیژن، چهارمین عنصر در کیهان است. فراوانی کربن، گوناگونی منحصر به فرد ترکیبات آلی ساخته شده از آن و توانایی تشکیل بسپار در دماهای متداول قابل دسترسی بر روی زمین، موجب می‌شود که این عنصر به‌عنوان عنصر مشترک در تمامی انواع شکل‌های شناخته شده از زندگی وجود داشته باشد. این عنصر به لحاظ جرم، پس از اکسیژن، دومین عنصر موجود در بدن انسان است و حدود ۱۸٫۵ درصد از جرم بدن را تشکیل می‌دهد.

اتم‌های کربن می‌توانند به صورت‌های مختلفی با یک‌دیگر پیوند برقرار نمایند که این موجب می‌شود تا دگرشکل‌های متنوعی از کربن تشکیل شود. شناخته شده‌ترین دگرشکل‌های کربنی، گرافیت، الماس و فولرن باکمینستر هستند. خواص فیزیکی کربن در هر کدام از دگرشکل‌های کربنی متفاوت است. به‌عنوان مثال گرافیت دارای ظاهری کدر و سیاه‌رنگ است، در حالی‌که الماس کاملاً شفاف است. گرافیت به قدری نرم است که می‌تواند برروی کاغذ اثری از خود برجا بگذارد و خود واژه گرافیت نیز از واژه‌ای یونانی به‌معنای نوشتن[b] برگرفته شده‌است. درحالی‌که الماس، سخت‌ترین ترکیب طبیعی یافت شده بر روی زمین است. گرافیت یک هدایت کننده خوب جریان الکتریکی است، درحالی که الماس یک رسانای ضعیف جریان الکتریسیته است. در فشار معمولی، الماس، نانولوله‌های کربنی و گرافین، دارای بالاترین رسانندگی گرمایی در بین تمام ترکیبات شناخته شده هستند. آنها در مقابل تغییرات شیمیایی مقاوم هستند و برای این که با اکسیژن وارد واکنش شوند یا به عبارت دیگر برای این که سوزانده شوند، به دمای بالا نیاز دارند.

متداول‌ترین حالت اکسایشی کربن در ترکیبات معدنی برابر با ۴+ است، در حالی‌که عدد اکسایش ۲+ در موردی مانند کربن مونوکسید و کمپلکس‌های کربونیلی فلزات واسطه قابل مشاهده است. سنگ آهک، دولومیت و کربن دی‌اکسید از بزرگ‌ترین منابع کربن معدنی هستند. این در حالی است که مقادیر قابل توجهی از کربن به‌صورت ذخیره شده در منابع آلی مانند زغال‌سنگ، پوده، نفت خام و آذریخ وجود دارد. کربن طیف گسترده‌ای از ترکیبات را شامل می‌شود، به‌طوری که دامنه آن گستره‌تر از هر عنصر دیگری است. تا به‌امروز بیش از ده میلیون ترکیب آلی ثبت شده‌است و مسیر شناسایی ترکیبات جدیدتر همچنان باز است، چرا که این تعداد ترکیب کشف شده تنها بخشی از ترکیبات مجموعه ترکیبات کربنی فرضی ممکن و پایدار در شرایط استاندارد هستند و به همین علت از کربن به‌عنوان پادشاه عناصر[c] یاد شود.

تاریخچهویرایش

 
لاووازیه، در سال ۱۷۸۹ از کربن به‌عنوان یک عنصر نام برد.
 
شیله، نشان داد که گرافیت و زغال شکل‌های مشابه یکدیگر دارند.

ریشهٔ نام کربن از واژهٔ لاتین کربو به معنای زغال‌سنگ یا زغال چوب گرفته شده‌است.[۱۳] همچنین در زبان فرانسوی به صورت چاربون در آلمانی، هلندی و دانمارکی نام کربن به ترتیب Kohlenstoff ،koolstof و kulstof است که به معنای واقعی کلمه به معنی ماده زغال‌سنگ هستند. کشف کربن به دوران پیشاتاریخ بر می‌گردد و استفاده از آن به صورت دوده و زغال چوب در زندگی نخستین تمدن‌های بشری مشهور بود. الماس شکل دیگری از کربن احتمالاً در اوایل سال ۲۵۰۰ پیش از میلاد در چین شناخته شده بود و به صورت شیمیایی امروزی، در دوران روم باستان از زغال چوب ساخته می‌شد. همچنین از مخلوط آن با خاک رس در اهرام به منظور پوششی در برابر ورود هوا استفاده می‌شده‌است.[۱۴][۱۵]

در سال ۱۷۲۲، رنه آنتوان فرشاکو دی رامور نشان داد که آهن با جذب برخی از مواد به فولاد تبدیل می‌شود، که امروزه به‌عنوان کربن شناخته شده‌است.[۱۶] در سال ۱۷۷۲، آنتوان لاووازیه، پدر علم شیمی نوین نشان داد که الماس‌ها، نوعی کربن هستند. او با سوزاندن زغال‌سنگ و الماس دریافت که پس از سوختن هیچ‌کدام آبی تولید نمی‌کنند و هر دو به مقدار یکسان کربن دی‌اکسید در هر گرم آزاد می‌کنند.[۱۷] زمانی که تصور می‌شد گرافیت شکل دیگری از سرب است، کارل ویلهلم شیله نشان داد که گرافیت درواقع همانند زغال چوب است با این تفاوت که دارای مخلوط کوچکی از آهن است. از آن‌جا که که گرافیت در زمان واکنش با نیتریک اسید موجب تولید کربن دی‌اکسید می‌شود، او نام اسید هوایی[d] را روی آن گذاشت.[۱۸] در سال ۱۷۸۶، دانشمندان فرانسوی، کلود لویی برتوله، گاسپار مونژ و سی. اِی. واندرموند[e] با اکسید کردن گرافیت به همان روشی که لاووازیه برای الماس انجام داده بود تأیید کردند که گرافیت بیشتر کربن است.[۱۹] با باقی ماندن مقداری آهن در انتها، آنها بر این باور شدند که آهن در ساختار گرافیت لازم است. آنها در نگارش‌های خود برای گازی که از سوختن گرافیت خارج می‌شد نام کاربون [f] را پیشنهاد دادند که از واژه لاتین کاربونوم[g] گرفته شده بود.

در سال ۱۷۸۹ لاووازیه در کتاب‌های درسی از کربن به‌عنوان یک عنصر نام برد.[۲۰] در سال ۱۹۸۵ شیمی‌دان‌های آمریکایی رابرت کرل و ریچارد اسمالی و شیمی‌دان بریتانیایی هارولد کروتو موفق به کشف فولرن، یکی از دگرشکل‌های مصنوعی عنصر کربن شدند[۲۱] که خود انواع گوناگون و متعددی شامل اشکال نانوساختار مانند باکی‌بال‌ها و نانولوله‌ها است.[۲۲] کاشفان این شکل جدید از کربن در سال ۱۹۹۶ جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.[۲۳] از طرف دیگر علاقه جدید به اشکال جدید منجر به کشف دگرشکل‌های بیشتر از جمله کربن شیشه‌ای، و کربن آمورف شد.[۲۴]

ویژگیویرایش

 
نمودار فازی نظری و پیش‌بینی شده برای کربن

گرافیت که یکی از دگرشکل‌های محسوب می‌شود، یکی از نرم‌ترین مواد شناخته شده و الماس دگرشکل دیگر کربنی، سخت‌ترین ترکیب طبیعی شناخته شده بر روی زمین است. کربن می‌تواند به آسانی با اتم‌های کوچک دیگر مانند اتم کربن پیوند برقرار کند و قادر است شکل‌های متنوعی از پیوندهای کووالانسی پایدار با اتم‌های دارای ظرفیت‌های پیوندی مناسب شکل دهد. کربن با داشتن بیش از ده میلیون ترکیب شناخته شده، بیش‌ترین سهم در داشتن ترکیبات مربوط به خود را در بین تمام اتم‌های جدول تناوبی دارا است.[۲۵] کربن دارای بالاترین دمای تصعید در میان مام عناصر موجود است. در فشار معمولی اتمسفر، فاقد نقطه ذوب است، چراکه نقطه سه‌گانه آن در فشار ۰٫۲±۱۰٫۸ مگاپاسکال و دمای ۳۰۰±۴۶۰۰ درجه کلوین (۳۰۰±۴۳۳۰ درجه سانتی‌گراد؛ ۵۴۰±۷۸۲۰ درجه فارنهایت) به‌وقوع می‌پیوندد[۲][۳] و درنتیجه آن، کربن در دمایی در حدود ۳۹۰۰ درجه کلوین (۳۶۳۰ درجه سانتی‌گراد؛ ۶۵۶۰ درجه فارنهایت) تصعید می‌شود.[۲۶][۲۷]

در شرایط استاندارد، گرافیت با این‌که دارای پایداری ترمودینامیکی بالاتری در مقایسه با الماس است، اما نسبت به آن دارای واکنش‌پذیری بالاتری دارد، چراکه دارای پیوندهای پای نامستقر است و این موجب می‌شود راحت‌تر وارد واکنش شیمیایی شود. به‌عنوان مثال، در شرایط استاندارد، گرافیت می‌تواند توسط نیتریک اسید غلیظ و داغ اکسید شود و منجر به تولید ملیتیک اسید شود. در طی چنین تغییری اگرچه واحدهای شش‌گوشه موجود در ساختار گرافیت حفظ می‌شود، با این‌حال، ساختار و نظم کلی گرافیت شکسته می‌شود.[۲۸]

کربن در حضور یک قوس کربنی تصعید می‌شود، جایی که دمای آن به حدود ۵۸۰۰ درجه کلوین (۵۵۳۰ درجه سانتی‌گراد؛ ۹۹۸۰ درجه فارنهایت) می‌رسد. صرف نظر از نوع، تمامی دگرشکل‌های کربنی در دماهایی حتی بالاتر از دمای ذوب فلزاتی مانند تنگستن و رنیوم، جامد باقی می‌ماند. اگرچه کربن از لحاظ ترمودینامیکی تمایل به اکسید شدن دارد، با این حال در مقابل اکسایش مقاومت می‌کند و مقاومت آن در برابر اکسایش بسیار موثرتر از مقاومت فلزاتی مانند آهن و مس است. کربن با داشتن عدد اتمی ۶ به‌عنوان عنصر ششم محسوب می‌شود و دارای آرایش الکترونی 1s22s22p2 است که چهار الکترون موجود در اوربیتال‌های 2s و 2p به‌عنوان الکترون‌های ظرفیت آن به‌حساب می‌آیند، الکترون‌هایی که می‌توانند موجب تشکیل پیوند و ساخته شدن پیوندهای بین اتمی و درنتیجه ترکیبات مولکولی جدید شوند. چهار انرژی یونیزاسیون ابتدایی کربن عبارت‌اند از: ۱۰۸۰٫۵، ۲۳۵۲٫۶، ۴۶۲۰٫۵ و ۶۲۲۲٫۷ کیلوژول برمول که این مقادیر انرژی یونیزاسیون بسیار بیش‌تر از سایر عناصر موجود در گروه چهاردهم جدول تناوبی (عناصر زیرین در گروه شامل کربن) هستند. میزان الکترونگاتیویته کربن (در مقیاس پائولینگ) برابر با ۲٫۵ است که به‌طور قابل توجهی از مقدار الکترونگاتیویته سایر عناصر هم‌گروه با کربن (۱٫۸-۱٫۹) در گروه چهاردهم جدول تناوبی بیشتر و تقریباً مشابه با عناصر غیرفلزی مجاور با کربن و فلزات واسطه ردیف دوم و سوم است. شعاع پیوند کووالانسی کربنی معمولاً برابر با ۷۷٫۲ پیکومتر برای پیوند کربن-کربن یگانه، ۶۶٫۷ پیکومتر برای پیوند کربن-کربن دوگانه، ۶۰٫۳ پیکومتر برای پیوند کربن-کربن سه‌گانه است، با این‌حال این مقادیر مطلق نیستند و بسته به نوع عدد کوئوردیناسیون و نوع اتصالات دو اتم کربن درگیر در پیوند مورد نظر، متفاوت هستند. به‌طور عمومی، شعاع کووالانسی، با کاهش عدد کوئوردیناسیون و افزایش مرتبه پیوند، کاهش می‌یابد.[۲۹]

ترکیبات کربنی تشکیل دهنده پایه تمامی شکل‌های شناخته شده حیات بر روی زمین هستند و چرخه کربن-نیتروژن، با کمک گرفتن از پرتوهای خورشیدی و سایر ستارگان، تامین کننده انرژی لازم برای مصرف موجودات است. اگرچه کربن دارای تعداد بسیار زیاد و متنوع از ترکیبات است، اغلب این ترکیبات در دمای معمولی واکنش ناپذیر هستند. در دما و فشار استاندارد، کربن در مقابل تمامی تغییرات شیمیایی مقاومت می‌کند با این‌حال اکسیدکننده‌های قوی می‌توانند موجب واکنش پذیری ان شوند. کربن در مقابل سولفوریک اسید، هیدروکلریک اسید، کلر، و تمامی قلیاها، واکنش ناپذیر است. در دماهای بالاتر از دمای استاندارد، کربن با اکسیژن وارد واکنش می‌شود و منجر به تولید اکسوکربن‌ها می‌شود و در این شرایط چنانچه در مجاورت اکسیدهای فلزی قرار بگرید، با گرفتن اکسیژن آن‌ها، موجب تبدیل آن‌ها به اکسید فلز به شکل عنصر فلزی می‌شود. واکنش انجام شده طی واکنش کربن با اکسید فلزی مانند آهن اکسید، یک واکنش گرماده است و از آن در تولید آهن در صنعت فولاد به‌منظور ذوب کردن آهن و کنترل میزان کربن موجود در فولاد استفاده می‌شود.

Fe3O4 + 4C(s) → 3Fe(s) + 4CO(g)

کربن مونوکسید می‌تواند با استفاده از مقدار بیش‌تری آهن، مورد استفاده قرار بگیرد.

Fe3O4 + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO2(g)

استفاده از گوگرد، موجب تولید کربن دی‌سولفید و استفاده از بخار آب، موجب تولید کربن مونوکسید می‌شود:

C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)

کربن در دماهای بالا قابلیت واکنش با برخی از فلزات و تولید کاربید فلزی را دارد. به‌عنوان مثال تولید آهن کاربید در فرایند تولید فولاد و تنگستن کاربید که از آن به‌عنوان یک ساینده در ساخت نوک سخت ابزارهای برش استفاده می‌شود.

دگرشکل‌های کربنی طیف وسیعی از خواص فیزیکی و شیمیایی را منجر می‌شوند که در جدول زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده است:

مقایسه ویژگی‌های الماس و گرافیت، دو دگرشکل کربن
گرافیت
الماس
از نرم‌ترین ترکیبات شناخته شده است. نانوبلور سنتزی الماس، سخت‌ترین ترکیب طبیعی شناخته شده است.[۳۰]
با داشتن خاصیت "ابرروان‌کنندگی"[h] یک روان‌کننده خوب است.[۳۱] بهترین ترکیب موجود برای ساییدن دیگر مواد است.
رسانای جریان الکتریسیته است.[۳۲] یک عایق عالی برای جریان الکتریسیته است.[۳۳] و دارای بالاترین میزان شکست میدان الکتریکی در میان تمامی مواد شناخته شده است.
برخی از انواع گرافیت مناسب برای استفاده به‌عنوان عایق حرارتی (عایق آتش و محافظ) هستند در حالی‌که برخی دیگر، هدایت کننده بسیار خوب حرارت محسوب می‌شوند. بهترین ترکیب طبیعی رساننده حرارتی است.
کدر است. فوق‌العاده شفاف است.
در شبکه بلوری شش‌گوشه متبلور می‌شود.[۳۴] در شبکه بلوری مکعبی متبلور می‌شود.
کربن بی‌شکل[i]، کاملاً همسان‌گرد است. نانولوله‌های کربنی در میان ناهمسان‌ترین مواد شناخته شده قرار می‌گیرند.

