الكربون

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 35 صور
الموسوعة الحرة

الكربون،  6 ج
الجرافيت (على اليسار) والماس (على اليمين)، نوعان من الكربون
الكربون
الأشكال المتآصلةالجرافيت والماس والمزيد (انظر أشكال الكربون )
مظهر
  • الجرافيت: أسود، ذو مظهر معدني
  • الماس: واضح
الوزن الذري القياسي A r °(C)
  • [12.0096 ، 12.0116 ] [1]
  • 12.011 ± 0.002  ( مختصر ) [2]
الكربون في الجدول الدوري
هيدروجين الهيليوم
الليثيوم البريليوم البورون الكربون نتروجين الأكسجين الفلور نيون
الصوديوم المغنيسيوم الألومنيوم السيليكون الفوسفور الكبريت الكلور الأرجون
البوتاسيوم الكالسيوم سكانديوم التيتانيوم الفاناديوم الكروم المنغنيز حديد الكوبالت النيكل نحاس الزنك الجاليوم الجرمانيوم الزرنيخ السيلينيوم البروم كريبتون
الروبيديوم السترونشيوم الإيتريوم الزركونيوم النيوبيوم الموليبدينوم تكنيشيوم الروثينيوم الروديوم البلاديوم فضي الكادميوم إنديوم القصدير الأنتيمون التيلوريوم اليود زينون
السيزيوم الباريوم اللانثانوم السيريوم براسيوديميوم نيوديميوم بروميثيوم الساماريوم اليوروبيوم الغادولينيوم التربيوم الديسبروسيوم هولميوم الإربيوم الثوليوم الإيتربيوم اللوتيتيوم الهافنيوم التنتالوم التنغستن رينيوم الأوزميوم الإيريديوم البلاتين ذهب الزئبق (عنصر) الثاليوم يقود البزموت البولونيوم استاتين رادون
الفرانسيوم الراديوم الأكتينيوم الثوريوم بروتكتينيوم اليورانيوم النبتونيوم البلوتونيوم الأمريسيوم كوريوم بِركيليوم كاليفورنيوم أينشتاينيوم فيرميوم مندليفيوم نوبليوم اللورنسيوم رذرفورديوم الدبنيوم سيبورجيوم بوريوم هاسيوم مايتنيريوم دارمشتاديوم رونتجينيوم كوبرنيسيوم النيهونيوم فليروفيوم موسكوفيوم ليفرموريوم تينيسي أوجانيسون
–
↑
ج
↓
سي
البورون ← الكربون → النيتروجين
العدد الذري ( Z )6
مجموعةالمجموعة 14 (مجموعة الكربون)
فترةالفترة 2
حاجز  كتلة-p
التوزيع الالكتروني[ هو ] 2س 2 2ص 2
عدد الالكترونات في كل غلاف2, 4
الخصائص الفيزيائية
المرحلة في  STPصلب
نقطة التسامي3915 كلفن (3642 درجة مئوية، 6588 درجة فهرنهايت)
الكثافة (بالقرب من  درجة الحرارة )الجرافيت: 2.266 جم/سم 3 [3] [4]
الماس: 3.515 جم/سم 3
غير متبلور: 1.8–2.1 جم/سم 3
نقطة ثلاثية4600 كلفن، 10800 كيلو باسكال [5] [6]
حرارة الانصهارالجرافيت: 117  كيلوجول/مول
السعة الحرارية الموليةالجرافيت: 8.517 جول/(مول·ك)
الماس: 6.155 جول/(مول·ك)
الخصائص الذرية
حالات الأكسدةمشترك: −4، +4
−3، [7] −2، [7] −1، [7] 0، +1، [7] +2، [7] +3 [7]
السالبية الكهربيةمقياس بولينج: 2.55
طاقات التأين
  • الأول: 1086.5 كيلوجول/مول
  • 2: 2352.6 كيلوجول/مول
  • 3: 4620.5 كيلوجول/مول
  • ( أكثر )
نصف القطر التساهميsp 3 : 77 مساءً
sp 2 : 73 مساءً
sp: 69  مساءً
دائرة فان دير فالس170 مساء
خطوط الألوان في النطاق الطيفي
الخطوط الطيفية للكربون
خصائص أخرى
حدوث طبيعيبدائي
البنية البلوريةالجرافيت: سداسي بسيط ( hP4 )
ثوابت الشبكة
بنية بلورية سداسية بسيطة للجرافيت: الكربون
أ  = 246.14 بيكومتر
ج  = 670.94 بيكومتر
(عند 20 درجة مئوية) [3]
البنية البلوريةالماس: ماسي مكعب مركز الوجه ( cF8 )
ثابت الشبكة
البنية البلورية للماس المكعب: الكربون
أ  = 356.707 بيكومتر
(عند 20 درجة مئوية) [3]
التمدد الحراريالماس: 0.8 ميكرومتر/(م⋅ك) (عند 25 درجة مئوية) [8]
الموصلية الحراريةالجرافيت: 119–165 واط/(م⋅ك)
الماس: 900–2300 واط/(م⋅ك)
المقاومة الكهربائيةالجرافيت: 7.837 ميكرو أوم⋅م [9]
الطلب المغناطيسيمغناطيسية [10]
القابلية المغناطيسية الموليةالماس:−5.9 × 10 −6  سم 3 /مول [11]
معامل يونغالماس: 1050 جيجاباسكال [8]
معامل القصالماس: 478 جيجاباسكال [8]
وحدة الحجمالماس: 442 جيجاباسكال [8]
سرعة الصوت قضيب رفيعالماس: 18,350 متر/ثانية (عند 20 درجة مئوية)
نسبة بواسونالماس: 0.1 [8]
صلابة موسالجرافيت: 1-2
الماس: 10
رقم CAS
  • الكربون الذري: 7440-44-0
  • الجرافيت: 7782-42-5
  • الماس: 7782-40-3
تاريخ
اكتشافالمصريون والسومريون [12] (3750 قبل الميلاد )
تم التعرف عليه كعنصر من قبلأنطوان لافوازييه [13] (1789)
نظائر الكربون
  • ف
  • هـ
النظائر الرئيسية فساد
وفرة نصف العمر ( t 1/2 ) وضع منتج
11 ج مُصنِّع 20.34 دقيقة بيتا + 11 ب
12 ج 98.9% مستقر
13 ج 1.06% مستقر
14 ج 1 جزء لكل بوصة ( 1 ⁄10 12 ) 5.70 × 10 3  سنة β − 14 ن
 الفئة: الكربون
  • منظر
  • يتحدث
  • يحرر
| المراجع

