الصف الثاني الإعدادي 7


    الكربون

    شاطر

    الكربون

    مُساهمة  عبدالرحمن صالح في الأحد أبريل 05, 2009 6:38 am

    تحدث في الوقت الحاضر ثورة في الكيمياء، قوامها جزيء عجيب من الكربون اكتشف منذ عدة سنوات، وفي كل يوم يتضح أن له استخدامات مذهلة، إنه الجزيء الضخم الذي أطلق عليه رسميا "باكمينستر فلورين" وذلك تيمنا باسم المهندس الأمريكي الذي ابتكر قبة ذات شكل هندسي تشبه تماما تجسيما هائلا لهذا الجزيء الجديد.

    يطلق الكيميائيون على هذا الجزيء الجديد "كرة باكي" Bucky Ball اختصارا أو ك- 60، إذ إن هذا الجزيء العملاق يتكون من ستين ذرة ذات تركيب هندسي فريد ومستقر يشبه كرة القدم المجوفة، ومنذ اكتشافه وهو في بؤرة الاهتمام في الأوساط العلمية، إذ تبين أنه يمكن استخدامه في صناعة بطاريات بالغة القوة ووقودا جبارا للصواريخ ومركبات الفضاء وفي الرقاقات المتطورة للكمبيوتر وموصلات فائقة وفي اللدائن الصناعية وحتى في علاج السرطان، والعديد من الاستخدامات الأخرى، وفتح ذلك الباب على مجال جديد تماما في علم الكيمياء.

    لقد جاء اكتشاف نوع جديد من الكربون مفاجأة مذهلة لمعظم العلماء، فالكربون أكثر العناصر التي تعرضت للبحث العلمي المكثف لأنه الأساس في معظم الجزيئات العضوية. ولتقدير مدى أهمية هذا الاكتشاف الحديث، سوف نلقي الضوء أولا على الجرافيت والألماس كصورتين من صور الكربون النقي.

    الجرافيت أكثر صور الكربون شيوعا، ويوجد في شكل صلب أسود ناعم الملمس حيث ترتب ذراته في شكل طبقات مسطحة، يمكن أن تنزلق على بعضها البعض. ومن ثم يمكن استخدام الجرافيت بكفاءة في تشحيم الآلات. ويصنع من الجرافيت الأقلام الرصاص، ولأنه موصل للكهرباء فهو يصلح لصناعة الأقطاب الكهربائية. كما يوصل الجرافيت الحرارة ولا يتحد بالمواد الكيميائية الأخرى إلا في درجات الحرارة العالية، ومن ثم فكثير من الأوعية التي تصهر فيها المعادن، تصنع من الجرافيت. وكذلك يستخدم الجرافيت في المفاعلات النووية ليبطىء من سرعة النيوترونات ومن ثم تعمل المفاعلات بكفاءة أكثر.

    أما الألماس فيتكون من بلورات فائقة الصلادة متلألئة وعديمة اللون. والألماس جزيء عملاق يتكون من ذرات كربون، كل منها يلتحم بأربع ذرات أخرى. لتكوين أركان التركيب الهرمي المسمى "الهرم الرباعي المنتظم". ولا يذوب في الأحماض، ولكنه لو تعرض لحرارة عالية ومع وجود الأكسوجين يحترق ويتحول إلى ثاني أكسيد الكربون، وإذا سُخّن دون وجود الأكسوجين فسوف يتحول إلى جرافيت. وأصبح الألماس يستخدم في بعض أجزاء محركات السيارات والطائرات الحديثة بسبب صلادته الشديدة التي تنتج عن تركيبه الذري الفريد.

    واتضح للعلماء أخيرا تركيب جزيء الكربون العملاق الجديد، الذي نتج من التحام 60 ذرة كربون (ك- 60) مع بعضها البعض لتكوين هيكل كروي الشكل ذي 12 مضلعا خماسيا و 20 وجها سداسيا على سطحه يشبه كرة القدم المجوفة. كما ثبت أيضا أنه عند وجود عدد كبير من مثل هذه الجزيئات الضخمة، فإنها تتبلور (أي تتخذ شكلا محددا) في كيان صلب ذي شبكات متكدسة منتظمة مكونة من جزيئات ك- 60 أي كرات باكي، وتكون له درجة عالية مدهشة من التماثل. والاسم الشائع لهذا الكيان هو كرة القدم ذات الستين رأسا (رأس واحد لكل ذرة كربون في الجزيء ك- 60) وكل ذرة كربون ترتبط كيميائيا بثلاث ذرات كربون أخرى، بحيث تكوّن كل رابطة حافة في سداسيين كما تكوّن كل رابطتين حافتي خماسي وسداسي.

    وجميع ذرات الكربون متكافئة من حيث التماثل وتشكل سطحا مغلقا، مكونا من مجموعة من الأضلاع الخماسية والسداسية المنتظمة.

    وتصنع كرات باكي عندما تصطدم ذرات كربون ساخنة جدا وشظايا الجرافيت بعضها بالبعض.

    وتلتف شظايا الجرافيت لأن الذرات الموجودة في الحواف المتآكلة لطبقاتها الرقيقة، تكون متلهفة للالتصاق بأي شيء. فـإذا قُدّر لأي ذرة كربون واحدة أن تصطدم بالحافة، فيمكنها أن ترتبط بطرفين سائبين لتكوين شكل خماسي. وهذه الأشكال الخماسية تميل لجعل السطح أكثر تقوسا.

    أما طبقة الأشكال السداسية- في شظايا الجرافيت - فتميل لجعل السطح مسطحا، وعندما تختلط الخماسيات والسداسيات، فإن الخماسيات تبتعد عن بعضها البعض لأن وجودها متجاورة يجعلها غير مستقرة، ومن ثم يلتف السطح إلى أعلى حتى ينغلق تماما، حيث تفصل السداسيات بين الخماسيات وكذلك بين بعضها البعض. وهكذا يبدو جزيء ك- 60 مثل كرة القدم المجوفة، وهو الجزيء الوحيد لأي عنصر منفرد يتخذ شكلا كرويا.

    اكتشاف الجزيء السحري

    رد: الكربون

    مُساهمة  ooooo في الأحد أبريل 05, 2009 7:08 am

    يعطيك العافيه

      الوقت/التاريخ الآن هو الثلاثاء ديسمبر 11, 2018 9:33 am