دگر شکل‌هاویرایش

 
برخی از دگرشکل‌های کربن: آ. الماس، ب. گرافیت، سی. لونسدالیت،
دی-اف. فولرن‌ها (C۷۰ ،C۵۴۰ ،C۶۰) جی. کربن بی‌شکل، اچ. نانولوله کربنی

کربن اتمی دارای عمری کوتاه است که این موضوع موجب می‌شود شکل‌های متنوع مولکولی یا همان دگرشکل‌های کربنی شکل بگیرند. سه دگرشکل شناخته شده کربن عبارت‌اند از کربن بی‌شکل، گرافیت و الماس. دگرشکل دیگر کربن، فولرن است که زمانی گونه‌ای خاص و عجیب به‌شمار می‌آمد اما امروزه به‌صورت متداول تهیه و در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. خانواده دگرشکل‌های فولرنی خود شامل فولرن باکمینستر[۲۲][۳۵]، نانولوله کربنی[۳۶]، نانوجوانه کربنی[۳۷] و نانوالیاف کربنی[۳۸][۳۹] است. علاوه‌بر دگرشکل‌های مرسوم، چندین نوع دگرشکل غیرمعمول نیز از کربن شناخته شده است که عبارت‌اند از لونسدالیت[۴۰]، کربن شیشه‌ای[۲۴]، نانوفوم کربنی[j][۴۱] و کربن استیلنی خطی یا همان کاربین.[۴۲] گرافن یکی دیگر از دگرشکل‌های کربنی است که متشکل از ورقه‌ای دوبعدی و ساخته شده از ساختارهای شش‌گوشه کربنی است. تا سال ۲۰۰۹، گرافن به‌عنوان محکم‌ترین ماده بررسی شده بود.[۴۳] فرایند جداسازی گرافن از گرافیت، نیازمند توسعه فناوری به منظور تجاری سازی تولید آن است.[۴۴] چنانچه تولید تجاری گرافن قابل دسترس شود، گرافن می‌تواند در تولید اهداف متنوعی مورد استفاده قرار بگیرید که آسانسور فضایی و ذخیره ایمن هیدروژن در ماشین‌های مبتنی بر موتور هیدروژنی از جمله آنها هستند.[۴۵]

کربن بی‌شکل، به‌عنوان دگرشکلی از کربن، فرمی است که در آن اتم‌های کربن در ساختاری غیربلوری، نامنظم و شیشه‌ای مانند قرار گرفته‌اند. این نوع کربن به‌صورت پودری است و جزء اصلی تشکیل دهنده زغال، کربن سیاه، دوده و کربن فعال است.

در فشار متداول، کربن ساختاری مانند گرافیت را اتخاذ می‌کند، به‌طوری که هر اتم به صورت مثلثی با سه‌اتم دیگر پیوند برقرار می‌کند و منجر به تولید یک صفحه مسطح متشکل از واحدهای حلقوی شش‌گوشه درست همانند هیدروکربن‌های آروماتیک می‌شود.[۴۶] ساختار به‌وجود آمده یک شبکه دوبعدی از اتم‌های کربن است و این صفحات مسطح کربنی می‌توانند با کمک نیروی ضعیف وان‌دروالسی بر روی یک‌دیگر قرار بگیرند. استحکام پایین پیوند میان این صفحات قرار گرفته بر روی یک‌دیگر، موجب لغزش آسان صفحات بر روی یک‌دیگر و نرمی گرافیت می‌شود. نیروی وان‌دروالسی میان لایه‌ها براثر همپوشانی الکترون‌های خارجی اتم‌های تشکیل دهنده لایه‌ها است و این همپوشانی منجر به تشکیل یک ابر پای و عدم استقرار الکترونی می‌شود. وجود ابر ناشی از عدم استقرار الکترونی، باعث می‌شود که گرافیت بتواند تنها در محل تشکیل پیوندهای نامستقر و در راستای صفحات خود، هادی جریان الکتریکی باشد. این محدودیت سبب می‌شود که خصلت هدایت الکتریکی توده کربن در مقایسه با اغلب فلزات کمتر باشد. عدم استقرار الکترونی همچنین موجب می‌شود که گرافیت در مقایسه با الماس، پایداری بیشتری در دمای اتاق داشته باشد.

در فشارهای بالا، کربن دگرشکل‌های فشرده‌تری مانند الماس را تشکیل می‌دهد که تقریباً دارای چگالی دوبرابر گرافیت است. برخلاف گرافیت، در ساختار الماس، هر اتم به صورت چهاروجهی با چهار اتم دیگر پیوند برقرار می‌کند و منجر به تشکیل یک شبکه سه بعدی از حلقه‌های شش عضوی منقبض شده می‌شود. الماس همانند سیلیسیم و ژرمانیم، دارای ساختار مکعبی است و به‌علت قدرت پیوندهای کربن-کربن، سخت‌ترین ماده طبیعی شناخته شده در مقابل خراشیده شدن است. برخلاف باور عمومی که بیان می‌کند «الماس‌ها تا ابد باقی می‌مانند»، الماس در شرایط استاندارد (دما: ۲۹۸ کلوین، فشار: ۱۰٬۰۰۰ پاسکال[۴۷]) از نظر ترمودینامیکی ناپایدار است (انرژی استاندارد تشکیل گیبس (ΔfG°) برای الماس در دمای ۲۹۸ کلوین = ۲٫۹ کیلوژول بر مول[۴۸]) و در نهایت به گرافیت تبدیل می‌شود. باتوجه به سد انرژی بالای فعال‌سازی، تبدیل الماس به گرافیت در دمای اتاق به‌قدری آهسته است که قابل تشخیص نیست. باقیمانده کربنی که دچار تغییر فاز شده است به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار نگرفته است اما مطالعات نظری اخیر با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی به این نتیجه رسیده است که در شرایط رسیدن دما و فشار به‌ترتیب به صفر کلوین و صفر پاسکال، الماس به ساختری با استحکامی در حدود ۱/۱ کیلوژول بر مول بیشتر از گرافیت تبدیل می‌شود. تحت برخی شرایط، کربن به لونسدالیت متبلور می‌شود، ساختاری که یک شبکه بلوری شش‌گوشه است و در آن، همه اتها، همانند آنچه در الماس رخ می‌دهد، به‌صورت کووالانسی با یکدیگر پیوند برقرار می‌کنند.[۴۰] فولرن‌ها، بلورهایی سنتزی با ساختای مشابه گرافیت هستند با این تفاوت که تمام از واحدهای تشکیل دهنده شش‌گوشه مسطح ساخته نشده‌اند و تعدادی واحد شش‌گوشه نامسطح، پنچ‌گوشه و حتی هفت‌گوشه نیز در ساختار آنها وجود دارد. صفحات سازنده فولرن‌ها به صورت کره، بیضی یا استوانه‌ای شکل می‌گیرند. خواص خانواده ترکیبات فولرنی هنوز به‌صورت کامل ارزیابی نشده است و این موضوع خود زمینه وسیعی در تحقیقات نانومواد را به خود اختصاص داده است. فولرن یا نام متداول دیگر آن یعنی باکی‌بال، برگرفته از نام باکمینستر فولر و مخترع گنبد ژئودزیک است، گنبدی که دارای ساختاری مشابه با فولرن‌ها است. باکی‌بال‌ها دارای ساختارهای مولکولی بزرگی از کربن هستند که که اتم‌های کربن در آنها به‌صورت مثلثی با یکدیگر پیوند داده‌اند و موجب شکل‌گیری یک ساختاری کره‌گون شده‌اند (شناخته شده‌ترین و ساده‌ترین نوع فولرن، فولرن باکمینستر با ۶۰ اتم کربن است که دارای ساختاری شبیه توپ فوتبال است.).[۲۲].نانولوله‌های کربنی (موسوم به باکی‌تیوب) همانند باکی‌بال‌ها هستند با این تفاوت که هر اتم کربن در صفحه کربنی ساخته شده به‌صورت مثلثی با سه اتم دیگر در پیوند است و موجب ایجاد ساختاری استوانه‌ای شکل و توخالی می‌شود.[۳۵][۳۶] نانوجوانه‌ها برای اولین‌بار در سال ۲۰۰۷ گزارش شدند و ترکیبی از باکی‌بال‌ها و نانولوله‌ها هستند، به این صورت که باکی‌بال‌ها به صورت کووالانسی به سطح خارجی یک نانولوله متصل شده‌اند که این موجب تجمیع خواص این دو گونه در غالب یک ساختار واحد می‌شود.[۳۷]

از دیگر دگرشکل‌های شناخته شده، کربن نانوفوم است که در سال ۱۹۹۷ کشف شد. این دگرشکل متشکل از مجموعه خوشه‌های دارای چگالی کم از اتم‌های کربن است که این اتم‌های کربنی به صورت رشته مانند در شبکه سه‌بعدی ضعیفی نگه داشته شده‌اند. در ساختار این کربن نانوفوم، اتم‌ها به صورت مثلثی با یکدیگر در پیوند هستند و منجر به تشکیل حلقه‌هایی شش یا هفت عضوی می‌شوند. این دگرشکل یکی از سبک‌ترین مواد جامد شناخته شده است به‌طوری که تنها دارای یک چگالی ۲ کیلوگرم برای هر متر مکعب است.[۴۹] به‌صورت مشابهی با کربن نانوفوم، کربن شیشه‌ای نیز شامل نسبت زیادی فضاهای متخلخل بسته است[۲۴] با این تفاوت که برخلاف ساختار گرافیتی، فاقد ساختاری منظم از صفحات چیده شده بر روی یکدیگر همانند صفحات یک کتاب است و صفحات به‌صورت نامنظم و تصادفی بر روی یک‌دیگر قرار گرفته‌اند.

کربن استیلنی خطی که با نام کاربین نیز شناخته می‌شود، دارای ساختار شیمیایی −n(C:::C)− است[۴۲]. کربن در این نوع دگرشکل، دارای هیبریداسیون از نوع sp است و شکل کلی دگر شکل مانند یک پلیمر است که دارای پیوندهای یگانه و سه‌گانه به‌صورت یک‌درمیان است. کاربین توجه زیادی را در نانوفناوری به خود جلب کرده است چراکه دارای مدول یانگ برابر با ۴۰ برابر الماس است.[۵۰] در سال ۲۰۱۵، یک تیم از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، اعلام کرد که دگرشکل دیگری از از کربن را توسعه داده‌اند که نام آن کربن کیو[k] گذاشته شده‌است. این دگرشکل، خواص فرومغناطیس، فلوئورسانس نشان می‌دهد و سختی آن بیشتر از الماس است.[۵۱] در فاز بخار، برخی از اتم‌های کربن، تشکیل کربن دواتمی می‌دهند. این گونه در زمان برانگیخته شدن، نور سبز رنگ از خود منتشر می‌کند.

فراوانیویرایش

 
دنباله‌دار سی/۲۰۱۴ کیو۲، احاطه شده توسط بخار کربن درخشان

از لحاظ فراوانی جرمی، پس از هیدروژن، هلیوم و اکسیژن، کربن چهارمین عنصر در سراسر کیهان است. کربن در خورشید، سایر ستارگان، دنباله‌دارها و جو اغلب سیارات، به‌وفور یافت می‌شود.[۵۲] برخی از شهاب سنگ‌ها حاوی الماس‌های میکروسکوپی هستند که در دوران اولیه تشکیل منظومه شمسی، زمانی که منظومه شمسی تنها یک قرص پیش‌سیاره‌ای بوده‌است، تشکیل شده‌اند.[۵۳] الماس‌های میکروسکوپی همچنین ممکن است در فشار و دمای بالا در بخش‌هایی از شهاب‌سنگ‌ها که در محل برخورد شهاب‌سنگ‌ها قرار دارند، تشکیل شوند.[۵۴]

در سال ۲۰۱۴، ناسا از یک بانک اطلاعاتی به‌روز شده گسترده برای دنبال کردن هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای در کیهان رونمایی کرد. بیش از ۲ درصد کربن موجود در کیهان، ممکن است با هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای در ارتباط باشد، ترکیبات پیچیده‌ای متشکل از کربن و هیدروژن، بدون اکسیژن.[۵۵] این ترکیبات اساس فرضیه دنیای ناشی از هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای[l] و پیدایش حیات را به‌عهده دارند. این ترکیبات که در حدود چند میلیارد سال پس از مهبانگ تشکیل شده‌اند، در سرتاسر کیهان پراکنده شده‌اند و با ستاره‌های جدیدی و سیارات خارج از منظومه شمسی در ارتباط هستند.[۵۲]

تخمین زده می‌شود که بخش جامد زمین، متشکل از ۷۳۰ قسمت در میلیون[m] کربن است و این مقدار در هسته به ۲۰۰۰ و در بخش‌های گوشته و پوسته روی هم به ۱۲۰ قسمت در میلیون می‌رسد.[۵۶] باتوجه به این‌که جرم زمین برابر ۱۰۲۴×۵٫۹۷۲ کیلوگرم است، بنابراین مقدار کربن را می‌توان برابر با ۴۳۶۰ گیگاتن دانست. این مقدار بسیار بیش‌تر از کربن موجود در اقیانوس‌ها و جو زمین است.

فرم ترکیب شده کربن با اکسیژن، به‌شکل کربن دی‌اکسید، کربن در جو زمین یافت می‌شود (تقریباً ۹۰۰ گیگاتن کربن، هر قسمت در میلیون معادل ۲٫۱۳ گیگاتن است) و به‌صورت حل شده در تمامی آب موجود در بدن موجودات (تقریباً ۳۶۰۰۰ گیگاتن کربن). تخمین زده می‌شود، کربن موجود در زیست کره حدود ۵۵۰ گیگاتن است که البته به‌علت عدم دقت در تعیین میزان باکتری‌های موجود در اعماق زمین، میزان عدم قطعیت این تخمین زیاد است.[۵۷] هیدروکربن‌ها (مانند زغال‌سنگ، نفت خام و گاز طبیعی) نیز به‌عنوان منابع حاوی کربن محسوب می‌شوند. مقدار کربن موجود در ذخایر زغال‌سنگ برابر با ۹۰۰ گیگاتن است، درحالی‌که این مقدار برای منابع زغال‌سنگ شاید به ۱۸۰۰۰ گیگاتن هم برسد.[۵۸] میزان کربن ذخایر نفت خام نیز به حدود ۱۵۰ گیگاتن می‌رسد. منابع اثبات شده گاز طبیعی تقریباً برابر با ۱۰۱۲×۱۷۵ متر مکعب است (که میزان کربن آن را حدوداً برابر با ۱۰۵ گیگاتن است)، با این‌حال مطالعات تخمین می‌زند که ۱۰۱۲×۹۰۰ متر مکعب گاز دیگر در منابعی مانند گاز شیل وجود دارد که میزان کربن آن را می‌توان تا ۵۴۰ گیگاتن محاسبه کرد.[۵۹] کربن همچنین به صورت آذریخ در مناطق قطبی و در زیر اقیانوس یافت می‌شود. تخمین‌های متفاوتی از میزان کربن مربوط ارائه شده‌است که مقدار آن را ۵۰۰، ۲۵۰۰ یا ۳۰۰۰ گیگاتن اعلام می‌کنند.[۶۰][۶۱]

 
میزان کربن معدنی حل شده در سطح اقیانوس‌ها در دهه ۱۹۹۰ میلادی (برگرفته از پروژه تجزیه و تحلیل جهانی داده‌های اقلیم‌شناسی)

در گذشته، مقدار هیدروکربن‌ها بسیار بیش‌تر بوده‌است. برمبنای یک منبع، بین سالهای ۱۷۵۱ تا ۲۰۰۱، حدود ۳۴۷ گیگاتن از کربن موجود، بر اثر سوزاندن سوخت‌های فسیلی، به‌صورت کربن دی‌اکسید به درون جو زمین رها شده‌است.[۶۲] منبع دیگری بیان می‌کند که از سال ۱۷۵۰ به بعد، میزان کربن رها شده به‌درون جود زمین برابر با ۸۷۹ گیگاتن و مجموع کربن رها شده به‌درون جو، اقیانوس‌ها و خشکی (مانند خاک باتلاقی) برابر با ۲۰۰۰ گیگاتن بوده‌است.[۶۳]

کربن یکی از اجزای اصلی سنگ‌های کربناتی (مانند سنگ آهک، دولومیت، مرمر) است به‌طوری که به‌لحاظ جرمی، در مجموع سهمی ۱۲ درصدی دارد. زغال‌سنگ دارای مقدار بسیار بالایی کربن است (به‌عنوان مثال آنتراسیت دارای ۹۲ تا ۹۸ درصد کربن است)[۶۴] و زغال‌سنگ، با داشتن ۴۰۰۰ گیگاتن کربن و سهمی ۸۰ درصدی از سوخت‌های فسیلی، بزرگ‌ترین منبع تجاری کربن معدنی است.[۶۵]

به‌عنوان یکی از دگرشکل‌های کربن، گرافیت به مقدار زیادی در مناطقی مانند ایالات متحده آمریکا (غالباً نیویورک و تگزاس)، روسیه، مکزیک، گرینلند و هند یافت می‌شود. الماس طبیعی در منابعی مانند سنگ‌های کیمبرلیت موجود در مجرای آتش فشان‌ها یافت می‌شود. اغلب الماس موجود بر روی زمین در قاره آفریقا و به‌ویژه در آفریقای جنوبی، نامیبیا، بوتسوانا، جمهوری کنگو و سیرالئون قرار دارد. علاوه‌براین منابع الماس در آرکانزاس، کانادا، شمالگان در قسمت روسیه، برزیل و شمال و غرب استرالیا یافت می‌شود. امروزه همچنین الماس از کف اقیانوس در دماغه امید نیک نیز استخراج می‌شود. اگرچه الماس به‌طور طبیعی نیز یافت می‌شود، با این‌حال حدود ۳۰ درصد تمام الماس‌های مورد استفاده در صنعت در ایالات متحده آمریکا، به‌صورت مصنوعی ساخته می‌شوند.