الكربون (من اللاتينية carbo  "فحم") هو عنصر كيميائي ؛ له الرمز C والعدد الذري 6. وهو غير معدني ورباعي التكافؤ - مما يعني أن ذراته قادرة على تكوين ما يصل إلى أربع روابط تساهمية بسبب غلافه التكافؤي الذي يظهر 4 إلكترونات. ينتمي إلى المجموعة 14 من الجدول الدوري . [14] يشكل الكربون حوالي 0.025 في المائة من قشرة الأرض. [15] توجد ثلاثة نظائر بشكل طبيعي، 12 C و 13 C مستقران، بينما 14 C هو نويدة مشعة ، تتحلل بنصف عمر 5700 عام. [16] الكربون هو أحد العناصر القليلة المعروفة منذ العصور القديمة . [17]

الكربون هو العنصر الخامس عشر الأكثر وفرة في قشرة الأرض ، والرابع الأكثر وفرة في الكون من حيث الكتلة بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين . وفرة الكربون، وتنوعه الفريد من المركبات العضوية ، وقدرته غير العادية على تكوين البوليمرات في درجات الحرارة الشائعة على الأرض، تمكن هذا العنصر من أن يكون عنصرًا مشتركًا لجميع أشكال الحياة المعروفة . إنه ثاني أكثر العناصر وفرة في جسم الإنسان من حيث الكتلة (حوالي 18.5٪) بعد الأكسجين. [18]

يمكن لذرات الكربون أن ترتبط ببعضها بطرق متنوعة، مما ينتج عنه أشكال متآصلة مختلفة من الكربون . تشمل الأشكال المتآصلة المعروفة الجرافيت والماس والكربون غير المتبلور والفوليرينات . تختلف الخصائص الفيزيائية للكربون على نطاق واسع مع الشكل المتآصل. على سبيل المثال، الجرافيت معتم وأسود، بينما الماس شفاف للغاية . الجرافيت ناعم بما يكفي لتكوين خط على الورق (ومن هنا جاء اسمه، من الفعل اليوناني "γράφειν" والذي يعني "الكتابة")، بينما الماس هو أصعب مادة طبيعية معروفة. الجرافيت موصل جيد للكهرباء بينما الماس لديه موصلية كهربائية منخفضة . في ظل الظروف العادية، يتمتع الماس وأنابيب الكربون النانوية والجرافين بأعلى موصلية حرارية من بين جميع المواد المعروفة. جميع أشكال الكربون هي مواد صلبة في ظل الظروف العادية، حيث يكون الجرافيت هو الشكل الأكثر استقرارًا ترموديناميكيًا في درجة الحرارة والضغط القياسيين. إنها مقاومة كيميائيًا وتتطلب درجة حرارة عالية للتفاعل حتى مع الأكسجين.

الحالة الأكثر شيوعًا لأكسدة الكربون في المركبات غير العضوية هي +4، بينما توجد +2 في أول أكسيد الكربون ومجمعات كربونيل المعادن الانتقالية . أكبر مصادر الكربون غير العضوي هي الحجر الجيري والدولوميت وثاني أكسيد الكربون ، ولكن توجد كميات كبيرة في الرواسب العضوية من الفحم والجفت والنفط وكلاثرات الميثان . يشكل الكربون عددًا كبيرًا من المركبات ، حيث تم وصف وفهرسة حوالي مائتي مليون؛ [ 19] ومع ذلك فإن هذا العدد ليس سوى جزء بسيط من عدد المركبات الممكنة نظريًا في ظل الظروف القياسية.

صفات

مخطط طور الكربون المتوقع نظريًا، من عام 1989. تشير الأعمال الأحدث إلى أن نقطة انصهار الماس (المنحنى العلوي الأيمن) لا تتجاوز حوالي 9000 كلفن. [20]

تشمل الأشكال المتآصلة للكربون الجرافيت ، وهو أحد أنعم المواد المعروفة، والماس ، وهو أصعب مادة طبيعية. يرتبط بسهولة مع ذرات صغيرة أخرى، بما في ذلك ذرات الكربون الأخرى، وهو قادر على تكوين روابط تساهمية مستقرة متعددة مع ذرات متعددة التكافؤ مناسبة. الكربون هو عنصر مكون في الغالبية العظمى من جميع المركبات الكيميائية ، حيث تم وصف حوالي مائتي مليون مثال في الأدبيات الكيميائية المنشورة. [19] يتمتع الكربون أيضًا بأعلى نقطة تسامي بين جميع العناصر. عند الضغط الجوي ليس له نقطة انصهار، حيث أن نقطته الثلاثية هي عند 10.8 ± 0.2 ميجا باسكال (106.6 ± 2.0 ضغط جوي؛ 1566 ± 29 رطل/بوصة مربعة) و4600 ± 300 كلفن (4330 ± 300 درجة مئوية؛ 7820 ± 540 درجة فهرنهايت)، [5] [6] لذلك يتسامى عند حوالي 3900 كلفن (3630 درجة مئوية؛ 6560 درجة فهرنهايت). [21] [22] الجرافيت أكثر تفاعلية من الماس في الظروف القياسية، على الرغم من كونه أكثر استقرارًا ترموديناميكيًا، حيث أن نظامه غير الموضعي أكثر عرضة للهجوم. على سبيل المثال، يمكن أكسدة الجرافيت بواسطة حمض النيتريك المركز الساخن في ظروف قياسية إلى حمض الميليتيك ، C6 ( CO2H ) 6 ، والذي يحافظ على الوحدات السداسية للجرافيت أثناء تفكيك البنية الأكبر. [23]

يتسامى الكربون في قوس الكربون، الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 5800 كلفن (5530 درجة مئوية أو 9980 درجة فهرنهايت). وبالتالي، وبصرف النظر عن شكله المتآصل، يظل الكربون صلبًا عند درجات حرارة أعلى من المعادن ذات أعلى نقطة انصهار مثل التنغستن أو الرينيوم . وعلى الرغم من كونه عرضة للأكسدة من الناحية الديناميكية الحرارية، فإن الكربون يقاوم الأكسدة بشكل أكثر فعالية من العناصر مثل الحديد والنحاس، والتي تعد عوامل اختزال أضعف في درجة حرارة الغرفة.

