Koolstof is een van de meest voorkomende chemische elementen op aarde en door zijn massa valt het op de tweede plaats alleen voor zuurstof. Het leven op aarde dankt zijn bestaan ​​aan koolstof, omdat het de chemische basis is voor alle levende wezens op deze planeet. Vanwege zijn vier valentie-elektronen binden koolstofmoleculen zich met zuurstof, waterstof en stikstof. Koolstof bindt ook met fosfor en zwavel om de biochemische bouwstenen te vormen die vetten, eiwitten en koolhydraten bevatten. Zonder koolstof zouden mensen niet bestaan ​​zoals ze dat nu doen.

TL; DR (Te lang; niet gelezen)

Kenmerken van koolstof omvatten het vermogen om zich te binden met zuurstof, waterstof, stikstof, fosfor en zwavel. Koolstof-biochemische verbindingen zijn essentieel voor alle leven op aarde. Vanwege het bindvermogen kan koolstof enkele, dubbele of drievoudige covalente bindingen vormen met andere atomen.

Meerdere fysieke vormen

Als een allotroop biochemisch element bestaat koolstof in meerdere fysieke vormen, zelfs koolstof. hoewel ze chemisch vergelijkbaar zijn. Koolstof bestaat als grafiet-, diamant- of koolstofresidu achterblijft wanneer koolstof-gebaseerde verbindingen warmte en druk ervaren. Grafiet, dat bestaat in een bladachtige structuur, is zacht en geleidt elektriciteit. Daar staat tegenover dat diamant extreem hard is, geen elektriciteit geleidt en inert is. Koolstofresten omvatten steenkool, houtskool en andere stoffen die mensen gebruiken voor energie.

Koolstofatomenstructuur

Een stabiel koolstofatoom bezit zes protonen, zes neutronen en zes elektronen, wat resulteert in een atomaire massa van 12.011 en zit op de zesde positie op het periodiek systeem der elementen. Vier van zijn elektronen bevinden zich in de buitenste schil van het atoom, terwijl de andere twee in de binnenste schil voorkomen. Solid-state moleculen bestaande uit alleen gebonden koolstofatomen vormen tetraëdrische of hexagonale vormen, afhankelijk van de fysieke status van de stof.

Chemische eigenschappen

Koolstof verbrandt in zuurstof om koolstofdioxide en koolmonoxide te maken . Koolstof kan ook carbiden vormen bij verhitting met oxiden. Calciumoxide dat wordt verhit met koolstof, vormt bijvoorbeeld calciumcarbide en koolmonoxide. Bovendien werken koolstofverbindingen zoals koolmonoxide als reductiemiddel voor metaaloxiden. Bijvoorbeeld, het toepassen van extreme hitte van een bron zoals een oven op ijzeroxide in een koolmonoxideomgeving, vermindert het ijzeroxide tot ijzer.

Koolstofketens

Koolstof kan koolstofketens vormen in één , dubbele en drievoudige bindingen met andere koolstofatomen. Genaamd catenation, dit proces is de basis voor de creatie van organische verbindingen en de studie van organische chemie. Hoewel andere elementen zoals silicium of germanium in staat zijn tot beperkte catenatie, kan koolstof ook ketens van onbeperkte grootte vormen. Bovendien kan alleen koolstof dubbele en driedubbele banden cateneren, terwijl andere elementen alleen losse bindingen kunnen vormen.