کربن-۱۴ در لایه بالای تروپوسفر و استراتوسفر در ارتفاعی بین ۹ تا ۱۵ کیلومتر تولید می‌شود، جایی که کربن براثر واکنش با پرتوهای کیهانی ته‌نشین می‌شود.[۶۶] نوترون‌های حرارتی با برخورد با نیتروژن-۱۴ موجب تبدیل آن‌ها به کربن-۱۴ و یک پرتون به‌ازای هر کربن-۱۴ تولید شده، می‌شوند. برهمین اساس، ۱۰-۱۰×۱٫۵ درصد از کربن دی‌اکسید موجود در جو زمین، حای کربن-۱۴ است.[۶۷]

سیارک‌های غنی از کربن، نسبت قابل توجهی را در مناطق خارج از کمربند سیارکی در منظومه شمسی به خود اختصاص می‌دهند. دانشمندان هنوز موفق به نمونه برداری مستقیم از این سیارک‌ها نشده‌اند. با این‌حال این سیارک‌ها می‌توانند به‌عنوان منابع کربن در فرضیه معادن فضایی استخراج کربن مورد استفاده قرار بگیرند، طرحی که با فناوری امروزی غیرممکن است، اما ممکن است در آینده عملی شود.[۶۸]

ایزوتوپویرایش

ایزوتوپ‌های کربن در واقع همگی اتم‌های کربن دارای شش پرتون هستند و تفاوت آنها در داشتن تعداد متفاوتی از نوترون‌ها است، نوترون‌هایی که تعدادشان می‌تواند از ۲ تا ۱۶ متغیر باشد. از میان تمامی ایزوتوپ‌های کربن، تنها دو مورد، ایزومر طبیعی و پایدار محسوب می‌شوند که دارای بیش‌ترین میزان فراوانی نیز هستند..[۶۹] از این میان این دو ایزوتوپ، ایزوتوپ کربن-۱۲ حدود ۹۸٫۹۳ درصد از کربن موجود بر روی زمین را تشکیل می‌دهد و ایزوتوپ کربن-۱۳، سهمی برابر ۱٫۰۷ درصد را دارا است.[۶۹] میزان کربن-۱۲ در ترکیبات زیستی حتی از مقدار ذکر شده نیز بیشتر می‌شود چراکه در واکنش‌های زیست‌شیمیایی، تمایل زیادی برای کربن-۱۲ نسبت به کربن-۱۳ وجود دارد.[۷۰] در سال ۱۹۶۱، اتحادیهٔ بین‌المللی شیمی محض و کاربردی، ایزوتوپ کربن-۱۲ را به‌عنوان مبنای تعیین جرم اتمی نسبی عناصر انتخاب کرد.[۷۱] در طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای از کربن-۱۳ برای شناسایی ساختمان شیمیایی ترکیبات کربنی استفاده می‌شود.

کربن-۱۴ دیگر ایزوتوپ کربن است که به‌صورت طبیعی یک ایزوتوپ پرتوزا است که توسط واکنش پرتوهای کیهانی با نیتروژن در لایه بالایی جو (در بخش‌های پایینی استراتوسفر و بالایی تروپوسفر) ایجاد می‌شود.[۷۲] این ایزوتوپ در مقادیر بسیار ناچیزی برابر ۱ قسمت در تریلیون[n] (۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱ درصد) به‌ویژه در جو و انباشته‌ها سطحی مانند تورب و دیگر مواد آلی یافت می‌شود.[۷۳] کربن-۱۴ با انتشار پرتوی بتایی با بار منفی و انرژی ۰٫۱۵۸ مگاالکترون ولت فروپاشیده می‌شود. به‌علت زمان فروپاشی نسبتاً آهسته این ایزوتوپ که حدود ۵۷۳۰ سال است، کربن-۱۴ عملاً در میان سنگ‌های قدیمی یافت نمی‌شود. مقدار این ایزوتوپ در جو زمین و همچنین در بدن موجودات زنده تقریباً ثابت است، اما به‌صورت مشخصی بعد از مرگ موجودات زنده، مقدار ان در بدن آنها کاهش می‌یابد. این کاهش، عملاً به‌عنوان یک اصل در روش عمرسنجی رادیوکربنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش که در سال ۱۹۴۹ ابداع شده است، به‌صورت گسترده‌ای برای تعیین سن مواد کربنی تا عمری در حدود ۴۰۰۰۰ سال، استفاده می‌شود.[۷۴][۷۵]

بیش از ۱۵ نوع ایزوتوپ کربن شناخته شده وجود دارد که از میان آن‌ها کمترین نیمه‌عمر به کربن-۸ تعلق دارد، ایزوتوپی که با نشر پروتون و واپاشی آلفا دارای نیمه‌عمری معادل ۲۱-۱۰×۱٫۹۸۷۳۹ ثانیه دارد.[۷۶] کربن-۱۹ یکی دیگر از ایزوتوپ‌های غیرعادی کربن است که دارای هاله هسته‌ای[o][توضیح ۱] است. به این معنی که اگر هسته را معادل یک کره دارای چگالی واحد در نظر بگیریم، هسته این ایزوتوپ بزرگتر از حد مورد انتظار است.[۷۷]

شکل‌گیری در ستاره‌هاویرایش

 
در فرایند آلفا سه‌گانه سه هسته هلیوم-۴ (ذرات آلفا) با یکدیگر ترکیب شده و هسته کربن را ایجاد می‌کند.

کربن اتمی درون یک ستاره غول یا ابرغول از طریق انجام فرایند آلفا سه‌گانه تشکیل می‌شود. این مسیر نیازمند برخورد تقریباً همزمان سه ذره آلفا (هسته اتم هلیوم) است، چراکه محصول واکنش همجوشی هسته‌ای یک هلیوم با هیدروژن و یا اتم هلیوم دیگر، به‌ترتیب لیتیم-۵ و هلیوم-۸ خواهند بود که هردو فوق العاده ناپایدار هستند و فوراً به گونه‌های سبک‌تر فروپاشیده می‌شوند.[۷۸] فرایند آلفا سه‌گانه در دمایی بیش از ۱۰۰ مگاکلوین انجام می‌شود. در نتیجه در دوران‌های اولیه تشکیل کیهان که سرعت بالای انبساط و افت دما رخ داده‌است، مقدار قابل توجهی کربن تولید نشده‌است.

بر طبق نظریات فعلی اخترفیزیک، کربن در بخش‌های درونی ستارگان در زمانی که آن‌ها در مرحله شاخه افقی قرار دارند، تشکیل می‌شود.[۷۹] زمانی که ستارگان کلان جرم، با تولید سوپرنوا شروع به نابود شدن می‌کنند، کربن‌های تولید شده مانند غبار به درون فضا پرتاب می‌شوند. این غبار پراکنده شده، به‌عنوان مواد سازنده نسل بعدی ستارگان که اصطلاحاً ستارگان فلزینه نامیده می‌شوند[توضیح ۲] و دارای سیاراتی به دور خود هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۵۲][۸۰]

 
نمودار چرخه کربن. اعداد سیاه رنگ نشان‌گر میزان کربن ذخیره شده در ذخایر مختلف با واحد میلیارد تن است (اعداد مطابق آمار سال ۲۰۰۴ هستند). اعداد بنفش رنگ نماینده میزان کربن جابه‌جا شده میان ذخایر مختلف در هر سال هستند. ته‌نشست‌ها، همان‌طور که در نمودار تعریف داده شده است، حدود ۷۰ میلیون گیگاتن سنگ‌های کربناتی و کروژن را شامل نمی‌شود.

خورشید واقع در منظومه شمسی یکی از ستارگان این چنینی است که با داشتن مقدار زیاد کربن، وجود حیاتی که امروزه بر روی زمین وجود دارد را ممکن ساخته‌است.

چرخه سی‌ان‌او، که یک سازوکار همجوشی هیدروژن اضافی است که با کمک کربن در نقش کاتالیزور، موجب نیرو بخشیدن به ستارگان می‌شود. انتقالات چرخشی گونه‌های مختلف ایزوتوپی مولکول کربن مونوکسید (برای مثال کربن-۱۲، ۱۳ و ۱۸) توسط اخترشناسی زیرمیلی‌متری[p][توضیح ۳] قابل تشخیص هستند و از آن‌ها در مطالعه ستارگان تازه متولد شده و ابرهای مولکولی استفاده می‌شود.[۸۱]

چرخه کربنویرایش

در شرایط متداول بر روی زمین، تبدیل یک عنصر به دیگری، رخدادی بسیار نادر است. بنابراین مقدار کربن موجود بر روی زمین به میزان تقریباً کاملی، ثابت است. از همین‌رو، فرایندهایی که طی آن‌ها کربن مصرف می‌شود، بایستی کربن مورد نیاز خود را از یک محل تهیه و کربن پسماند را در محلی دیگر دفع کنند. مسیرهای کربنی موجود در محیط زیست، تشکیل دهنده چرخه کربن هستند. برای مثال گیاهانی که فتوسنتز می‌کنند، کربن دی‌اکسید مورد نیاز خود را از هوا (یا آب دریا) دریافت می‌کنند و سپس آن را به زیست‌توده تبدیل می‌کنند، همانند چرخه کالوین که طی آن کربن تثبیت می‌شود. برخی از این زیست‌توده تولید شده، توسط حیوانات خورده می‌شود و مقداری دیگر از آن به‌صورت کربن دی‌اکسید توسط حیوانات تنفس می‌کند. چرخه کربن در عمل، فرایندی پیچیده‌تر از توصیفی است که در این‌جا به آن اشاره شد. به‌عنوان مثال، مقداری از کربن دی‌اکسیدی که در آب اقیانوس‌ها حل می‌شود و گیاهان مرده یا مواد جانوری چنانچه توسط باکتری‌ها مصرف نشوند، ممکن است به نفت یا زغال‌سنگ تبدیل شوند که می‌توانند در زمان سوزانده شدن، موجب ‌آزادسازی کربن دی‌اکسید شوند.[۸۲][۸۳]

مدل اتمیویرایش

 
نمودار نشان‌دهنده فرایند هیبریداسیون اوربیتال‌های اتمی یک اتم کربن. با انتقال یک الکترون از اوربیتال 2p پرشده در تراز پایین‌تر، به اوربیتال 2p خالی در تراز بالاتر و در ادامه یک هم‌تزاری اوربیتال‌های نیمه‌پر، هیبریداسیون نهایی اتم کربن تعیین می‌شود: مشارکت هرسه اوربیتال پی (sp۳)، مشارکت دو اوربیتال پی (sp۲) و مشارکت تنها یک اوربیتال پی (sp)

اتم کربن در حالت پایه دارای اوربیتال‌های اتمی با آرایش الکترونی ۱s۲۲s۲۲px۱۲py۱۲pz۰ است. یک اتم کربن می‌تواند با تغییر سطح انرژی اوربیتال‌های اتمی خود طی فرایندی موسوم به هیبریداسیون اوربیتالی، منجر به هم‌تراز شدن اوربیتال‌های لایه ظرفیت خود و همچنین چینش مجدد الکترونهای این اوربیتال‌ها شود. اوربیتال‌های هیبریدی نیمه پر ایجاد شده از این طریق، امکان برقراری پیوند با اتم‌های دیگر را دارند که برای اتم کربن با توجه به وجود چهار اوربیتال نیمه‌پر، امکان تشکیل حداکثر چهار پیوند کووالانسی وجود دارد. یک اتم کربن، بسته به میزان مشارکت ۳ اوربیتال پی در فرایند هیبریداسیون، می‌تواند متحمل سه نوع هیبریداسیون شود. به این ترتیب که مشارکت سه اوربیتال پی (p) در فرایند هیبریداسیون موجب ایجاد هیبریداسیون sp۳، مشارکت دو اوربیتال پی موجب شکل‌گیری هیبریداسیون sp۲ و چنانچه تنها یکی از اوربیتالهای پی در فرایند هیبریداسیون شرکت کند، هیبریداسیون اتم مورد نظر از نوع sp می‌شود. علاوه‌بر هیبریداسیون متفاوت، نوع پیوندهایی که یک اتم کربن قادر به برقراری آن‌ها است نیز می‌تواند متفاوت باشد که آن‌ها نیز به نوبه خود به سه نوع؛ پیوند یگانه (C-C)، دوگانه (C=C) و سه‌گانه (C≡C) تقسیم می‌شوند. این که یک اتم در کدام نوع پیوند مشارکت کند، به هیبریداسیون آن بستگی دارد. به‌عنوان مثال اگر هیبریداسیون اتم کربن از نوع sp۳ باشد، نوع پیوند آن یگانه، برای هیبریداسیون sp۲، نوع پیوند دوگانه و در مورد هیبریداسیون sp، نوع پیوند سه‌گانه خواهد بود.[۸۴]

هیبریداسیون sp۳ویرایش

هیبریداسیون sp۳ ناشی از مشارکت سه اوربیتال اتمی پی (px.py.pz) و یک اوربیتال اتمی اس (s) است. در میان دگرشکل‌های کربن، الماس یکی از ساختارهایی است که اتم‌های تشکیل دهنده آن، دارای هیبریداسیون sp۳ و درنتیجه پیوندهای یگانه است. ساختار بلوری مکعب الماس الگوی تکراری از ۸ اتم است که برخی مواد ممکن است هنگام جامد شدن از آن استفاده کنند. در حالی که اولین نمونه شناخته شده از این نوع ساختار، الماس بوده‌است، سایر عناصر گروه ۱۴ نیز این ساختار را به خود می‌گیرند، از جمله آلفا-قلع، نیم‌رساناهای سیلیسیم و ژرمانیوم و همچنین آلیاژهای سیلیسیم و ژرمانیم. تمام اتم‌ها در این ساختار، اتم‌های مشابهی هستند که توسط پیوندهای کووالانسی به یک‌دیگر متصل شده‌اند. این ساختار شبیه یک ساختار مکعبی با وجوه مرکز پر به اضافه چهار اتم داخلی است.[۸۵]