الكربون هو العنصر السادس، وله تكوين إلكتروني في الحالة الأرضية 1s 2 2s 2 2p 2 ، حيث تكون الإلكترونات الأربعة الخارجية منه إلكترونات تكافؤ . وطاقات التأين الأربع الأولى، 1086.5 و2352.6 و4620.5 و6222.7 كيلوجول/مول، أعلى بكثير من تلك الخاصة بعناصر المجموعة 14 الأثقل. والسالبية الكهربية للكربون هي 2.5، وهي أعلى بكثير من عناصر المجموعة 14 الأثقل (1.8-1.9)، ولكنها قريبة من معظم اللافلزات القريبة، وكذلك بعض المعادن الانتقالية في الصف الثاني والثالث. وعادة ما تؤخذ أقطار التساهمية للكربون على أنها 77.2 بيكومتر (C−C) و66.7 بيكومتر (C=C) و60.3 بيكومتر (C≡C)، على الرغم من أن هذه قد تختلف اعتمادًا على رقم التنسيق وما يرتبط به الكربون. بشكل عام، يتناقص نصف القطر التساهمي مع انخفاض رقم التنسيق وارتفاع ترتيب الرابطة. [24]

تشكل المركبات القائمة على الكربون أساس كل أشكال الحياة المعروفة على الأرض، وتوفر دورة الكربون والنيتروجين والأكسجين جزءًا صغيرًا من الطاقة التي تنتجها الشمس، ومعظم الطاقة في النجوم الأكبر (مثل سيريوس ). وعلى الرغم من أنه يشكل مجموعة متنوعة غير عادية من المركبات، فإن معظم أشكال الكربون غير تفاعلية نسبيًا في ظل الظروف العادية. وفي درجات الحرارة والضغط القياسيين، يقاوم جميع المؤكسدات باستثناء أقوى المؤكسدات. ولا يتفاعل مع حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك أو الكلور أو أي قلويات . وفي درجات الحرارة المرتفعة، يتفاعل الكربون مع الأكسجين لتكوين أكاسيد الكربون وسيسرق الأكسجين من أكاسيد المعادن لمغادرة المعدن العنصري. ويستخدم هذا التفاعل الطارد للحرارة في صناعة الحديد والصلب لصهر الحديد والتحكم في محتوى الكربون في الفولاذ :

في
3ا
4+ 4 ج (ثانية) + 2 أ
2→ 3 Fe (ثانية) + 4 CO
2(ز) .

يتفاعل الكربون مع الكبريت لتكوين ثاني كبريتيد الكربون ، ويتفاعل مع البخار في تفاعل الفحم والغاز المستخدم في تحويل الفحم إلى غاز :

C (ق) + H 2 O (ز) → CO (ز) + H 2(ز) .

يتحد الكربون مع بعض المعادن عند درجات حرارة عالية لتكوين كربيدات معدنية، مثل كربيد الحديد السمنتيتي في الفولاذ وكربيد التنغستن ، والذي يستخدم على نطاق واسع كمادة كاشطة ولصنع أطراف صلبة لأدوات القطع.

يمتد نظام الأشكال المتآصلة للكربون عبر مجموعة من التطرفات:

يعتبر الجرافيت أحد أكثر المواد ليونة المعروفة. الماس النانوي الصناعي هو أصعب مادة معروفة. [25]
يعد الجرافيت مادة تشحيم جيدة جدًا، حيث يتميز بقدرة تشحيم فائقة . [26] الماس هو المادة الكاشطة النهائية.
الجرافيت موصل للكهرباء. [27] الماس هو عازل كهربائي ممتاز ، [28] ولديه أعلى مجال انهيار كهربائي من أي مادة معروفة.
يتم استخدام بعض أشكال الجرافيت للعزل الحراري (مثل حواجز الحرائق والدروع الحرارية)، ولكن بعض الأشكال الأخرى تعتبر موصلات حرارية جيدة. الماس هو أفضل موصل حراري طبيعي معروف .
الجرافيت معتم . الماس شفاف للغاية.
يتبلور الجرافيت في النظام السداسي . [29] يتبلور الماس في النظام المكعب .
الكربون غير المتبلور متساوي الخواص تمامًا . تُعد أنابيب الكربون النانوية من بين أكثر المواد المتباينة الخواص المعروفة.

الأشكال المتآصلة

الكربون الذري هو نوع قصير العمر للغاية، وبالتالي، يتم تثبيت الكربون في هياكل متعددة الذرات ذات تكوينات جزيئية متنوعة تسمى المتآصلات . المتآصلات الثلاثة المعروفة نسبيًا للكربون هي الكربون غير المتبلور والجرافيت والماس. بعد أن اعتُبرت غريبة، يتم تصنيع الفوليرينات بشكل شائع واستخدامها في الأبحاث؛ وهي تشمل كرات الباكي ، [30] [31] وأنابيب الكربون النانوية ، [32] وبراعم الكربون النانوية [33] والألياف النانوية . [34] [35] كما تم اكتشاف العديد من المتآصلات الغريبة الأخرى، مثل اللونسداليت ، [36] والكربون الزجاجي ، [37] ورغوة الكربون النانوية [38] والكربون الأسيتيليني الخطي (الكاربين). [39]

الجرافين عبارة عن طبقة ثنائية الأبعاد من الكربون حيث يتم ترتيب الذرات في شبكة سداسية الشكل. اعتبارًا من عام 2009، يبدو أن الجرافين هو أقوى مادة تم اختبارها على الإطلاق. [40] ستتطلب عملية فصله عن الجرافيت بعض التطوير التكنولوجي الإضافي قبل أن يصبح اقتصاديًا للعمليات الصناعية. [41] إذا نجحت، يمكن استخدام الجرافين في بناء مصعد فضائي . يمكن استخدامه أيضًا لتخزين الهيدروجين بأمان لاستخدامه في محرك يعمل بالهيدروجين في السيارات. [42]

