Τι είναι το στοιχειακό άνθρακα;

Το στοιχείο του άνθρακα είναι ένα μη μεταλλικό υλικό που περιέχει έξι ηλεκτρόνια.Ο άνθρακας, μια μορφή άνθρακα, έχει χρησιμοποιηθεί από τους προϊστορικούς χρόνους.Το όνομα Carbon προέρχεται από τη λατινική λέξη Carbo που σημαίνει κάρβουνο.Ο άνθρακας μπορεί να βρεθεί σε οργανικό υλικό όπως φυτά και ζώα και σε ανόργανα υλικά όπως ορυκτά και μεταλλεύματα.Ο στοιχειακός άνθρακας αναφέρεται στις ανόργανες μορφές άνθρακα που μπορούν να βρεθούν σε κρυσταλλικές και άμορφες μορφές. Οι κρυσταλλικές μορφές έχουν στοιχειακά άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε κανονικό μοτίβο ενώ τα άτομα άνθρακα σε άμορφες μορφές δεν έχουν κανονικά πρότυπα.Οι δύο κρυσταλλικές μορφές στοιχειακού άνθρακα είναι διαμάντια και γραφίτη.Η κρυσταλλική δομή διαμαντιών σχηματίζεται από κάθε άτομο άνθρακα δημιουργώντας έναν ομοιοπολικό δεσμό, μοιράζοντας ένα ζευγάρι ηλεκτρονίων με τέσσερα άλλα άτομα άνθρακα.Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι οι ισχυρότεροι χημικοί δεσμοί που είναι γνωστοί στην ανθρωπότητα.Τα διαμάντια είναι οι πιο δύσκολες ουσίες και οι λιγότερο πτητικές με σημείο τήξης 6.242 deg, f (3.550 deg, c)

Η κρυσταλλική δομή του γραφίτη σχηματίζεται από άτομα άνθρακα που δημιουργούν σφιχτά εξαγωνικούς δεσμούς με άλλα άτομα στο ίδιο επίπεδο,και ένα πιο χαλαρό δεσμό μεταξύ των ατόμων σε διαφορετικά επίπεδα.Ένας χαλαρός δεσμός μεταξύ των επιπέδων καθιστά τον γραφίτη πολύ μαλακό και επιτρέπει στον γραφίτη να χρησιμοποιηθεί ως λιπαντικό.Σε αντίθεση με τα διαμάντια, ο γραφίτης είναι ένας καλός ηλεκτρικός αγωγός.

πριν από το 1955, όλα τα διαμάντια προέρχονταν από φυσικές αποθέσεις.Το 1955, οι εργαστηριακές δοκιμές απέδειξαν ότι η εφαρμογή υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας σε γραφίτη παρουσία καταλύτη θα μπορούσε να δημιουργήσει συνθετικά διαμάντια.Τα συνθετικά διαμάντια χρησιμοποιούνται κυρίως για βιομηχανικούς σκοπούς.

Ο άμορφος άνθρακας δημιουργείται όταν ένα υλικό που περιέχει άνθρακα καίγεται χωρίς επαρκές οξυγόνο για να επιτρέψει την πλήρη καύση.Ο προκύπτων μαύρος άνθρακας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πυρήνων μπαταριών ξηρού κυττάρου, μελάνια, χρώματα και αποτελεί κρίσιμο στοιχείο στην κατασκευή προϊόντων από καουτσούκ.Ο μαύρος άνθρακας είναι επίσης το υποπροϊόν των δασικών πυρκαγιών και η ανεπαρκής καύση καυσίμων σε αυτοκίνητα, εργοστάσια παραγωγής και ηλεκτρική παραγωγή με βάση τον άνθρακα.Το καύσιμο ντίζελ δημιουργεί περισσότερο μαύρο άνθρακα από τη βενζίνη κατά τη διάρκεια της καύσης.Ο μαύρος άνθρακας μπορεί να προκαλέσει τόσο προβλήματα υγείας όσο και σε περιβαλλοντικά.Το άσθμα και η χρόνια βρογχίτιδα έχουν συνδεθεί με τον μαύρο άνθρακα και υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι ο μαύρος άνθρακας ή αιθάλη μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο για εμφύσημα και καρκίνο του πνεύμονα.Ο μαύρος άνθρακας είναι επίσης ένας παράγοντας στην αλλαγή του κλίματος.Δεδομένου ότι ο μαύρος άνθρακας παραμένει στην ατμόσφαιρα για εβδομάδες και όχι για τον αιώνα που κάνει το διοξείδιο του άνθρακα, η μείωση των εκπομπών μαύρου άνθρακα θεωρείται ως ένας από τους ταχύτερους τρόπους για να μειωθεί ενδεχομένως οι επιπτώσεις της παγκόσμιας αλλαγής του κλίματος.