هیبریداسیون sp۲ویرایش

هیبریداسیون sp۲ ناشی از مشارکت دو اوربیتال اتمی پی (px.py) و یک اوربیتال اتمی اس (s) است. از بین دگرشکل‌های کربن، گرافیت یکی از مواردی است که اتم‌های تشکیل دهنده آن، دارای هیبریداسیون sp۲ و درنتیجه پیوندهای دوگانه است. گرافیت دارای ساختاری لایه‌ای است و در آن هر اتم کربن به سه اتم کربن دیگر متصل است. در اطراف هر اتم کربن یک آرایش سه ضلعی مسطح با زاویه ۱۲۰ درجه به وجود می‌آید.[۸۶][۸۷] از اتصال ۶ اتم کربن ساختارهایی شش‌گوشه ایجاد می‌شود که از اتصال آنها به یکدیگر صفحاتی مشبک به وجود می‌آید. پیوند بین مولکولی در صفحات بسیار قوی بوده ولی بین صفحات نیروی ضعیف وان‌دروالسی وجود دارد که موجب لغزیدن یا جدا شدن لایه‌ها می‌گردد.[۸۸] آلفا-هگزاگونال و بتا-رامبوهدرال دو شکل شناخته شده گرافیت، ویژگی‌های فیزیکی بسیار مشابهی دارند.[۸۹][۹۰] فرم آلفا می‌تواند با استفاده از روش‌های مکانیکی به فرم بتا تبدیل شود و فرم بتا هنگامی که بالاتر از ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم شود، به فرم آلفا بازمی‌گردد.[۹۱]

هیبریداسیون spویرایش

هیبریداسیون sp ناشی از مشارکت تنها یک اوربیتال اتمی پی (px ،py یا pz) و یک اوربیتال اتمی اس (s) است. از بین دگرشکل‌های کربن، ترکیب سیکلو(۱۸)کربن گونه‌ای است که اتم‌های تشکیل دهنده آن، دارای هیبریداسیون sp و درنتیجه پیوندهای سه‌گانه است. سیکلو(۱۸)کربن مولکولی است که ساختاری حلقوی دارد و متشکل از ۱۸ اتم کربن دارای پیوندهای سه‌گانه یکی در میان است. این ساختار، کوچک‌ترین ترکیب از خانواده سیکلو[n]کربن‌ها است و طبق محاسبات انجام شده با داشتن انرژی فشار حلقه[q] برابر ۷۲ کیلوکالری بر مول، پیش‌بینی می‌شود که یک ترکیب پایدار از لحاظ ترمودینامیکی باشد. رایج‌ترین پیوندهای سه‌گانه بین دو اتم کربن، در آلکین‌ها دیده می‌شود. سیانیدها و ایزوسیانیدها نیز پیوند سه‌گانه دارند. برخی مولکول‌ها دواتمی مانند دی‌نیتروژن و کربن مونوکسید نیز پیوند سه‌گانه دارند. این پیوند در فرمول اسکلتی با سه خط افقی (≡) نمایش داده می‌شود.[۹۲][۹۳][۹۴]

ترکیباتویرایش

ترکیبات آلیویرایش

 
ارتباط میان چرخه کربن و شکل‌گیری ترکیب‌های آلی. در گیاهان، به‌وسیله تثبیت کربن و طی فرایند فتوسنتز، کربن دی‌اکسید به آب می‌پیوندد (فلش سبز) تا موجب تولید ترکیب‌های آلی شود که آن‌ها نیز می‌توانند توسط گیاهان و جانوران به مولکول‌های دیگر تبدیل شوند.
 
ساختار فضایی موکول متان، ساده‌ترین ترکیب آلی پایدار

کربن توانایی تشکیل زنجیرهای طولانی و متقاطع متشکل از پیوندهای کربن-کربن را دارد، خصلتی که به آن کاتناسیون[r][توضیح ۴] گفته می‌شود. پیوندهای کربن-کربن پیوندهایی محکم و پایدار هستند و از طریق کاتناسیون این پیوندها می‌توانند ترکیبات کربنی بی‌شماری را تشکیل دهند.[۹۵]

هیدروکربن، ساده‌ترین شکل از مولکول‌های آلی است، خانواده بزرگی از مولکول‌های آلی که تنها از اتم‌های هیدروژن متصل به کربن تشکیل شده‌اند. چنان‌چه در ساختار یک مولکول هیدروکربن اتم‌های دیگری به‌جز کربن و هیدروژن حضور داشته باشد، آن مولکول دیگر یک هیدروکربن تلقی نمی‌شود و به آن اتم‌ها، اصطلاحاً ناجور اتم گفته می‌شود. ناجوراتم‌های متداولی که در ساختار ترکیبات آلی حضور دارند عبارت‌اند از اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر، هالوژن‌های غیرپرتوزا و همچنین فلزاتی مانند سدیم و منیزیم. گروه‌های مشخصی از برخی اتم‌ها که اغلب شامل ناجوراتم‌ها هستند، در تعداد زیادی از ترکیبات آلی حضور دارند. به این گروه‌ها که دارای آرایش مشخصی از اتم‌ها هستند، گروه‌های عاملی گفته می‌شود و علت عاملی خواندن آنها این است که این گروه‌ها به‌طور عمده عامل تعیین‌کننده رفتار شیمیایی و فیزیکی و همچنین نوع واکنش پذیری ترکیب مورد نظر هستند. از همین رو می‌توان ترکیبات آلی را بر مبنای نوع گروه عاملی خود دسته‌بندی کرد. طول زنجیره مولکول، شکل، نوع و تعداد گروه عاملی، همگی در تعیین خواص نهایی فیزیکی و شیمیایی مولکول نقش دارند.

در پایدارترین ترکیبات کربنی (و تقریباً تمام ترکیبات آلی پایدار)، کربن از قاعده هشت‌تایی پیروی می‌کند و به‌صورت چهارظرفیتی است. به این معنی که یک اتم کربن برای رسیدن به پایداری در مجموع چهار پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهد (که این پیوندها، موارد پیوند دوگانه و سه‌گانه را نیز شامل می‌شود). برخی از ترکیبات مانند کربوکاتیون‌ها (دارای سه‌پیوند، بار مثبت)، رادیکال‌ها (دارای سه پیوند، خنثی)، کربانیون‌ها (دارای سه پیوند، بار منفی) و کاربن‌ها (دارای دو پیوند، خنثی) اگرچه می‌توانند مطابق قاعده فوق رفتار نکنند، اما این ترکیبات ناپایدار محسوب شده و به‌عنوان حدواسط‌های واکنش‌پذیر درنظر گرفته می‌شوند.

کربن که در تمامی شکل‌های حیات شناخته شده حضور دارد و اساس شیمی آلی است. زمانی که اتم کربن با اتم هیدروژن پیوند برقرار کند، شکل‌های متنوعی از هیدروکربن‌ها را تولید می‌کند که اهمیت زیادی برای صنایع به‌عنوان مبرد، روان‌کننده، حلال، ماده اولیه برای تولید پلاستیک و فراورده‌های پتروشیمی دارد و همچنین می‌توانند به‌عنوان سوخت‌های فسیلی استفاده شوند.

زمانی که کربن با اکسیژن و هیدروژن ترکیب شود، گروهی از ترکیبات بسیار مهم زیستی مانند قندها، لیگنان‌ها، الکل‌ها، چربی‌ها، استرهای آروماتیک، کاروتنوئیدها و ترپن‌ها را منجر می‌شوند. با حضور نیتروژن، آلکالوئیدها تشکیل می‌شوند و با حضور عنصری مانند گوگرد، ترکیباتی مانند آنتی‌بیوتیک‌ها، آمینواسیدها، و تولید ترکیباتی از لاستیک طبیعی ممکن می‌شود. چنان‌چه در ترکیبات آلی، علاوه بر عناصر قبلی، عنصر فسفر نیز حضور داشته باشد، امکان ساخته شدن دی‌ان‌ای (DNA) و آران‌ای (RNA)، به‌عنوان حاملان شیمیایی کدهای حیات، فراهم می‌شود. علاوه‌براین، با حضور گوگرد، تولید آدنوزین تری‌فسفات که مهم‌ترین مولکول حامل انرژی در تمامی سلول‌های زنده محسوب می‌شود، نیز امکان‌پذیر می‌شود.

ترکیبات معدنیویرایش

 
کلسیت از جمله مواد معدنی مهمی است که حاوی گروه کربنات است.

به‌صورت معمول، ترکیبات حاوی کربن که ترکیباتی معدنی تلقی می‌شوند، فاقد پیوند کربن-کربن، کربن-هیدروژن و کربن-هالوژن هستند و در طبقه‌ای کاملاً جدا نسبت به ترکیبات آلی قرار می‌گیرند. البته تعریف ارائه شده کاملاً سخت‌گیرانه نیست و ممکن است طبقه‌بندی آلی و معدنی برای بعضی از ترکیبات بسته به دیدگاه یک پژوهشگر، کمی متفاوت باشد. یک دسته از ترکیبات کربنی معدنی، اکسیدهای ساده کربن هستند. برجسته‌ترین ترکیب از خانواده اکسیدهای کربنی، کربن دی‌اکسید است، مولکولی که در تاریخ گذشته زمین جزء اصلی جو زمین بوده‌است، اما امروزه تبدیل به جزئی ناچیز از آن شده‌است.[۹۶] زمانی که کربن دی‌اکسید در آب حل می‌شود منجر به تولید کربنیک اسید می‌شود، اما همانند اغلب ترکیبات دارای چندین پیوند یگانه اکسیژن متصل به یک اتم کربن، ناپایدار است و به مرور تجریه می‌شود.[۹۷] با این‌حال اسید کربنیک قادر به تولید ساختار کربنات (CO۳) است که از طریق عدم استقرار الکترون میان کربن مرکزی و اکسیژن‌های متصل به آن، پایدار می‌شود. کلسیت از جمله مواد معدنی مهمی است که حاوی گروه کربنات است. کربن دی‌سولفید نیز مشابه کربنات است[۲۸] با این‌حال، به‌علت خواص فیزیکی و همچنین کاربرد آن در سنتز ترکیبات آلی، معمولاً از آن به‌عنوان یک حلال آلی یاد می‌شود.[۹۸]

کربن مونوکسید از دیگر اکسیدهای متداول کربنی که از سوختن ناقص ترکیبات آلی ایجاد می‌شود، گازی بدون بو و رنگ است. ساختار این ترکیب متشکل از یک پیوند سه‌گانه قطبی میان اتم کربن و اکسیژن است که منجر به تمایل بسیار قوی این مولکول برای اتصال دائمی با اتم آهن موجود در مولکول هموگلوبین می‌شود. این موضوع سبب می‌شود که در صورت وجود کربن مونوکسید در خون، جای اکسیژن بر روی هموگلوبین را به علت تمایل بالای اتصال خود اشغال نماید.[۹۹][۱۰۰] یون سیانید (CN) نیز رفتار مشابهی با کربن مونوکسید در برابر هموگلوبین از خود بروز می‌دهد، با این‌حال، سیانید بیشتر شبیه یک یون هالوژن (به‌صورت یک شبه‌هالوژن) عمل می‌نماید. برای مثال دو یون سیانید می‌توانند مانند اتصال دو اتم هالوژن و تشکیل یک هالید دو اتمی، با اتصال به‌یکدیگر موجب تشکیل یک مولکول نیترید سیانوژن (۲(CN)) شوند. همچنین گونه سافید (CP) که ساختار مشابهی با سیانید دارد، بااین که حتی بسیاری از مشتقات ساده آن نیز بسیار ناپایدار هستند، به‌عنوان ترکیبی معدنی در نظر گرفته می‌شود. دیگر اکسیدهای کمتر مرسوم معدنی حاوی کربن عبارت‌اند از کربن سابوکسید (C۳O۲)[۱۰۱]، دی‌کربن منوکسید ناپایدار (C۲O)[۱۰۲][۱۰۳]، کربن تری‌اکسید (CO۳)[۱۰۴][۱۰۵]، سیکلوپنتان‌پنتون (C۵O۵)[۱۰۶]، سیکلوهگزان‌هگزون (C۶O۶)[۱۰۶] و انیدرید ملیتیک (C۱۲O۹). البته انیدرید ملتیک ناشی از واکنش آب‌گیری یک اسید ملتیک است و به‌علت داشتن حلقه بنزن، بسیاری از شیمی‌دان‌ها آن را ترکیبی آلی به شمار می‌آورند. کربن می‌تواند با فلزات واکنش پذیر مانند تنگستن واکنش داده و با تشکیل کاربید (C۴) یا استیلید (۲-C۲) فلزی، موجب ایجاد آلیاژی با دمای ذوب بالا شود. این آنیون‌ها در واقع به‌ترتیب بازهای مزدوج اسیدهای ضعیفی مانند متان و استیلن محسوب می‌شوند. کربن با داشتن الکترنگاتیویته ۲٫۵، تمایل به تشکیل پیوند کووالانسی دارد.[۱۰۷] تعداد کمی از کاربیدها دارای شبکه کووالانسی هستند که یکی از مثال‌های آن کاربید سیلیسیوم (کربوراندوم) است که دارای ساختاری شبیه الماس است. باوجود این، حتی قطبی‌ترین کاربیدها که ساختاری شبیه نمک‌ها دارند نیز ترکیباتی کاملاً یونی محسوب نمی‌شوند.[۱۰۸]

ترکیبات آلی فلزیویرایش

ترکیبات آلی فلزی بر اساس تعریف به مولکول‌های گفته می‌شود که حداقل حاوی یک پیوند کربن-فلز باشند. گستره وسیعی از چنین ترکیباتی وجود دارد که ترکیبات ساده آلکیل-فلز (مانند تترااتیل‌سرب)، η۲-آلکان (مانند نمک زایس)، η۳-آلیل (مانند دیمر آلیل‌پالادیم کلریدمتالوسن‌های حاوی لیگاندهای سیکلوپنتادی‌انیل (مانند فروسن) و کمپلکس‌های کاربنی فلزات واسطه از مهم‌ترین مجموعه‌های این طیف وسیع هستند. ترکیبات فلزی زیادای دارای لیگاند کربونیل و سیانید (مانند نیکل تتراکربونیل و پتاسیم فری‌سیانید) وجود دارد که برخی از آن‌ها چنان‌چه فاقد سایر گروه‌های کربنی باشند، ترکیباتی کاملاً معدنی می‌دانند و آن‌ها را در خانواده آلی فلزی قرار نمی‌دهند. با این‌حال اغلب شیمی‌دان‌های متخصص در زمینه شیمی آلی فلزی، کمپلکس‌های فلزی، حتی مواردی که حاوی کربن معدنی هستند (مانند کربونیل‌ها، سیانیدها و برخی از انواع کاربیدها و استیلیدها) را ذاتاً ترکیباتی آلی فلزی می‌دانند. اغلب کمپلکس‌های حاوی لیگاندهای آلی که فاقد پیوند کربن-فلز از نوع کووالانسی هستند (مانند کمپلکس‌های فلز-کربوکسیلات‌ها) اصطلاحاً آلی فلزی خوانده می‌شوند.

در حالی‌که که درک عمومی بر این است که کربن دارای چهار ظرفیت برای ایجاد پیوند کووالانسی است، الگوهای نامعمول پیوندی دیگری نیز شناخته شده‌اند. کربوران‌ها دوازده وجهی‌هایی بسیار پایدار هستند که واحد اصلی ساختاری آن‌ها [B۱۲H۱۲] است که در آن یک گروه کاتیون کربن-هیدروژن (+CH)جایگزین بور-هیدروژن (BH) شده‌است؛ بنابراین، کربن در این ساختار به شش اتم دیگر (پنج بور و یک هیدروژن) متصل است. کاتیون [۶(Ph۳PAu)C] حاوی یکی کربن هشت وجهی متصل به شش واحد فسفر-طلا است. این پدیده به طلادوستی[s] لیگاندهای طلا نسبت داده شده‌است.[۱۰۹] در طبیعت، کوفاکتور آهن-مولیبدینیوم (FeMoco) عامل تثبیت میکروبی نیتروژن است. این ترکیب دارای یک کربن هشت وجهی مرکزی است که به شش اتم آهن متصل است. در سال ۲۰۱۶، تأیید شد که مطابق پیش‌بینی‌های قبلی، دی‌کاتیون هگزامتیل‌بنزن حاوی یک اتم کربن دارای شش پیوند است. به‌صورت دقیق‌تری، دی‌کاتیون می‌تواند با فرمول [MeC(η۵-C۵Me۵)] نمایش داده شود. این ترکیب، یک متالوسن آلی است که در آن بخش ۳+CMe از طریق تمامی پنج کربن حلقه پنج عضوی به یک واحد C۵Me۵−η۵- متصل شده‌است.[۱۱۰]

موضوع حائز اهمیت در مورد این نوع ترکیبات که در آن‌ها اتم کربن دارای پیوندهایی بیش از چهار عدد است این مورد است که هرکدام از پیوندهای متصل به کربن کمتر از دو الکترون جفت شده قراردادی را در خود جای داده‌اند؛ بنابراین تعداد قراردادی الکترون در هر یک از این گونه‌ها، قاعده هشت‌تایی را نقض نمی‌کند. در نتیجه این ترکیبات اگرچه فوق کئوردیناسیونی به‌شمار می‌آیند اما همچنان فوق ظرفیتی محسوب نمی‌شوند. حتی برای گونه‌هایی که توسط آکیبا[t] و همکاران او گزارش شده و در آن‌ها اتم کربن دارای پنج لیگاند و ده الکترون قراردادی است، نیز صادق است.[۱۱۱] محاسبات ساختاری الکترونی نشان می‌دهد که تعداد الکترون‌های حول کربن هنوز کمتر از هشت مورد هستند، موردی که برای ترکیبات دارای چهار الکترون و سه مرکز پیوندی (سه مرکزی-چهارالکترونی) رخ می‌دهد.