عينة كبيرة من الكربون الزجاجي

الشكل غير المتبلور هو مجموعة من ذرات الكربون في حالة غير بلورية وغير منتظمة وزجاجية، ولا يتم الاحتفاظ بها في بنية بلورية كبيرة. وهو موجود على شكل مسحوق، وهو المكون الرئيسي للمواد مثل الفحم، والسخام ، والكربون المنشط . عند الضغوط العادية، يأخذ الكربون شكل الجرافيت، حيث ترتبط كل ذرة بشكل ثلاثي بثلاث ذرات أخرى في مستوى مكون من حلقات سداسية مندمجة ، تمامًا مثل تلك الموجودة في الهيدروكربونات العطرية . [43] الشبكة الناتجة ثنائية الأبعاد، والصفائح المسطحة الناتجة مكدسة ومرتبطة بشكل فضفاض من خلال قوى فان دير فال الضعيفة . وهذا يعطي الجرافيت نعومته وخصائصه الانشقاقية (تنزلق الصفائح بسهولة فوق بعضها البعض). ونظرًا لعدم موضعة أحد الإلكترونات الخارجية لكل ذرة لتكوين سحابة π ، فإن الجرافيت يوصل الكهرباء ، ولكن فقط في مستوى كل ورقة مرتبطة تساهميًا . ويؤدي هذا إلى انخفاض التوصيل الكهربائي الكلي للكربون مقارنة بمعظم المعادن. كما أن عدم التموضع مسؤول أيضًا عن الاستقرار الطاقي للجرافيت مقارنة بالماس في درجة حرارة الغرفة.

بعض أشكال الكربون: أ) الماس ؛ ب) الجرافيت ؛ ج) اللونسداليت ؛ د-و) الفوليرينات (C 60 ، C 540 ، C 70 )؛ ز) الكربون غير المتبلور ؛ ح) أنبوب الكربون النانوي

عند ضغوط عالية جدًا، يشكل الكربون الشكل المتآصل الأكثر إحكامًا، الماس، الذي يبلغ كثافة كثافته ضعف كثافة الجرافيت تقريبًا. هنا، ترتبط كل ذرة بشكل رباعي السطوح بأربع ذرات أخرى، لتشكل شبكة ثلاثية الأبعاد من حلقات مجعدة مكونة من ستة ذرات. الماس له نفس البنية المكعبة مثل السيليكون والجرمانيوم ، وبسبب قوة روابط الكربون-الكربون ، فهو أصعب مادة تحدث بشكل طبيعي تقاس بمقاومتها للخدش . على عكس الاعتقاد السائد بأن "الماس يدوم إلى الأبد" ، فهو غير مستقر ترموديناميكيًا ( Δ f G ° (الماس، 298 كلفن) = 2.9 كيلوجول/مول [44] ) في ظل الظروف العادية (298 كلفن، 10 5  باسكال) ويجب أن يتحول نظريًا إلى جرافيت. [45] ولكن بسبب حاجز طاقة التنشيط العالي ، يكون الانتقال إلى الجرافيت بطيئًا جدًا في درجة الحرارة العادية لدرجة أنه غير محسوس. ومع ذلك، عند درجات حرارة عالية جدًا يتحول الماس إلى جرافيت، ويمكن أن يحترق الماس في حريق منزلي. لم يتم فحص الزاوية اليسرى السفلية من مخطط الطور للكربون تجريبيًا. على الرغم من أن دراسة حسابية تستخدم أساليب نظرية الكثافة الوظيفية توصلت إلى استنتاج مفاده أنه عندما تكون درجة الحرارة → 0 كلفن و p → 0 باسكال ، يصبح الماس أكثر استقرارًا من الجرافيت بحوالي 1.1 كيلوجول / مول، [46] تُظهر الدراسات التجريبية والحسابية الأحدث والأكثر حسمًا أن الجرافيت أكثر استقرارًا من الماس عند درجة حرارة < 400 كلفن ، بدون ضغط مطبق، بمقدار 2.7 كيلوجول / مول عند درجة حرارة  = 0 كلفن و3.2 كيلوجول / مول عند درجة حرارة  = 298.15 كلفن. [47] في ظل بعض الظروف، يتبلور الكربون على شكل لونسداليت ، وهي شبكة بلورية سداسية حيث ترتبط جميع الذرات تساهميًا وخصائصها مماثلة لتلك الموجودة في الماس. [36]

الفوليرينات عبارة عن تكوين بلوري صناعي له بنية تشبه الجرافيت، ولكن بدلاً من الخلايا السداسية المسطحة فقط، قد تكون بعض الخلايا التي تتشكل منها الفوليرينات عبارة عن خماسيات أو سداسيات غير مستوية أو حتى سباعيات من ذرات الكربون. وبالتالي، تنحني الصفائح إلى كرات أو قطع ناقصة أو أسطوانات. لم يتم تحليل خصائص الفوليرينات (المنقسمة إلى كرات باكي وأنابيب باكي وبراعم نانوية) بشكل كامل حتى الآن وتمثل مجالًا مكثفًا للبحث في المواد النانوية . تم إعطاء أسماء الفوليرين وكرة الباكي على اسم ريتشارد باكمنستر فولر ، وهو منشئ القباب الجيوديسية ، والتي تشبه بنية الفوليرينات. كرات الباكي هي جزيئات كبيرة إلى حد ما تتكون بالكامل من كربون مرتبط بشكل مثلثي، وتشكل كرويات (أشهرها وأبسطها هو فوليرين الباكيمنستر C 60 على شكل كرة القدم ). [30] تشبه أنابيب الكربون النانوية (أنابيب البوكي) هيكليًا كرات البوكي، باستثناء أن كل ذرة مرتبطة بشكل ثلاثي في ​​ورقة منحنية تشكل أسطوانة مجوفة . [ 31] [32] تم الإبلاغ عن براعم النانو لأول مرة في عام 2007 وهي مواد هجينة من أنابيب البوكي/كرات البوكي (ترتبط كرات البوكي تساهميًا بالجدار الخارجي للأنبوب النانوي) تجمع بين خصائص كليهما في بنية واحدة. [33]