محصولاتویرایش

 
گرافیت، گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن ۶ اتم کربن به صورت ۶ ضلعی منتظم پدید آمده‌است. گرافیت پایدارترین شکل کربن در شرایط استاندارد است.

گرافیتویرایش

ذخایر طبیعی و به‌صورت تجاری در دسترس گرافیت در بخش‌های مختلفی از دنیا وجود دارند با این‌حال مهم‌ترین منابع تجاری گرافیت در مناطقی مانند چین، هند، برزیل و کره شمالی قرار دارد. ذخایر گرافیت حاصل از سنگ‌های دگرگونی هستند و همراه کوارتز، میکا، و فلدسپات در سنگ‌های دگرگونی شیست، گنیس و ماسه‌سنگ دگرگون‌شده یا به‌صورت توده‌ای یا لایه‌ای همراه با سنگ آهک، گاهی اوقات با ضخامتی بیش از چند متر یافت می‌شود. ذخایر گرافیت در بارودیل[u] در شهر کامبرلند انگلستان به‌اندازه‌ای خالص و مناسب بودند که تا قرن نوزدهم میلادی گرافیت مورد نیاز برای ساخت مداد، صرفاً با تراشیدن قطعات بزرگ و طبیعی گرافیت به‌صورت رشته‌های باریک تهیه شده‌است. امروزه، مقادیر کمتر گرافیت به‌وسیله خرد کردن سنگ‌های اصلی حاوی گرافیت و شناور کردن گرافیت سبک بر روی آب تهیه می‌شود.[۱۱۲]

گرافیت طبیعی به سه صورت وجود دارد: بی‌شکل، پوسته‌ای[v] یا پوسته‌ای بلوری و ورقه‌ای یا توده‌ای.[w] گرافیت بی‌شکل دارای کمترین کیفیت در بین انواع گرافیت طبیعی است و میزان فراوانی آن نیز از دو نوع دیگر بیشتر است. برخلاف محیط آکادمیک، که بی‌شکلی به معنای فقدان ساختار بلوری است، در صنعت بی‌شکلی یا آمورف بودن به ساختار دارای بلورهای بسیار کوچک اشاره دارد. گرافیت بی‌شکل برای تولید محصولات کم ارزش‌تر گرافیتی مصرف می‌شود و به‌همین دلیل این محصولات در مقایسه با سایر محصولات گرافیتی دارای کمترین قیمت هستند. مقادیر وسیعی از گرافیت بی‌شکل در چین، اروپا و ایالات متحده آمریکا یافت می‌شود. گرافیت پوسته‌ای از فروانی کم‌تری برخوردار است و همچنین از کیفیت بالاتری نسبت به گرافیت بی‌شکل برخورد است. این نوع گرافیت به صورت صفحات مجزا به صورت سنگ‌های دگرگون شده متبلور می‌شود. میزان ارزش گرافیت پوسته‌ای می‌تواند تا ۴ برابر ارزش گرافیت بی‌شکل باشد. کیفیت بهتر این نوع گرافیت موجب می‌شود که بتوان آن را با انجام پردازش مناسب برای کاربردهای متعددی مانند پیشگیرنده شعله استفاده کرد. بیش‌ترین ذخایر گرافیت پوسته‌ای در استرالیا، کانادا، برزیل، چین، آلمان و ماداگاسکار واقع شده‌است. گرافیت ورقه‌ای یا توده‌ای کم‌یاب‌ترین، باارزش‌ترین و در عین باکیفیت‌ترین نیز نوع گرافیت طبیعی محسوب می‌شود. تنها معدن تجاری متعلق به این نوع گرافیت، در سریلانکا قرار دارد.[۱۱۲]

بر اساس سازمان زمین‌شناسی آمریکا، تولید جهانی گرافیت طبیعی در سال ۲۰۱۰ برابر با ۱٫۱ میلیون تن بوده‌است. از این میان سهم چین ۸۰۰٬۰۰۰ تن، هند: ۱۳۰٬۰۰۰ تن، برزیل۷۶٬۰۰۰، کره شمالی ۳۰٬۰۰۰ و کانادا ۲۵٬۰۰۰ تن بوده‌است. تاکنون هیچ نوع معدن گرافیت طبیعی در ایالات متحده آمریکا گزارش نشده‌است، اما حدود۱۱۸٬۰۰۰ تن گرافیت مصنوعی به ارزش ۹۹۸ میلیون دلار در سال ۲۰۰۹ در این کشور تولید شده‌است.[۱۱۲]

الماسویرایش

 
معادن تولید تولید الماس در سال ۲۰۰۵
 
الماس امید، از مشهورترین جواهرات جهان است
 
دستگاه بارس (BARS) که با کمک آن می‌توان با ایجاد فشار و دمای بالا، کانی‌های سنتزی مانند الماس مصنوعی تولید کرد.

چرخه تأمین الماس توسط تعداد معدودی از تاجران قدرت‌مند کنترل می‌شود و همان‌طور که در تصویر دیده می‌شود، این زنجیره در مناطق بسیار معدود و مشخصی از دنیا قرار دارد.

تنها کسر کوچکی از سنگ معدن الماس حاوی الماس واقعی است. سنگ‌های معدن پس از جمع‌آوری، طوری خرد می‌شوند که آسیبی به الماس موجود در آن‌ها وارد نشود و در ادامه ذرات به‌دست آمده بر اساس میزان چگالی دسته‌بندی می‌شوند. امروزه، پس از این که بررسی اولیه با دست انجام شد، عملیات تعیین میزان چگالی الماس به‌صورت دقیق و با کمک طیف‌سنجی فلورسانس پرتو ایکس انجام می‌شود. در گذشته و قبل از این‌که استفاده از اشعه ایکس رایج شود، جداسازی به عهده نقاله‌های آغشته به گریس بوده‌است. چون الماس تمایل زیادتری به چسبیدن به گریس در مقایسه با سایر کانی‌های موجود در سنگ معدن دارد، در نتیجه امکان جداسازی مناسب آن به این صورت وجود داشته‌است.[۱۱۳]

در گذشته، الماس‌ها تنها در ته‌نشست‌های رسوبی در جنوب هندوستان یافت می‌شدند.[۱۱۴] هند از حدود قرن نهم قبل از میلاد تا قرن هجدهم پس از میلاد، مهم‌ترین مکان تولید الماس در سرتاسر کره زمین بود، اما پتانسیل تجاری این منابع به‌مرور و تا پایان قرن هجدهم میلادی از بین رفت.[۱۱۵] زمانی که این اتفاق رخ داد، هند از لحاظ تولید الماس، تقریباً در سایه برزیل قرار گرفته بود که در آن‌جا، به‌عنوان اولین مکان خارج از هندوستان در سال ۱۷۲۵ الماس کشف شده بود.[۱۱۶]

تولید الماس از منابع اولیه (مانند کیمبرلیت و لمپرویت[x]) تا دهه ۱۸۷۰ میلادی آغاز نشده بود و این اتفاق بعد از کشف الماس در آفریقای جنوبی رخ داد. تولید به مرور افزایش یافت و امروز مجموع الماس استخراج شده از آن زمان تا به امروز، به بیش از ۴٫۵ میلیارد قیراط رسیده‌است.[۱۱۷] حدود ۲۰ درصد الماس استخراج شده تنها در پنج سال اخیر انجام شده‌است و در طول ده سال اخیر نه معدن جدید شروع به تولید کرده‌اند، در حالی‌که چهار معدن دیگر منتظر شروع کار هستند. اغلب این معادن در کانادا، زیمبابوه، آنگولا و یک مورد در روسیه هستند.[۱۱۷]

در ایالات متحده آمریکا، الماس‌ها در ایالت‌هایی مانند آرکانزاس، کلرادو و مونتانا یافت شده‌اند.[۱۱۸][۱۱۹] در سال ۲۰۰۴، کشفی خیره کننده از الماس‌های میکروسکوپی اتفاق افتاد[۱۲۰] که در نتیجه تا سال ۲۰۰۸، مقادیر زیادی از نمونه‌های کیمبرلیت در مناطق دور افتاده مونتانا استخراج شدند.[۱۲۱]

امروزه، اغلب ذخایر دارای قابلیت برداشت به‌صورت تجاری، در روسیه، استرالیا و جمهوری دموکراتیک کنگو قرار گرفته‌اند.[۱۲۲] براساس گزارش بررسی زمین‌شناسی بریتانیا[y] در سال ۲۰۰۵، روسیه تقریباً یک پنجم الماس تهیه شده در سراسر دنیا را تولید کرده‌است. استرالیا دارای غنی‌ترین سنگ‌های معدنی حاوی الماس است و مطابق آمار، بیشینه تولید این کشور ۴۲ تن متریک در هر سال در دهه ۱۹۹۰ میلادی بوده‌است.[۱۱۸] علاوه‌بر این موارد، تعدادی ذخایر فعال در مناطق شمالی کانادا، سیبری (بیشتر در منطقه جمهوری یاقوتستان مانند معدن میر و گودال اوداچنایا)، برزیل و شمال و غرب استرالیا نیز وجود دارند.

الیاف کربنویرایش

 
یک تار الیاف کربن ۶میکرونی در مقایسه با موی انسان

الیاف کربن یا الیاف گرافیت، الیافی با حدود ۵–۱۰ میکرومتر قطر هستند و بیشتر از اتم‌های کربن تشکیل شده‌اند. الیاف کربن دارای چندین مزیت از جمله سفتی بالا، استحکام کششی بالا، وزن کم، مقاومت شیمیایی بالا، تحمل درجه حرارت بالا و انبساط حرارتی کم هستند. این خاصیت‌ها باعث شده‌است که فیبر کربن در برنامه‌های هوافضا، مهندسی عمران، نظامی و موتورسواری، به همراه سایر ورزش‌های رقابتی، بسیار محبوب شود. با این حال، آنها در مقایسه با الیاف مشابه، مانند الیاف شیشه‌ای یا الیاف پلاستیکی، نسبتاً گران هستند. در سال ۱۸۶۰، جوزف سوان برای نخستین بار الیاف کربن را برای استفاده در لامپ‌ها تولید کرد. در سال ۱۸۷۹، توماس ادیسون نخ‌های بامبو را در دماهای بالا حرارت داد و آنها را به یک رشته فیبر کربنی تبدیل کرد که در یکی از اولین لامپ‌های رشته‌ای قابل استفاده به‌کار رفتند و می‌توانستند براثر الکتریسیته گرم شده و تولید نور نمایند.[۱۲۳] در سال ۱۸۸۰، لوئیس لاتیمر یک رشته سیم کربن را برای لامپ رشته‌ای رشته‌ای تولید کرد که با برق گرم می‌شد.[۱۲۴]

گرافینویرایش

 
ساختار شبکه شش ضلعی گرافین

گرافین یا گرافن[۱۲۵][۱۲۶] از دگرشکلهای کربن است. این ماده تشکیل‌شده از یک ساختار بلوری لانه زنبوری دوبعدی است.[۱۲۷] که در آن هر اتم کربن به کمک سه الکترون ظرفیت خود، با سه پیوند دارای هیبریداسیون sp2، به سه اتم کربن دیگر متصل شده‌است که این ساختار، ساختار اساسی تشکیل دهنده سایر دگرشکل‌ها از جمله گرافیت، زغال‌سنگ، نانولوله کربنی و فولرنها است. همچنین می‌تواند به‌عنوان یک مولکول با خصلت آروماتیکی برای خانواده هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای مسطح در نظر گرفته شود.

گرافن داری مجموعه ویژگی‌هایی است که آن را از سایر دگرشکل‌های کربن جدا می‌کند.[۱۲۸] در رابطه با ضخامت آن، تقریباً ۱۰۰ برابر قوی تر از فولاد است.[۱۲۹][۱۳۰] با این وجود چگالی آن به‌طور چشم‌گیری از فولاد پایین‌تر است و جرم سطحی آن ۰٫۷۶۳ میلی‌گرم در هر متر مربع است. هدایت گرما و الکتریسیته را بسیار کارآمد انجام می‌دهد و تقریباً شفاف است.[۱۳۱] گرافن همچنین یک دیامغناطیس است.[۱۳۲] محققان اثر ترانزیستور پیوندی دوقطبی، جریان پرتابیک و نوسانات کوانتومی زیادی را در مواد آن شناسایی کرده‌اند.[۱۳۳]

در ابتدا در سال ۱۹۶۲ در میکروسکوپ‌های الکترونی مشاهده شد، اما تنها در سطح فلز پشتیبانی می‌شد.[۱۳۴] سپس توسط آندره گایم فیزیک‌دان هلندی و کنستانتین نووسلف دانشمند روسی در سال ۲۰۰۴ در دانشگاه منچستر کشف شد که به خاطر این کشف جایزه نوبل فیزیک به آنها اهدا شد.[۱۲۷][۱۳۵][۱۳۶] جداسازی گرافن با کیفیت بالا به طرز شگفت‌آوری آسان است که این موضوع سبب می‌شود باعث می‌شود انجام تحقیقات بیشتر تسهیل شود.[۱۳۷]

نانولوله کربنیویرایش

 
تصویر میکروسکوپ تونلی روبشی یک نانولوله کربنی تک دیواره

نانولوله‌های کربنی (CNTs) لوله‌هایی هستند که از کربن ساخته شده و قطرهایی در حد نانومتر دارند. نانولوله‌های کربنی به‌طور مستقل توسط دو گروه تحقیقاتی سومیو ایجیما و تویشناری ایچیهاشی[z] از ژاپن و دونالد بتهونه[aa] از آمریکا کشف شدند.[۱۳۸] نانولوله‌های کربنی تک جداره یکی از دگرشکل‌های کربن و واسطه‌ای بین فولرن و گرافنهای مسطح است.

می‌توان نانولوله‌های کربنی تک جداره را به‌عنوان برش‌هایی از یک شبکه شش ضلعی اتم‌های کربنی که در امتداد یکی از بردارهای شبکه براوه قرار گرفته‌اند تصور کرد تا یک استوانه توخالی شکل بگیرد.[۱۳۹] نانو لوله‌های کربنی، ساختارهای حلقوی تو خالی و متشکل از اتم‌های کربن هستند که می‌توانند به شکل تک یا چند جداره آرایش یابند و دارای خواص فلزی و شبه رسانایی نیز هستند.

نانولوله‌های کربنی می‌توانند هدایت الکتریکی قابل توجهی داشته باشند.[۱۴۰][۱۴۱] همچنین دارای کشش سطحی فوق‌العاده ای[۱۴۲] و هدایت حرارتی هستند.[۱۴۳][۱۴۴] به دلیل نانوساختار بودن و استحکام پیوندهای بین اتم‌های کربن. علاوه بر این، آنها می‌توانند از نظر شیمیایی اصلاح شوند.[۱۴۵] این خواص در بسیاری از زمینه‌های فناوری، از جمله الکترونیک، نورشناسی، مواد کامپوزیت، فناوری نانو می‌تواند کاربردی باشد.

 
فولرن C۶۰ به شکل محلول

فولرنویرایش

فولرن که مولکول آن از اتم‌های کربن متصل شده توسط پیوندهای منفرد و دوتایی تشکیل شده‌است به طوری که می‌تواند شبکه توری مانند بسته یا نیمه بسته با حلقه‌های پنج تا هفت اتم را تشکیل دهد. این مولکول ممکن است یک کره توخالی، بیضی، استوانه یا بسیاری از اشکال و اندازه‌های دیگر باشد.