المذنب C/2014 Q2 (Lovejoy) محاط ببخار الكربون المتوهج

من بين الأشكال المتآصلة الأخرى المكتشفة، فإن رغوة الكربون النانوية هي شكل متآصل مغناطيسي حديدي تم اكتشافه في عام 1997. يتكون من مجموعة عنقودية منخفضة الكثافة من ذرات الكربون مترابطة معًا في شبكة ثلاثية الأبعاد فضفاضة، حيث ترتبط الذرات بشكل ثلاثي في ​​حلقات مكونة من ستة وسبعة أعضاء. إنه من بين أخف المواد الصلبة المعروفة، بكثافة تبلغ حوالي 2 كجم / م 3. [ 48] وبالمثل، يحتوي الكربون الزجاجي على نسبة عالية من المسامية المغلقة ، [37] ولكن على عكس الجرافيت العادي، فإن الطبقات الجرافيتية ليست مكدسة مثل الصفحات في الكتاب، ولكن لها ترتيب أكثر عشوائية. الكربون الأسيتيليني الخطي [39] له البنية الكيميائية [39] −(C≡C) n −. الكربون في هذا التعديل خطي مع تهجين مداري sp ، وهو بوليمر بروابط أحادية وثلاثية متناوبة. هذا الكربين له أهمية كبيرة في مجال تكنولوجيا النانو حيث أن معامل يونج الخاص به يعادل 40 مرة معامل أصعب مادة معروفة - الماس. [49]

في عام 2015، أعلن فريق من جامعة ولاية كارولينا الشمالية عن تطوير شكل آخر أطلقوا عليه اسم Q-carbon ، والذي تم إنشاؤه بواسطة نبضة ليزر عالية الطاقة ومنخفضة المدة على غبار الكربون غير المتبلور. يُقال إن Q-carbon يُظهر مغناطيسية حديدية وفلورية وصلابة تفوق صلابة الماس. [50]

في الطور البخاري، يكون بعض الكربون على شكل ثنائي ذرات كربون شديدة التفاعل ( C2 ). وعندما يتم إثارته، يتوهج هذا الغاز باللون الأخضر.

الحدوث

خام الجرافيت، موضحًا باستخدام عملة معدنية لقياس الحجم
بلورة الماس الخام
تركيز الكربون غير العضوي المذاب على سطح البحر في "الوقت الحاضر" (تسعينيات القرن العشرين) (من مناخ GLODAP )

الكربون هو رابع أكثر العناصر الكيميائية وفرة في الكون المرئي من حيث الكتلة بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين. الكربون وفير في الشمس والنجوم والمذنبات وفي الغلاف الجوي لمعظم الكواكب. [51] تحتوي بعض النيازك على ماسات مجهرية تشكلت عندما كان النظام الشمسي لا يزال قرصًا كوكبيًا أوليًا . [52] قد تتكون الماسات المجهرية أيضًا بسبب الضغط الشديد ودرجة الحرارة المرتفعة في مواقع اصطدامات النيازك. [53]

في عام 2014 أعلنت وكالة ناسا عن قاعدة بيانات متطورة للغاية لتتبع الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في الكون. قد يكون أكثر من 20٪ من الكربون في الكون مرتبطًا بالهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، وهي مركبات معقدة من الكربون والهيدروجين بدون الأكسجين. [54] تظهر هذه المركبات في فرضية عالم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات حيث يُفترض أن لها دورًا في التولد الذاتي وتكوين الحياة. يبدو أن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات قد تشكلت "بعد بضعة مليارات من السنين" من الانفجار العظيم ، وهي منتشرة في جميع أنحاء الكون، وترتبط بالنجوم الجديدة والكواكب الخارجية . [51]

وقد تم تقدير أن الأرض الصلبة ككل تحتوي على 730 جزء في المليون من الكربون، مع 2000 جزء في المليون في اللب و120 جزء في المليون في الوشاح والقشرة مجتمعين. [55] نظرًا لأن كتلة الأرض هي5.972 × 10 24  كجم ، وهذا يعني 4360 مليون جيجا طن من الكربون. وهذا أكبر بكثير من كمية الكربون الموجودة في المحيطات أو الغلاف الجوي (أدناه).

بالاشتراك مع الأكسجين في ثاني أكسيد الكربون، يوجد الكربون في الغلاف الجوي للأرض (حوالي 900 جيجا طن من الكربون - كل جزء في المليون يتوافق مع 2.13 جيجا طن) ومذاب في جميع المسطحات المائية (حوالي 36000 جيجا طن من الكربون). تم تقدير الكربون في الغلاف الحيوي بنحو 550 جيجا طن ولكن مع عدم يقين كبير، ويرجع ذلك في الغالب إلى عدم اليقين الهائل في كمية البكتيريا الأرضية العميقة تحت السطح . [56] تحتوي الهيدروكربونات (مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي) على الكربون أيضًا. تبلغ "احتياطيات" الفحم (وليس "الموارد") حوالي 900 جيجا طن مع ما يقرب من 18000 جيجا طن من الموارد. [57] احتياطيات النفط حوالي 150 جيجا طن. المصادر المؤكدة للغاز الطبيعي حوالي175 × 10 12  متر مكعب (تحتوي على حوالي 105 جيجا طن من الكربون)، لكن الدراسات تقدر كمية أخرى900 × 10 12  متر مكعب من الرواسب "غير التقليدية" مثل الغاز الصخري ، والتي تمثل حوالي 540 جيجا طن من الكربون. [58]

يوجد الكربون أيضًا في هيدرات الميثان في المناطق القطبية وتحت البحار. وتشير تقديرات مختلفة إلى أن هذا الكربون يتراوح بين 500 أو 2500 أو 3000 جيجا طن. [60]

وفقًا لأحد المصادر، في الفترة من 1751 إلى 2008 تم إطلاق حوالي 347 جيجا طن من الكربون على شكل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي من حرق الوقود الأحفوري. [61] ويضع مصدر آخر الكمية المضافة إلى الغلاف الجوي للفترة منذ عام 1750 عند 879 جيجا طن، والإجمالي الذي يذهب إلى الغلاف الجوي والبحر والأرض (مثل مستنقعات الخث ) يبلغ حوالي 2000 جيجا طن. [62]

الكربون هو أحد المكونات (حوالي 12٪ من حيث الكتلة) للكتل الكبيرة جدًا من صخور الكربونات ( الحجر الجيري والدولوميت والرخام وغيرها ). الفحم غني جدًا بالكربون ( يحتوي الفحم الحجري على 92-98٪) [63] وهو أكبر مصدر تجاري للكربون المعدني، حيث يمثل 4000 جيجا طن أو 80٪ من الوقود الأحفوري . [64]

أما بالنسبة لأشكال الكربون الفردية، فإن الجرافيت يوجد بكميات كبيرة في الولايات المتحدة (معظمها في نيويورك وتكساس ) ، وروسيا، والمكسيك، وجرينلاند، والهند. يوجد الماس الطبيعي في صخور الكمبرليت ، الموجودة في "أعناق" أو "أنابيب" البراكين القديمة. توجد معظم رواسب الماس في أفريقيا، ولا سيما في جنوب أفريقيا، وناميبيا، وبوتسوانا، وجمهورية الكونغو، وسيراليون. كما تم العثور على رواسب الماس في أركنساس ، وكندا، والقطب الشمالي الروسي، والبرازيل، وشمال وغرب أستراليا. كما يتم الآن استخراج الماس من قاع المحيط قبالة رأس الرجاء الصالح . يوجد الماس بشكل طبيعي، ولكن حوالي 30٪ من جميع الماس الصناعي المستخدم في الولايات المتحدة يتم تصنيعه الآن.

يتكون الكربون-14 في الطبقات العليا من طبقة التروبوسفير والستراتوسفير على ارتفاعات تتراوح بين 9-15 كم عن طريق تفاعل يترسب بواسطة الأشعة الكونية . [65] يتم إنتاج النيوترونات الحرارية التي تصطدم بنواة النيتروجين-14، مكونة الكربون-14 والبروتون. وعلى هذا النحو،يحتوي 1.5% × 10 −10 من ثاني أكسيد الكربون الجوي على الكربون 14. [66]

الكويكبات الغنية بالكربون هي الأكثر انتشارًا نسبيًا في الأجزاء الخارجية من حزام الكويكبات في النظام الشمسي. لم يتم أخذ عينات مباشرة من هذه الكويكبات من قبل العلماء حتى الآن. يمكن استخدام الكويكبات في التعدين الفضائي الافتراضي للكربون ، والذي قد يكون ممكنًا في المستقبل، ولكنه مستحيل من الناحية التكنولوجية حاليًا. [67]

النظائر

نظائر الكربون هي أنوية ذرية تحتوي على ستة بروتونات بالإضافة إلى عدد من النيوترونات (يتراوح من 2 إلى 16). يحتوي الكربون على نظيرين مستقرين يحدثان بشكل طبيعي. [68] يشكل نظير الكربون-12 ( 12C ) 98.93٪ من الكربون على الأرض، بينما يشكل الكربون-13 ( 13C ) النسبة المتبقية 1.07٪. [68] يزداد تركيز الكربون -12 في المواد البيولوجية لأن التفاعلات الكيميائية الحيوية تميز ضد الكربون -13 . [69] في عام 1961، اعتمد الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) نظير الكربون-12 كأساس للأوزان الذرية . [70] يتم التعرف على الكربون في تجارب الرنين المغناطيسي النووي (NMR) باستخدام النظير 13C .

الكربون-14 ( 14C ) هو نظير مشع يحدث بشكل طبيعي ، ويتكون في الغلاف الجوي العلوي ( الستراتوسفير السفلي والتروبوسفير العلوي ) عن طريق تفاعل النيتروجين مع الأشعة الكونية. [71] ويوجد بكميات ضئيلة على الأرض تبلغ 1 جزء لكل تريليون (0.0000000001%) أو أكثر، ويقتصر معظمها على الغلاف الجوي والرواسب السطحية، وخاصة الخث والمواد العضوية الأخرى. [72] يتحلل هذا النظير عن طريق انبعاث β- 0.158 ميجا إلكترون فولت . ونظرًا لعمر النصف القصير نسبيًا5700 ± 30  سنة، [16] إن الكربون 14 غائب تقريبًا في الصخور القديمة. إن كمية الكربون 14 في الغلاف الجوي وفي الكائنات الحية ثابتة تقريبًا، ولكنها تتناقص بشكل متوقع في أجسامها بعد الموت. يستخدم هذا المبدأ في تأريخ الكربون المشع ، الذي اخترع في عام 1949، والذي تم استخدامه على نطاق واسع لتحديد عمر المواد الكربونية التي يصل عمرها إلى حوالي 40000 عام. [73] [74]

هناك 15 نظيرًا معروفًا للكربون وأقصرها عمرًا هو 8 C الذي يتحلل من خلال انبعاث البروتون وله نصف عمر 3.5 × 10 −21 ثانية. [16] يُظهر C 19 الغريب هالة نووية ، مما يعني أن نصف قطره أكبر بشكل ملحوظ مما كان متوقعًا إذا كانت النواة عبارة عن كرة ذات كثافة ثابتة. [75]

التكوين في النجوم

يحدث تكوين نواة ذرة الكربون داخل نجم عملاق أو عملاق فائق من خلال عملية ألفا الثلاثية . يتطلب هذا تصادمًا شبه متزامن لثلاث جسيمات ألفا (نوى الهيليوم)، حيث تنتج منتجات تفاعلات الاندماج النووي الإضافية للهيليوم مع الهيدروجين أو نواة هيليوم أخرى الليثيوم 5 والبيريليوم 8 على التوالي، وكلاهما غير مستقر للغاية ويتحلل على الفور تقريبًا إلى نوى أصغر. [76] تحدث عملية ألفا الثلاثية في ظروف درجات حرارة تزيد عن 100 ميغا كلفن وتركيز الهيليوم الذي منعه التوسع السريع والتبريد في الكون المبكر، وبالتالي لم يتم إنشاء أي كربون مهم أثناء الانفجار العظيم.