پس از سنتز تصادفی آنها در سال ۱۹۸۵ در طبیعت و فضای بیرونی کشف شدند.[۱۴۶][۱۴۷] کشف فولرن‌ها باعث افزایش تعداد آلوتروپهای کربن شناخته شده شد که قبلاً محدود به گرافیت، الماس و کربن آمورف مانند دوده و زغال بود.[۱۴۸][۱۴۹] آنها به دلیل خواص شیمی و کاربردهای جدیدشان، خصوصاً در علم مواد، الکترونیک و فناوری نانو، مورد توجه تحقیقات جدی بوده‌اند.[۱۵۰]

فولرن باکمینستر یا توپ باکی یک مولکول کروی با فرمول C۶۰ است. این ماده اولین بار در سال ۱۹۸۵ توسط هارولد کروتو، جیمز هلت، شاون اٌبرین، رابرت کارل و ریچارد اسمالی در دانشگاه رایس ایالت تگزاس تهیه شد. کروتو، کارل و اسمالی در سال ۱۹۹۶ برای کشف فولرن باکمینستر و دسته‌بندی اطلاعات دربارهٔ آن جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.[۱۵۱] این ترکیب پایدار است.[۱۵۲] و در دمای بالا و فشارهای بالا مقاومت می‌کند. سطح مولکول ضمن حفظ هندسه کروی می‌تواند با گونه‌های دیگر واکنش نشان دهد.[۱۵۳]

کاربردهاویرایش

کربن عنصر لازم برای همه سیستم‌های زنده شناخته شده‌است، و بدون آن زندگی نمی‌تواند وجود داشته باشد. عمده استفاده اقتصادی از کربن به غیر از مواد غذایی و چوب به شکل هیدروکربن است که مهمترین آنها گاز متان سوخت فسیلی و نفت خام است. نفت خام توسط صنایع پتروشیمی در پالایشگاه‌ها تقطیر می‌شود تا بنزین، نفت سفید، گازوئیل، نفت کوره، قیر و دیگر فراورده‌های نفتی تولید کند. سلولز نوعی پلیمر طبیعی حاوی کربن است که توسط گیاهان به شکل چوب، پنبه، کتان و کنف تولید می‌شود. سلولز در درجه اول برای حفظ ساختار گیاهان استفاده می‌شود و ساختار اولیه دیواره سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد.

پلیمرهای کربن با ارزش تجاری با منشأ حیوانی شامل پشم، ترمه و ابریشم است. پلاستیکها از پلیمرهای کربن مصنوعی ساخته می‌شوند از فرایند پلیمریزاسیون به‌دست می‌آیند که غالباً با اتم‌های اکسیژن و نیتروژن در فواصل منظم در زنجیره پلیمر اصلی قرار می‌گیرند همچنین مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی از نفت خام تهیه می‌شود.

کاربرد کربن و ترکیبات آن بسیار متنوع است. کربن می‌تواند به همراه آهن تشکیل آلیاژهایی دهد که رایج‌ترین آنها فولاد کربنی است. از ترکیب گرافیت با رس برای ساخت انواع مداد جهت نوشتن و ترسیم استفاده می‌شود. مداد گرافیت از نظر نرمی و سختی بسته به ناخالصی و رس درجه‌بندی گسترده‌ای دارد. مغرهای مدادی که در مداد به کار می‌روند، بسته به میزان خاک رسی که با آن‌ها ترکیب می‌شود، دارای سختی متفاوتی هستند. همچنین به‌عنوان روان‌کننده و رنگدانه به‌عنوان ماده قالب‌گیری در تولید شیشه استفاده می‌شود. در الکترود برای باتری‌های خشک و در آبکاری و شکل‌دهی الکتریکی نیز کاربرد دارد. در جاروبک برای موتورهای الکتریکی و به‌عنوان یک آرام‌کننده نوترون در رآکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زغال به‌عنوان یک ماده ترسیم در کارهای هنری، پخت و پز، ذوب فلزات و کاربردهای دیگر و از چوب، زغال‌سنگ و نفت به‌عنوان سوخت برای تولید انرژی و گرمایش استفاده می‌شوند. از الماس با کیفیت در سنگ‌های قیمتی و جواهرات و از و الماسهای صنعتی در ابزارهای حفاری، برش و پولیش برای ماشین‌کاری فلزات و سنگ استفاده می‌شوند. همچنین از الیاف کربن یا فیبر کربن پلیمری تقویت شده که از پیرولیز الیاف پلی‌استر مصنوعی ساخته شده‌است برای تقویت پلاستیک‌ها برای تشکیل مواد کامپوزیتی سبک و پیشرفته، استفاده می‌شود.

فیبر کربن با استفاده از یک پلیمر پیش ساز مانند پلی‌اکریلونیترول[ab]، که از نفت تولید می‌شود و سایر مواد آلی ساخته می‌شود. برای پلیمرهای مصنوعی مانند پلی‌اکریلونیترول یا ابریشم مصنوعی، پیش ماده ابتدا به نخ‌های رشته‌ای تبدیل می‌شود، با استفاده از فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی، ابتدا زنجیره‌های پلیمری را به ترتیب برای بالا بردن خواص فیزیکی نهایی فیبر کربن تکمیل می‌کند. ساختار کریستالوگرافی و خصوصیات مکانیکی فیبر به نوع ماده شروع و پردازش بعدی بستگی دارد. الیاف کربن ساخته شده از پلی‌اکریلونیترول دارای ساختاری شبیه به رشته‌های باریک گرافیت هستند. در نتیجه تجزیه حرارتی الیافی با استحکام کششی ویژه بالاتر از فولاد به‌دست می‌آید.[۱۵۴]

از کربن سیاه به‌عنوان رنگ‌دانه سیاه در چاپ جوهر، رنگ روغن و رنگ‌های آبی، کاغذ کاربون، اتمام رنگ خودرو، مرکب هندی و گرد جوهر چاپگر لیزری همچنین به‌عنوان افزودنی‌های پلیمری در محصولات مانند لاستیک و در ترکیبات پلاستیکی استفاده می‌شود. زغال فعال به‌عنوان یک جاذب و جذب کننده سطحی در مواد فیلتردار در کاربردهایی مانند ماسک‌های گازی، خالص‌سازی آب و هود آشپزخانه و در پزشکی برای جذب زهرابه، سموم یا گازهای دستگاه گوارش استفاده می‌شود. کربن در کاهش شیمیایی در دماهای بالا استفاده می‌شود. از کُک برای کاهش سنگ آهن استفاده می‌شود. سختکاری پوسته فولاد با گرم کردن اجزای فولادی در پودر کربن حاصل می‌شود. کاربیدهای سیلیسیوم، تنگستن، بور و تیتانیوم از سخت‌ترین مواد شناخته شده هستند و به‌عنوان ساینده در ابزار برش و سنگ زنی استفاده می‌شوند. ترکیبات کربن بیشتر مواد مورد استفاده شده در در لباس مانند پارچه‌های طبیعی و مصنوعی و چرم را تشکیل می‌دهد و تقریباً تمام سطوح داخلی ساختمان به غیر از شیشه، سنگ و فلز از محصولات کربن هستند.

الماس‌هاویرایش

 
تیغه الماس استفاده شده برای برشکاری با ماشین سنگ جت
 
سختی ویکرز یکی از معیارهای سختی است که بر اساس مقاومت مواد در برابر فرو روندهٔ هرمی شکل از جنس الماس سختی آن‌ها را تعیین می‌کند.

صنعت الماس در دو دسته متفاوت قرار می‌گیرد. دسته اول شامل الماس‌های با کیفیت می‌شود که برای استفاده در سنگهای قیمتی و جواهرات است و دسته دوم در مصارف صنعتی کاربرد دارد. در حالی‌که تجارت بزرگی برای هر دو نوع الماس وجود دارد، با این‌حال بازارهای مربوط به این دو نوع الماس، به‌صورت کاملا متفاوتی عمل می‌کنند.

الماس‌های مورد استفاده در جواهرات و زیور آلات، برخلاف فلزات گرانبهایی مانند طلا یا پلاتین همانند یک کالای اقتصادی مبادله نمی‌شوند. قیمت این نوع الماس‌ها به‌صورت قابل توجهی بالا است و در نتیجه بازار فعالی برای فروش مجدد این نوع الماس‌ها وجود ندارد.

الماس‌های صنعتی بیشتر به دلیل سختی و هدایت گرمایی، از ارزش بالایی برخوردار هستند و ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند شفافیت و رنگ الماس، ملاکی برای ارزش صنعتی آن نیست. حدود ۸۰٪ الماس‌های استخراج شده (برابر با ۱۰۰ میلیون قیراط یا ۲۰ تن در سال) که با نام بورت[ac][توضیح ۵] شناخته می‌شوند، به‌عنوان سنگ‌های قیمتی مناسب نیستند و از آن‌ها برای مصارف صنعتی استفاده می‌شود.[۱۵۵] الماس مصنوعی، که در دهه ۱۹۵۰ اختراع شد، بلافاصله کاربردهای صنعتی پیدا کرد. سالانه ۳ میلیارد قیراط (۶۰۰ تن) الماس مصنوعی تولید می‌شود.[۱۵۶]

کاربرد صنعتی عمده الماس در برش، حفاری، سنگ زنی و پولیش است. بسیاری از این کاربردها نیازی به الماس‌های بزرگ ندارند. در حقیقت، بیشتر الماس‌های با اندازه کوچک، می‌توانند از نظر صنعتی استفاده شوند. الماس‌ها در نوک‌های مته یا تیغه‌های اره تعبیه شده‌اند، یا برای استفاده در ابزارهای سنگ زنی و پولیش، داخل پودر ریخته می‌شوند.[۱۵۷] کاربردی تخصصی آن استفاده در سلول سندان الماس شامل استفاده در آزمایشگاه‌ها به‌عنوان مهار آزمایش‌های فشار قوی، یاتاقان با کارایی بالا و استفاده محدود در پنجره‌های دارای کاربرد ویژه است.[۱۵۸][۱۵۹] با پیشرفت‌های مداوم در تولید الماس مصنوعی، کاربردهای جدیدتری نیز عملی می‌شوند. استفاده از الماس به‌عنوان نیم‌رسانا مناسب برای مدارهای مجتمع به دلیل ویژگی گرماگیری الکترونیک مورد توجه قرار گرفته‌است.[۱۶۰]

ایمنی و احتیاطویرایش

 
بیماری سیاه‌ششی، نوعی بیمای ریوی است که به‌علت تنفس گرد و غبار زغال بدون سیلیس ایجاد و باعث التهاب مزمن می‌شود.
 
ساختار شیمیایی تترودوتوکسین، ترکیبی که در بدن ماهی بادکنکی به مقدار زیادی وجود دارد، سمیت آن به‌مراتب بیش‌تر از سیانور است و هنوز هیچ داروی موثری برای مقابله با آن وجود ندارد.[۱۶۱]

کربن خالص دارای سمیت فوق العاده پایین برای انسان است و می‌تواند در شکل‌های گرافیت و زغال توسط انسان به‌صورت ایمن لمس شود. کربن در مقابل حل شدن و یا واکنش‌های شیمیایی حتی موردی مانند هضم شدن توسط اسید موجود در دستگاه گوارشی انسان، از خود مقاومت نشان می‌دهد. در نتیجه زمانی که کربن وارد بافت‌های انسان شود، به احتمال بالا، به‌مدت نامعلومی همانجا خواهد ماند. کربن سیاه احتمالا یکی از اولین رنگ‌دانه‌هایی بوده‌است که برای خالکوبی مورد استفاده قرار گرفته‌است. یکی از مثال‌های این موضوع خالکوبی‌های یافت شده بر روی بدن یک مومیایی طبیعی معروف به اوتسی مرد یخی است که قدمت آن به حدود ۵۲۰۰ سال قبل می‌رسد.[۱۶۲] استنشاق ذرات غبار زغال‌سنگ و یا دوده (کربن سیاه) در مقادیر زیاد می‌تواند خطرناک باشد و موجب تحریک بافت ریه و منجر به بیماری نارسایی ریه شود، موضوعی که به‌خصوص در معدن‌چیان دیده می‌شود و به بیماری سیاه‌ششی موسوم است. از ذرات غبار الماس برای ساییدن سایر مواد استفاده می‌شود، با این‌حال چنان‌چه این ذرات استنشاق و یا بلعیده شوند، می‌توانند برای انسان خطرناک باشند. میکروذرات کربنی که در دود خارج شده از موتورهای دیزلی وجود دارند، ممکن است در ریه انسان تجمع پیدا کنند.[۱۶۳] در همه مثال‌هایی که تا این‌جا ذکر شد، زیان احتمالی حاصل ناشی از تجمع ذرات در بدن فرد بودند و ماهیت شیمیایی خود کربن عامل آن نبود.

به‌طور عمومی، کربن دارای سمیت پایینی برای حیات موجود بر روی زمین است، با این‌حال، نانولوله‌ها کربنی برای مگس سرکه کشنده محسوب می‌شوند.[۱۶۴] کربن ممکن است در حضور هوا و در دمای بالا، باشدت و به‌صورت نورانی بسوزد. مقادیر زیاد از زغال‌سنگ که در غیاب اکسیژن برای چند صد میلیون سال به‌صورت خنثی باقی مانده‌اند، ممکن است زمانی که بر اثر حفر معادن در معرض هوا قرار بگیرند، دچار احتراق خودبخودی شوند.[۱۶۵][۱۶۶]

در مصارف هسته‌ای که از گرافیت به‌عنوان یک تعدیل‌کننده نوترون استفاده می‌شود، پس از انباشت انرژی ویگنر[ad] ممکن است یک آزادسازی ناگهانی و خودبخودی رخ دهد. پخت تا دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد، می‌تواند انرژی را به‌صورت ایمنی آزاد نماید، اگرچه این فرایند در حادثه آتش‌سوزی واینداسکیل[ae] در سال ۱۹۵۷ در انگلیس، به‌خوبی پیش نرفت و منجر به آتش سوزی راکتورهای دیگر شد.[۱۶۷][۱۶۸]

گستره وسیعی از ترکیبات کربنی دارای خطرات و البته فواید زیاد وجود دارند از ترکیبات خطرناکی مانند سم‌های کشنده‌ای همچون تترودوتوکسین، پروتئین لکتین رایسین که از دانه‌های کرچک به‌دست می‌آیند، سیانید و کربن مونوکسید تا ترکیبات ضروری برای حیات مانند گلوکز و پروتئین‌ها.

پیوند سه‌گانه کربن با نیتروژن، موجب تشکیل گروه سیانو (CN) می‌شود. در شیمی آلی، گروه سیانو به‌عنوان یک گروه عاملی در نظر گرفته می‌شود و مولکول‌های حاوی آن نیتریل نامیده می‌شوند. در شیمی معدنی، به گروه‌های سیانو که یک آنیون محسوب می‌شوند، سیانید گفته می‌شود. نمک‌هایی مانند سدیم سیانید و پتاسیوم سیانید بسیار سمی هستند.[۱۶۹] هیدروژن سیانید یک مایع بسیار فرار است که در مقیاس بزرگ، به‌صورت صنعتی تولید می‌شود و با کمک افزودن اسید به نمک سیانید به‌دست می‌آید. برخلاف سیانید‌ها که دارای پیوند یونی هستند و امکان آزاد سازی یون سیانید را دارند، نیتریل‌ها به‌دلیل پیوند کووالانسی میان گروه سیانو و کربن، فاقد چنین توانایی هستند و درنتیجه دارای سمیت کمتری نسبت به نمک‌های سیانید دارند. مسمومیت با سیانید مسمومیت ناشی از قرار گرفتن در معرض سیانور است.[۱۷۰] علائم اولیه مسمومیت شامل سردرد، سرگیجه، ضربان سریع قلب، تنگی نفس و استفراغ است.[۱۷۱] همچنین ممکن است به‌دنبال آن تشنج، ضربان آهسته قلب، فشار خون پایین، از دست دادن هوشیاری و ایست قلبی رخ دهد. شروع علائم معمولاً طی چند دقیقه بروز می‌کند و اگر شخصی زنده بماند، ممکن است دچار مشکلات عصبی طولانی مدت گردد.[۱۷۱][۱۷۲]

توضیحاتویرایش

  1. هسته دارای هاله، به هسته‌ای گفته می‌شود که توسط ابری هاله مانند از پروتون و یا نوترون احاطه شده‌است و درنتیجه بزرگ‌تر از یک هسته معمولی و فاقد هاله دیده می‌شود
  2. ستارگانی که فقط شامل هیدروژن و هلیوم نیستند و عناصر سنگین‌تر مانند کربن، نیتروژن، اکسیژن و نئون نیز در آن‌ها یافت می‌شود.
  3. روش اخترشناسی زیرمیلی‌متری روشی است که به بررسی بسیار ظریف طیف‌های نشری به‌دست آمده از مولکول‌های موجود در فضای خارجی می‌نماید.
  4. در شیمی، کاتناسیون به خصلتی گفته می‌شود که اتم‌های یکسان با یک‌دیگر پیوند برقرار کنند و تشکیل یک سری یا زنجیره از پیوندهای متشکل از اتم‌های یکسان را بدهند.
  5. اصطلاحی در صنعت تجارت الماس است که به قطعات ریز و خرده‌ الماس غیرزینتی اشاره دارد.