وفقًا لنظرية علم الكونيات الفيزيائية الحالية، يتشكل الكربون في باطن النجوم على الفرع الأفقي . [77] عندما تموت النجوم الضخمة كمستعر أعظم، ينتشر الكربون في الفضاء على شكل غبار. يصبح هذا الغبار مادة مكونة لتكوين أنظمة النجوم من الجيل التالي مع الكواكب المتراكمة. [51] [78] النظام الشمسي هو أحد أنظمة النجوم هذه التي تحتوي على وفرة من الكربون، مما يتيح وجود الحياة كما نعرفها. يرى معظم العلماء أن كل الكربون في النظام الشمسي ومجرة درب التبانة يأتي من النجوم المحتضرة. [79] [80] [81]

دورة CNO هي آلية اندماج هيدروجين إضافية تزود النجوم بالطاقة، حيث يعمل الكربون كمحفز.

يمكن اكتشاف التحولات الدورانية لأشكال نظيرية مختلفة من أول أكسيد الكربون (على سبيل المثال، 12CO ، و 13 CO، و 18 CO) في نطاق الطول الموجي دون المليمتر ، وتستخدم في دراسة النجوم المتكونة حديثًا في السحب الجزيئية . [82]

دورة الكربون

مخطط لدورة الكربون. تشير الأرقام السوداء إلى كمية الكربون المخزنة في الخزانات المختلفة، بمليارات الأطنان ("GtC" تعني جيجا طن من الكربون؛ الأرقام تعود إلى حوالي عام  2004 ). تشير الأرقام الأرجوانية إلى كمية الكربون التي تنتقل بين الخزانات كل عام. لا تشمل الرواسب، كما هو موضح في هذا المخطط، ≈70 مليون جيجا طن من الكربون من الصخور الكربونية والكيروجين .

في ظل الظروف الأرضية، يكون تحويل عنصر إلى آخر نادرًا جدًا. لذلك، فإن كمية الكربون على الأرض ثابتة فعليًا. وبالتالي، يجب أن تحصل العمليات التي تستخدم الكربون عليه من مكان ما وتتخلص منه في مكان آخر. تشكل مسارات الكربون في البيئة دورة الكربون . [83] على سبيل المثال، تسحب النباتات الضوئية ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي (أو مياه البحر) وتحوله إلى كتلة حيوية، كما هو الحال في دورة كالفن ، وهي عملية تثبيت الكربون . [84] تأكل الحيوانات بعض هذه الكتلة الحيوية، بينما يزفر الحيوانات بعض الكربون على شكل ثاني أكسيد الكربون. دورة الكربون أكثر تعقيدًا بكثير من هذه الحلقة القصيرة؛ على سبيل المثال، يذوب بعض ثاني أكسيد الكربون في المحيطات؛ إذا لم تستهلكه البكتيريا، فقد تتحول المادة النباتية أو الحيوانية الميتة إلى بترول أو فحم، والذي يطلق الكربون عند حرقه. [85] [86]

المركبات

المركبات العضوية

الصيغة البنيوية للميثان ، أبسط مركب عضوي ممكن.
العلاقة بين دورة الكربون وتكوين المركبات العضوية. في النباتات، يمكن لثاني أكسيد الكربون المتكون من تثبيت الكربون أن يتحد مع الماء في عملية التمثيل الضوئي ( باللون الأخضر ) لتكوين مركبات عضوية، والتي يمكن استخدامها وتحويلها بشكل أكبر من قبل كل من النباتات والحيوانات.

يمكن للكربون تكوين سلاسل طويلة جدًا من الروابط المترابطة بين ذرات الكربون ، وهي الخاصية التي تسمى بالترابط السلسلي . تكون روابط الكربون-الكربون قوية ومستقرة. ومن خلال الترابط السلسلي، يشكل الكربون عددًا لا يحصى من المركبات. ويُظهر إحصاء المركبات الفريدة أن عددًا أكبر من المركبات يحتوي على الكربون أكثر من المركبات التي لا تحتوي عليه. [87] ويمكن تقديم ادعاء مماثل للهيدروجين لأن معظم المركبات العضوية تحتوي على هيدروجين مرتبط كيميائيًا بالكربون أو عنصر مشترك آخر مثل الأكسجين أو النيتروجين.

أبسط أشكال الجزيء العضوي هو الهيدروكربون - وهي عائلة كبيرة من الجزيئات العضوية التي تتكون من ذرات الهيدروجين المرتبطة بسلسلة من ذرات الكربون. يمكن استبدال العمود الفقري للهيدروكربون بذرات أخرى، تُعرف باسم الذرات غير المتجانسة . تشمل الذرات غير المتجانسة الشائعة التي تظهر في المركبات العضوية الأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور والهالوجينات غير المشعة، بالإضافة إلى معادن الليثيوم والمغنيسيوم. تُعرف المركبات العضوية التي تحتوي على روابط مع المعادن بالمركبات العضوية المعدنية ( انظر أدناه ). تتكرر مجموعات معينة من الذرات، والتي غالبًا ما تتضمن ذرات غير متجانسة، في أعداد كبيرة من المركبات العضوية. تمنح هذه المجموعات، المعروفة باسم المجموعات الوظيفية ، أنماط تفاعلية مشتركة وتسمح بالدراسة المنهجية وتصنيف المركبات العضوية. يؤثر طول السلسلة والشكل والمجموعات الوظيفية جميعها على خصائص الجزيئات العضوية. [88]

في أغلب المركبات المستقرة للكربون (وكل المركبات العضوية المستقرة تقريبًا )، يتبع الكربون قاعدة الثمانية ويكون رباعي التكافؤ ، مما يعني أن ذرة الكربون تشكل ما مجموعه أربع روابط تساهمية (قد تشمل روابط مزدوجة وثلاثية). تشمل الاستثناءات عددًا صغيرًا من الكاتيونات المستقرة (ثلاث روابط، شحنة موجبة)، والجذور (ثلاث روابط، محايدة)، والكربانيونات (ثلاث روابط، شحنة سالبة) والكربينات ( رابطتان، محايدة)، على الرغم من أن هذه الأنواع من المرجح أن توجد كوسيطات غير مستقرة وتفاعلية.

يتواجد الكربون في كل أشكال الحياة العضوية المعروفة وهو أساس الكيمياء العضوية . وعندما يتحد مع الهيدروجين، فإنه يشكل هيدروكربونات مختلفة مهمة للصناعة كمبردات ومواد تشحيم ومذيبات وكمواد خام كيميائية لتصنيع البلاستيك والبتروكيماويات ووقود أحفوري.