واژه نامهویرایش

  1. Carbo
  2. γράφειν
  3. King of the elements
  4. Aerial acid
  5. C. A. Vandermonde
  6. Carbone
  7. Carbonum
  8. Superlubricity
  9. Amorphous carbon
  10. Carbon nanofoam
  11. Q-carbon
  12. PAH world hypothesis
  13. Part Per Million (ppm)
  14. Part Per Trillion (ppt)
  15. Nuclear halo
  16. Submillimetre astronomy
  17. Ring strain
  18. Catenation
  19. Aurophilicity
  20. Akiba
  21. Borrowdale
  22. Flake
  23. Vein or lump
  24. Lamproite
  25. British Geological Survey
  26. Toshinari Ichihashi
  27. Donald S. Bethune
  28. Polyacrylonitrile
  29. Bort
  30. Wigner effect
  31. Windscale fire

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  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. ۲٫۰ ۲٫۱ Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon. 14 (6): 357–361. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon. 43 (6): 1115–1142. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
  4. "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). Retrieved 2007-12-06.
  5. "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). Retrieved 2007-12-06.
  6. "Carbon: Binary compounds". Retrieved 2007-12-06.
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ ۷٫۲ ۷٫۳ ۷٫۴ Properties of diamond, Ioffe Institute Database
  8. "Material Properties- Misc Materials". www.nde-ed.org. Retrieved 12 November 2016.
  9. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  10. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  11. "History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky". Caer.uky.edu. Retrieved 2008-09-12.
  12. Senese, Fred (2000-09-09). "Who discovered carbon?". Frostburg State University. Retrieved 2007-11-24.
  13. «Carbon».Retrieved 2020-07-09.
  14. "Chinese made first use of diamond". BBC News. 17 May 2005. Archived from the original on 20 March 2007. Retrieved 2007-03-21.
  15. van der Krogt, Peter. "Carbonium/Carbon at Elementymology & Elements Multidict". Archived from the original on 2010-01-23. Retrieved 2010-01-06.
  16. 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.
  17. "Carbon". Canada Connects. Archived from the original on 2010-10-27. Retrieved 2010-12-07.
  18. Senese, Fred. "Who discovered carbon?". Frostburg State University. Archived from the original on 2007-12-07. Retrieved 2007-11-24.
  19. Giolitti, Federico (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc. Archived from the original on 10 June 2020. Retrieved 25 June 2020.
  20. Senese, Fred (2000-09-09). "Who discovered carbon". Frostburg State University. Archived from the original on 2007-12-07. Retrieved 2007-11-24.
  21. 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.
  22. ۲۲٫۰ ۲۲٫۱ ۲۲٫۲ Unwin, Peter. "Fullerenes(An Overview)". Archived from the original on 2007-12-01. Retrieved 2007-12-08.
  23. "The Nobel Prize in Chemistry 1996 "for their discovery of fullerenes"". Archived from the original on 2007-10-11. Retrieved 2007-12-21.
  24. ۲۴٫۰ ۲۴٫۱ ۲۴٫۲ Harris, PJF (2004). "Fullerene-related structure of commercial glassy carbons" (PDF). Philosophical Magazine. 84 (29): 3159–3167. Bibcode:2004PMag...84.3159H. CiteSeerX 10.1.1.359.5715. doi:10.1080/14786430410001720363. Archived from the original (PDF) on 2012-03-19. Retrieved 2011-07-06.
  25. Chemistry Operations (December 15, 2003). "Carbon". Los Alamos National Laboratory. Archived from the original on 2008-09-13. Retrieved 2008-10-09.
  26. 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.
  27. Zazula, J. M. (1997). "On Graphite Transformations at High Temperature and Pressure Induced by Absorption of the LHC Beam" (PDF). CERN. Archived from the original (PDF) on 2009-03-25. Retrieved 2009-06-06.
  28. ۲۸٫۰ ۲۸٫۱ Greenwood and Earnshaw, pp. 289–292.
  29. Greenwood and Earnshaw, pp. 276–8.
  30. 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.
  31. Dienwiebel, Martin; Verhoeven, Gertjan; Pradeep, Namboodiri; Frenken, Joost; Heimberg, Jennifer; Zandbergen, Henny (2004). "Superlubricity of Graphite" (PDF). Physical Review Letters. 92 (12): 126101. Bibcode:2004PhRvL..92l6101D. doi:10.1103/PhysRevLett.92.126101. PMID 15089689. Archived from the original (PDF) on 2011-09-17.
  32. 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. 21 (1): 101–107. Bibcode:1988JPhD...21..101D. doi:10.1088/0022-3727/21/1/015.
  33. 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.
  34. Delhaes, P. (2001). Graphite and Precursors. CRC Press. ISBN 978-90-5699-228-6.
  35. ۳۵٫۰ ۳۵٫۱ Ebbesen, T. W., ed. (1997). Carbon nanotubes—preparation and properties. Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-9602-1.
  36. ۳۶٫۰ ۳۶٫۱ Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Avouris, Ph., eds. (2001). Carbon nanotubes: synthesis, structures, properties and applications. Topics in Applied Physics. 80. Berlin. ISBN 978-3-540-41086-7.
  37. ۳۷٫۰ ۳۷٫۱ 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.
  38. 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 (1): 109–114. Bibcode:2007CPL...446..109N. doi:10.1016/j.cplett.2007.08.050.
  39. 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: General. 274 (1–2): 1–8. doi:10.1016/j.apcata.2004.04.008.
  40. ۴۰٫۰ ۴۰٫۱ 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.
  41. 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. Bibcode:1999ApPhA..69S.755R. doi:10.1007/s003390051522.
  42. ۴۲٫۰ ۴۲٫۱ Heimann, Robert Bertram; Evsyukov, Sergey E. & Kavan, Ladislav (28 February 1999). Carbyne and carbynoid structures. Springer. pp. 1–. ISBN 978-0-7923-5323-2. Archived from the original on 23 November 2012. Retrieved 2011-06-06.
  43. 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. Lay summary.
  44. Sanderson, Bill (2008-08-25). "Toughest Stuff Known to Man : Discovery Opens Door to Space Elevator". nypost.com. Archived from the original on 2008-09-06. Retrieved 2008-10-09.
  45. Jin, Zhong; Lu, Wei; O’Neill, Kevin J.; Parilla, Philip A.; Simpson, Lin J.; Kittrell, Carter; Tour, James M. (2011-02-22). "Nano-Engineered Spacing in Graphene Sheets for Hydrogen Storage". Chemistry of Materials. 23 (4): 923–925. doi:10.1021/cm1025188. ISSN 0897-4756.
  46. Jenkins, Edgar (1973). The polymorphism of elements and compounds. Taylor & Francis. p. 30. ISBN 978-0-423-87500-3. Archived from the original on 2012-11-23. Retrieved 2011-05-01.
  47. "World of Carbon – Interactive Nano-visulisation in Science & Engineering Education (IN-VSEE)". Archived from the original on 2001-05-31. Retrieved 2008-10-09.
  48. Rossini, F. D.; Jessup, R. S. (1938). "Heat and Free Energy of Formation of Carbon Dioxide and of the Transition Between Graphite and Diamond". Journal of Research of the National Bureau of Standards. 21 (4): 491. doi:10.6028/jres.021.028.
  49. Schewe, Phil & Stein, Ben (March 26, 2004). "Carbon Nanofoam is the World's First Pure Carbon Magnet". Physics News Update. 678 (1). Archived from the original on March 7, 2012.
  50. 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.
  51. "Researchers Find New Phase of Carbon, Make Diamond at Room Temperature". news.ncsu.edu. 2015-11-30. Archived from the original on 2016-04-06. Retrieved 2016-04-06.
  52. ۵۲٫۰ ۵۲٫۱ ۵۲٫۲ Hoover, Rachel (21 February 2014). "Need to Track Organic Nano-Particles Across the Universe? NASA's Got an App for That". NASA. Archived from the original on 6 September 2015. Retrieved 2014-02-22.
  53. Lauretta, D.S.; McSween, H.Y. (2006). Meteorites and the Early Solar System II. Space science series. University of Arizona Press. p. 199. ISBN 978-0-8165-2562-1. Archived from the original on 2017-11-22. Retrieved 2017-05-07.
  54. Mark, Kathleen (1987). Meteorite Craters. University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-0902-7.
  55. "Online Database Tracks Organic Nano-Particles Across the Universe". Sci Tech Daily. February 24, 2014. Archived from the original on March 18, 2015. Retrieved 2015-03-10.
  56. William F McDonough The composition of the Earth بایگانی‌شده در ۲۰۱۱-۰۹-۲۸ توسط Wayback Machine in Majewski, Eugeniusz (2000). Earthquake Thermodynamics and Phase Transformation in the Earth's Interior. ISBN 978-0-12-685185-4.
  57. Yinon Bar-On; et al. (Jun 19, 2018). "The biomass distribution on Earth". PNAS. 115 (25): 6506–6511. doi:10.1073/pnas.1711842115. PMC 6016768. PMID 29784790.
  58. Fred Pearce (2014-02-15). "Fire in the hole: After fracking comes coal". New Scientist. 221 (2956): 36–41. Bibcode:2014NewSc.221...36P. doi:10.1016/S0262-4079(14)60331-6. Archived from the original on 2015-03-16.
  59. "Wonderfuel: Welcome to the age of unconventional gas" بایگانی‌شده در ۲۰۱۴-۱۲-۰۹ توسط Wayback Machine by Helen Knight, New Scientist, 12 June 2010, pp. 44–7.
  60. Ocean methane stocks 'overstated' بایگانی‌شده در ۲۰۱۳-۰۴-۲۵ توسط Wayback Machine, BBC, 17 Feb. 2004.
  61. "Ice on fire: The next fossil fuel" بایگانی‌شده در ۲۰۱۵-۰۲-۲۲ توسط Wayback Machine by Fred Pearce, New Scientist, 27 June 2009, pp. 30–33.
  62. Calculated from file global.1751_2008.csv in "Index of /ftp/ndp030/CSV-FILES". Archived from the original on 2011-10-22. Retrieved 2011-11-06. from the Carbon Dioxide Information Analysis Center.
  63. Rachel Gross (Sep 21, 2013). "Deep, and dank mysterious". New Scientist: 40–43. Archived from the original on 2013-09-21.
  64. Stefanenko, R. (1983). Coal Mining Technology: Theory and Practice. Society for Mining Metallurgy. ISBN 978-0-89520-404-2.
  65. Kasting, James (1998). "The Carbon Cycle, Climate, and the Long-Term Effects of Fossil Fuel Burning". Consequences: The Nature and Implication of Environmental Change. 4 (1). Archived from the original on 2008-10-24.
  66. "Carbon-14 formation". Archived from the original on 1 August 2015. Retrieved 13 October 2014.
  67. Aitken, M.J. (1990). Science-based Dating in Archaeology. pp. 56–58. ISBN 978-0-582-49309-4.
  68. Nichols, Charles R. "Voltatile Products from Carbonaceous Asteroids" (PDF). UAPress.Arizona.edu. Archived from the original (PDF) on 2 July 2016. Retrieved 12 November 2016.
  69. ۶۹٫۰ ۶۹٫۱ "Carbon – Naturally occurring isotopes". WebElements Periodic Table. Archived from the original on 2008-09-08. Retrieved 2008-10-09.
  70. 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. PMID 9683412.
  71. "Official SI Unit definitions". Archived from the original on 2007-10-14. Retrieved 2007-12-21.
  72. Bowman, S. (1990). Interpreting the past: Radiocarbon dating. British Museum Press. ISBN 978-0-7141-2047-8.
  73. Brown, Tom (March 1, 2006). "Carbon Goes Full Circle in the Amazon". Lawrence Livermore National Laboratory. Archived from the original on September 22, 2008. Retrieved 2007-11-25.
  74. Libby, W. F. (1952). Radiocarbon dating. Chicago University Press and references therein.
  75. Westgren, A. (1960). "The Nobel Prize in Chemistry 1960". Nobel Foundation. Archived from the original on 2007-10-25. Retrieved 2007-11-25.
  76. "Use query for carbon-8". barwinski.net. Archived from the original on 2005-02-07. Retrieved 2007-12-21.
  77. Watson, A. (1999). "Beaming Into the Dark Corners of the Nuclear Kitchen". Science. 286 (5437): 28–31. doi:10.1126/science.286.5437.28.
  78. Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (1997). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 624 (1): 1–124. Bibcode:1997NuPhA.624....1A. doi:10.1016/S0375-9474(97)00482-X. Archived from the original (PDF) on 2008-09-23.
  79. Ostlie, Dale A. & Carroll, Bradley W. (2007). An Introduction to Modern Stellar Astrophysics. San Francisco (CA): Addison Wesley. ISBN 978-0-8053-0348-3.
  80. Whittet, Douglas C. B. (2003). Dust in the Galactic Environment. CRC Press. pp. 45–46. ISBN 978-0-7503-0624-9.
  81. Pikelʹner, Solomon Borisovich (1977). Star Formation. Springer. p. 38. ISBN 978-90-277-0796-3. Archived from the original on 2012-11-23. Retrieved 2011-06-06.
  82. Falkowski, P.; Scholes, R. J.; 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 (1–4): 19–37. Bibcode:1993WASP...70...19S. doi:10.1007/BF01104986.
  84. Loudon, Marc (2009). Organic Chemistry. Roberts and Company Publishers. p. 39. ISBN 978-0-9815194-3-2.
  85. Kobashi, Koji (2005), "2.1 Structure of diamond", Diamond films: chemical vapor deposition for oriented and heteroepitaxial growth, Elsevier, p. 9, ISBN 978-0-08-044723-0.
  86. Delhaes, Pierre (2000). "Polymorphism of carbon". In Delhaes, Pierre. Graphite and precursors. Gordon & Breach. pp. 1–24. ISBN 9789056992286.
  87. Pierson, Hugh O. (2012). Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications. Noyes Publications. pp. 40–41. ISBN 978-0-8155-1739-9.
  88. Chung, D. D. L. (2002). "Review Graphite". Journal of Materials Science. 37 (8): 1475–1489. doi:10.1023/A:1014915307738.
  89. Wyckoff, W.G. (1963). Crystal Structures. New York, London: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-88275-800-8.
  90. Lipson, H.; Stokes, A. R. (1942). "A New Structure of Carbon". Nature. 149 (3777): 328. Bibcode:1942Natur.149Q.328L. doi:10.1038/149328a0.
  91. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "Rhombohedral graphite".
  92. March, Jerry (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
  93. McMurry, John (2015). Organic Chemistry. Cengage Learning. p. 263. ISBN 978-1-305-08048-5.
  94. Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastian; Patzschke, Michael (2005). "Triple-Bond Covalent Radii". Chemistry: A European Journal. 11 (12): 3511–20. doi:10.1002/chem.200401299. PMID 15832398.
  95. Burrows, A.; Holman, J.; Parsons, A.; Pilling, G.; Price, G. (2017). Chemistry3: Introducing Inorganic, Organic and Physical Chemistry. Oxford University Press. p. 70. ISBN 978-0-19-873380-5. Archived from the original on 2017-11-22. Retrieved 2017-05-07.
  96. 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. PMID 7162799.
  97. 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.
  98. "Carbon disulfide - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Archived from the original on 9 May 2020. Retrieved 2018-03-07.
  99. Haldane J. (1895). "The action of carbonic oxide on man". Journal of Physiology. 18 (5–6): 430–462. doi:10.1113/jphysiol.1895.sp000578. PMID 16992272.
  100. 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.
  101. "Compounds of carbon: carbon suboxide". Archived from the original on 2007-12-07. Retrieved 2007-12-03.
  102. Bayes, K. (1961). "Photolysis of Carbon Suboxide". Journal of the American Chemical Society. 83 (17): 3712–3713. doi:10.1021/ja01478a033.
  103. 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.
  104. 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.
  105. 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.
  106. ۱۰۶٫۰ ۱۰۶٫۱ Fatiadi, Alexander J.; Isbell, Horace S.; Sager, William F. (1963). "Cyclic Polyhydroxy Ketones. I. Oxidation Products of Hexahydroxybenzene (Benzenehexol)" (PDF). Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 67A (2): 153–162. doi:10.6028/jres.067A.015. PMC 6640573 Check |pmc= value (help). PMID 31580622. Archived from the original (PDF) on 2009-03-25. Retrieved 2009-03-21.
  107. Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond (3rd ed.). Ithaca, NY: Cornell University Press. p. 93. ISBN 978-0-8014-0333-0. Archived from the original on 10 June 2020. Retrieved 26 June 2020.
  108. Greenwood and Earnshaw, pp. 297–301
  109. Scherbaum, Franz; et al. (1988). ""Aurophilicity" as a consequence of Relativistic Effects: The Hexakis(triphenylphosphaneaurio)methane Dication [(Ph3PAu)6C]2+". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 27 (11): 1544–1546. doi:10.1002/anie.198815441.
  110. Ritter, Stephen K. "Six bonds to carbon: Confirmed". Chemical & Engineering News. Archived from the original on 2017-01-09.
  111. Yamashita, Makoto; Yamamoto, Yohsuke; Akiba, Kin-ya; Hashizume, Daisuke; Iwasaki, Fujiko; Takagi, Nozomi; Nagase, Shigeru (2005-03-01). "Syntheses and Structures of Hypervalent Pentacoordinate Carbon and Boron Compounds Bearing an Anthracene Skeleton − Elucidation of Hypervalent Interaction Based on X-ray Analysis and DFT Calculation". Journal of the American Chemical Society. 127 (12): 4354–4371. doi:10.1021/ja0438011. ISSN 0002-7863. PMID 15783218.
  112. ۱۱۲٫۰ ۱۱۲٫۱ ۱۱۲٫۲ USGS Minerals Yearbook: Graphite, 2009 بایگانی‌شده در ۲۰۰۸-۰۹-۱۶ توسط Wayback Machine and Graphite: Mineral Commodity Summaries 2011
  113. Harlow, G. E. (1998). The nature of diamonds. Cambridge University Press. p. 223. ISBN 978-0-521-62935-5.
  114. Catelle, W. R. (1911). The Diamond. John Lane Company. p. 159. discussion on alluvial diamonds in India and elsewhere as well as earliest finds
  115. Ball, V. (1881). Diamonds, Gold and Coal of India. London, Truebner & Co. Archived from the original on 24 October 2012. Retrieved 26 June 2020. Ball was a Geologist in British service. Chapter I, Page 1
  116. Hershey, J. W. (1940). The Book Of Diamonds: Their Curious Lore, Properties, Tests And Synthetic Manufacture. Kessinger Pub Co. p. 28. ISBN 978-1-4179-7715-4.
  117. ۱۱۷٫۰ ۱۱۷٫۱ Janse, A. J. A. (2007). "Global Rough Diamond Production Since 1870". Gems and Gemology. XLIII (Summer 2007): 98–119. doi:10.5741/GEMS.43.2.98.
  118. ۱۱۸٫۰ ۱۱۸٫۱ Lorenz, V. (2007). "Argyle in Western Australia: The world's richest diamantiferous pipe; its past and future". Gemmologie, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft. 56 (1/2): 35–40.
  119. "Microscopic diamond found in Montana". The Montana Standard. 2004-10-17. Archived from the original on 2005-01-21. Retrieved 2008-10-10.
  120. Cooke, Sarah (2004-10-19). "Microscopic Diamond Found in Montana". Livescience.com. Archived from the original on 2008-07-05. Retrieved 2008-09-12.
  121. "Delta News / Press Releases / Publications". Deltamine.com. Archived from the original on 2008-05-26. Retrieved 2008-09-12.
  122. Marshall, Stephen; Shore, Josh (2004-10-22). "The Diamond Life". Guerrilla News Network. Archived from the original on 2008-06-09. Retrieved 2008-10-10.
  123. "High Performance Carbon Fibers". National Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. 2003. Archived from the original on 2014-04-27. Retrieved 2014-04-26.
  124. "The Gifted Men Who Worked for Edison". National Park Service. Archived from the original on 2015-02-07. Retrieved 2014-12-01.
  125. "graphene definition, meaning – what is graphene in the British English Dictionary & Thesaurus – Cambridge Dictionaries Online". cambridge.org.
  126. "graphene noun - Definition, pictures, pronunciation and usage notes | Oxford Advanced Learner's Dictionary at OxfordLearnersDictionaries.com". www.oxfordlearnersdictionaries.com.
  127. ۱۲۷٫۰ ۱۲۷٫۱ Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. (2004-10-22). "Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films". Science. 306 (5696): 666–669. arXiv:cond-mat/0410550. Bibcode:2004Sci...306..666N. doi:10.1126/science.1102896. ISSN 0036-8075. PMID 15499015.
  128. "graphene properties – Graphene Flagship EU".
  129. Lee, Changgu (2008). "Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene". Science. 321 (385): 385–388. Bibcode:2008Sci...321..385L. doi:10.1126/science.1157996. PMID 18635798.
  130. Cao, K. (2020). "Elastic straining of free-standing monolayer graphene". Nature Communications. 11 (284): 284. Bibcode:2020NatCo..11..284C. doi:10.1038/s41467-019-14130-0. PMID 31941941.
  131. Mrmak, Nebojsa (2014-11-28). "Graphene properties (A Complete Reference)". Graphene-Battery.net. Retrieved 2019-11-10.
  132. Li, Zhilin; Chen, Lianlian; Meng, Sheng; Guo, Liwei; Huang, Jiao; Liu, Yu; Wang, Wenjun; Chen, Xiaolong (2015). "Field and temperature dependence of intrinsic diamagnetism in graphene: Theory and experiment". Phys. Rev. B. 91 (9): 094429. Bibcode:2015PhRvB..91i4429L. doi:10.1103/PhysRevB.91.094429.
  133. E., Shinn; A., Hubler; D., Lyon; M., Grosse-Perdekamp; A., Bezryadin; A., Belkin (22 October 2012). "Nuclear Energy Conversion with Stacks of Graphene Nano-capacitors". Complexity. 18 (3): 24–27. Bibcode:2013Cmplx..18c..24S. doi:10.1002/cplx.21427.
  134. Boehm, H. P.; Clauss, A.; Fischer, G. O.; Hofmann, U. (1962-07-01). "Das Adsorptionsverhalten sehr dünner Kohlenstoff-Folien". Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 316 (3–4): 119–127. doi:10.1002/zaac.19623160303. ISSN 1521-3749.
  135. "This Month in Physics History: October 22, 2004: Discovery of Graphene". APS News. Series II. 18 (9): 2. 2009.
  136. "The Story of Graphene". www.graphene.manchester.ac.uk. The University of Manchester. 10 September 2014. Retrieved 9 October 2014.
  137. "The Nobel Prize in Physics 2010". The Nobel Foundation. Archived from the original on 23 January 2012. Retrieved 3 December 2013.
  138. Bethune, D. S.; Kiang, C. H.; De Vries, M. S.; Gorman, G.; Savoy, R.; Vazquez, J.; Beyers, R. (1993). "Cobalt-catalyzed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls". Nature. 363 (6430): 605–607. Bibcode:1993Natur.363..605B. doi:10.1038/363605a0.
  139. Iijima, Sumio (7 November 1991). "Helical microtubules of graphitic carbon". Nature. 354 (6348): 56–58. Bibcode:1991Natur.354...56I. doi:10.1038/354056a0.
  140. Tans, S.J.; Devoret, M.H.; Dai., H.; Thess, A.; Smalley, R.E.; Geerligs, L.J.; Dekker, C. (1997). "Individual single-wall carbon nanotubes as quantum wires". Nature. 386 (6624): 374–377. Bibcode:1997Natur.386..474T. doi:10.1038/386474a0.
  141. Mintmire, J.W.; Dunlap, B.I.; White, C.T. (1992). "Are fullerene tubules metallic?". Phys. Rev. Lett. 68 (5): 631–634. Bibcode:1992PhRvL..68..631M. doi:10.1103/PhysRevLett.68.631. PMID 10045950.
  142. Yu, M. -F; Lourie, O.; Dyer, M.J.; Moloni, K.; Kelley, T.F.; Ruoff, R.S. (2000). "Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load". Science. 287 (5453): 637–40. Bibcode:2000Sci...287..637Y. doi:10.1126/science.287.5453.637. PMID 10649994.
  143. Bever, S.; Kwon, Y. -K.; Tomanek, D. (2000). "Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes". Phys. Rev. Lett. 84 (20): 4613–4616. arXiv:cond-mat/0002414. Bibcode:2000PhRvL..84.4613B. doi:10.1103/PhysRevLett.84.4613. PMID 10990753.
  144. Kim, P.; Shi, L.; Majumdar, A.; McEuen, P.L. (2001). "Thermal transport measurements of individual multi walled nanotubes". Phys. Rev. Lett. 87 (21): 215502. arXiv:cond-mat/0106578. Bibcode:2001PhRvL..87u5502K. doi:10.1103/PhysRevLett.87.215502. PMID 11736348.
  145. Karousis, Nikolaos; Tagmatarchis, Nikos; Tasis, Dimitrios (2010-06-14). "Current progress on the chemical modification of carbon nanotubes". Chemical Reviews. 110 (9): 5366–5397. doi:10.1021/cr100018g. PMID 20545303.
  146. "The allotropes of carbon". Interactive Nano-Visualization in Science & Engineering Education. Archived from the original on 18 June 2010. Retrieved 29 August 2010.
  147. Buseck, P.R.; Tsipursky, S.J.; Hettich, R. (1992). "Fullerenes from the Geological Environment". Science. 257 (5067): 215–7. Bibcode:1992Sci...257..215B. doi:10.1126/science.257.5067.215. PMID 17794751.
  148. Cami, J; Bernard-Salas, J.; Peeters, E.; Malek, S. E. (2 September 2010). "Detection of C
    60
    and C
    70
    in a Young Planetary Nebula". Science. 329 (5996): 1180–2. Bibcode:2010Sci...329.1180C. doi:10.1126/science.1192035. PMID 20651118.
  149. Stars reveal carbon 'spaceballs', BBC, 22 July 2010.
  150. Belkin, A.; et., al. (2015). "Self-Assembled Wiggling Nano-Structures and the Principle of Maximum Entropy Production". Sci. Rep. 5: 8323. Bibcode:2015NatSR...5E8323B. doi:10.1038/srep08323. PMC 4321171. PMID 25662746.
  151. "The Nobel Prize in Chemistry ۱۹۹۶". Nobelprize.org. Archived from the original on 22 June 2013.
  152. A. Karton; B. Chan; K. Raghavachari & L. Radom (2013). "Evaluation of the heats of formation of corannulene and C60 by means of high-level theoretical procedures". Journal of Physical Chemistry A. 117 (8): 1834–1842. Bibcode:2013JPCA..117.1834K. doi:10.1021/jp312585r. PMID 23343032.
  153. Buckminsterfullerene and Buckyballs – Definition, Discovery, Structure, Production, Properties and A. AZoM.com. July 15, 2006
  154. 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.
  155. Holtzapffel, Ch. (1856). Turning And Mechanical Manipulation. Charles Holtzapffel. Archived from the original on 26 March 2016. Retrieved 27 June 2020.Internet Archive
  156. "Industrial Diamonds Statistics and Information". United States Geological Survey. Archived from the original on 2009-05-06. Retrieved 2009-05-05.
  157. Coelho, R. T.; Yamada, S.; Aspinwall, D. K.; Wise, M. L. H. (1995). "The application of polycrystalline diamond (PCD) tool materials when drilling and reaming aluminum-based alloys including MMC". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 35 (5): 761–774. doi:10.1016/0890-6955(95)93044-7.
  158. Harris, D. C. (1999). Materials for infrared windows and domes: properties and performance. SPIE Press. pp. 303–334. ISBN 978-0-8194-3482-1.
  159. Nusinovich, G. S. (2004). Introduction to the physics of gyrotrons. JHU Press. p. 229. ISBN 978-0-8018-7921-0.
  160. Sakamoto, M.; Endriz, J. G.; Scifres, D. R. (1992). "120 W CW output power from monolithic AlGaAs (800 nm) laser diode array mounted on diamond heatsink". Electronics Letters. 28 (2): 197–199. Bibcode:1992ElL....28..197S. doi:10.1049/el:19920123.
  161. Rappazzo, Kristen; Daniels, Julie; Messer, Lynne (2015). "Exposure to Elemental Carbon, Organic Carbon, Nitrate, and Sulfate Fractions of Fine Particulate Matter and Risk of Preterm Birth in New Jersey, Ohio, and Pennsylvania (2000–2005)". Environ Health Perspect. 123 (12): 1059–1065. doi:10.1002/chem.200401299. PMID 25910280.
  162. Dorfer, Leopold; Moser, M.; Spindler, K.; Bahr, F.; Egarter-Vigl, E.; Dohr, G. (1998). "5200-year old acupuncture in Central Europe?". Science. 282 (5387): 242–243. Bibcode:1998Sci...282..239D. doi:10.1126/science.282.5387.239f. PMID 9841386.
  163. 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. Archived from the original on 2009-05-01.
  164. Carbon Nanoparticles Toxic To Adult Fruit Flies But Benign To Young بایگانی‌شده در ۲۰۱۱-۱۱-۰۲ توسط Wayback Machine ScienceDaily (Aug. 17, 2009)
  165. "Press Release – Titanic Disaster: New Theory Fingers Coal Fire". www.geosociety.org. Archived from the original on 2016-04-14. Retrieved 2016-04-06.
  166. McSherry, Patrick. "Coal bunker Fire". www.spanamwar.com. Archived from the original on 2016-03-23. Retrieved 2016-04-06.
  167. "Meeting of RG2 with Windscale Pile 1 Decommissioning Project Team" (PDF). Nuclear Safety Advisory Committee. 2005-09-29. NuSAC(2005)P 18. Retrieved 2008-11-26.
  168. Marsden, B.J.; Preston, S.D.; Wickham, A.J. (8–10 September 1997). "Evaluation of graphite safety issues for the British production piles at Windscale". AEA Technology. IAEA. IAEA-TECDOC—1043. Retrieved 13 November 2010.
  169. "Environmental and Health Effects of Cyanide". International Cyanide Management Institute. 2006. Retrieved 4 August 2009.
  170. Dorland's Illustrated Medical Dictionary (32 ed.). Elsevier Health Sciences. 2011. p. 1481. ISBN 978-1-4557-0985-4. Archived from the original on 8 September 2017.
  171. ۱۷۱٫۰ ۱۷۱٫۱ Anseeuw, K; Delvau, N; Burillo-Putze, G; De Iaco, F; Geldner, G; Holmström, P; Lambert, Y; Sabbe, M (February 2013). "Cyanide poisoning by fire smoke inhalation: a European expert consensus". European Journal of Emergency Medicine. 20 (1): 2–9. doi:10.1097/mej.0b013e328357170b. PMID 22828651.
  172. Hamel, J (February 2011). "A review of acute cyanide poisoning with a treatment update". Critical Care Nurse. 31 (1): 72–81, quiz 82. doi:10.4037/ccn2011799. PMID 21285466.

کتاب‌شناسیویرایش

  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.

پیوند به بیرونویرایش