عند دمجه مع الأكسجين والهيدروجين، يمكن للكربون تكوين العديد من مجموعات المركبات البيولوجية المهمة بما في ذلك السكريات والليغنان والكيتين والكحول والدهون والإسترات العطرية والكاروتينات والتربينات . مع النيتروجين، يشكل قلويدات ، ومع إضافة الكبريت يشكل أيضًا المضادات الحيوية والأحماض الأمينية ومنتجات المطاط. مع إضافة الفوسفور إلى هذه العناصر الأخرى، يشكل الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، حاملات الشفرة الكيميائية للحياة، وأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، أهم جزيء لنقل الطاقة في جميع الخلايا الحية. [89] اعتبر نورمان هورويتز ، رئيس بعثتي مارينر وفايكنج إلى المريخ (1965-1976)، أن الخصائص الفريدة للكربون تجعل من غير المحتمل أن يحل أي عنصر آخر محل الكربون، حتى على كوكب آخر، لتوليد الكيمياء الحيوية اللازمة للحياة. [90]

المركبات غير العضوية

المركبات المحتوية على الكربون بشكل عام والتي ترتبط بالمعادن أو التي لا تحتوي على روابط مع ذرات الكربون الأخرى أو الهالوجينات أو الهيدروجين، يتم التعامل معها بشكل منفصل عن المركبات العضوية الكلاسيكية؛ التعريف ليس صارمًا، وقد يختلف تصنيف بعض المركبات من مؤلف إلى آخر (انظر المقالات المرجعية أعلاه). من بين هذه الأكاسيد البسيطة للكربون. أكسيد الكربون الأكثر بروزًا هو ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ). كان هذا ذات يوم المكون الرئيسي للغلاف الجوي القديم ، ولكنه مكون ثانوي للغلاف الجوي للأرض اليوم. [91] يذوب في الماء، ويشكل حمض الكربونيك ( H2O3) .
2أول أكسيد الكربون
3)، ولكن مثل معظم المركبات التي تحتوي على العديد من ذرات الأكسجين ذات الرابطة المفردة على ذرة كربون واحدة، فهي غير مستقرة. [92] ومع ذلك، من خلال هذا الوسيط، يتم إنتاج أيونات الكربونات المستقرة بالرنين . بعض المعادن المهمة هي كربونات، ولا سيما الكالسيت . ثاني كبريتيد الكربون ( CS
2) مشابه. [23] ومع ذلك، نظرًا لخصائصه الفيزيائية وارتباطه بالتخليق العضوي، يتم تصنيف ثاني كبريتيد الكربون أحيانًا كمذيب عضوي .

أكسيد الكربون الشائع الآخر هو أول أكسيد الكربون (CO). يتكون من الاحتراق غير الكامل، وهو غاز عديم اللون والرائحة. تحتوي كل جزيئاته على رابطة ثلاثية وهي قطبية إلى حد ما ، مما يؤدي إلى ميلها إلى الارتباط بشكل دائم بجزيئات الهيموجلوبين، مما يؤدي إلى إزاحة الأكسجين، الذي يتمتع بألفة ارتباط أقل. [93] [94] السيانيد (CN − )، له بنية مماثلة، لكنه يتصرف كثيرًا مثل أيون الهاليد ( الهالوجين الزائف ). على سبيل المثال، يمكن أن يشكل جزيء سيانوجين النتريد ((CN) 2 )، على غرار الهاليدات ثنائية الذرة. وبالمثل، يعتبر النظير الأثقل للسيانيد، السيانيد (CP − )، غير عضوي أيضًا، على الرغم من أن معظم المشتقات البسيطة غير مستقرة للغاية. أكاسيد أخرى غير شائعة هي أكسيد الكربون الفرعي ( C
3ا
2)، [95] أول أكسيد الكربون غير المستقر (C 2 O)، [96] [97] ثالث أكسيد الكربون (CO 3 )، [98] [99] سيكلوبنتانيبنتون (C 5 O 5 )، [100] سيكلو هكسان هيكسون (C 6 O 6 )، [100] وأنهيدريد الميليتيك (C 12 O 9 ). ومع ذلك، فإن أنهيدريد الميليتيك هو أنهيدريد الأسيل الثلاثي لحمض الميليتيك؛ علاوة على ذلك، فهو يحتوي على حلقة بنزين. وبالتالي، يعتبره العديد من الكيميائيين عضويًا.

مع المعادن التفاعلية، مثل التنغستن ، يشكل الكربون إما كربيدات (C 4− ) أو أسيتيليدات ( C2-
2) لتكوين سبائك ذات نقاط انصهار عالية. ترتبط هذه الأنيونات أيضًا بالميثان والأسيتيلين ، وكلاهما من الأحماض الضعيفة جدًا. مع كهرسلبية كهربية تبلغ 2.5، [101] يفضل الكربون تكوين روابط تساهمية . بعض الكربيدات عبارة عن شبكات تساهمية، مثل الكربوروندوم (SiC)، الذي يشبه الماس. ومع ذلك، حتى أكثر الكربيدات قطبية وشبهًا بالملح ليست مركبات أيونية تمامًا. [102]

المركبات العضوية المعدنية

تحتوي المركبات العضوية المعدنية بحكم التعريف على رابطة تساهمية واحدة على الأقل بين الكربون والفلز. يوجد نطاق واسع من هذه المركبات؛ تشمل الفئات الرئيسية مركبات ألكيل معدنية بسيطة (على سبيل المثال، رباعي إيثيل الرصاص )، ومركبات η2- ألكين (على سبيل المثال، ملح زيز )، ومركبات η3- أليل (على سبيل المثال، ثنائي كلوريد أليل البلاديوم )؛ والميتالوسينات التي تحتوي على ربيطات سيكلوبنتادينيل (على سبيل المثال، الفيروسين )؛ ومجمعات كاربين المعادن الانتقالية . يوجد العديد من مركبات الكربونيل المعدنية وسيانيدات المعادن (على سبيل المثال، رباعي كربونيل النيكل وفيريسيانيد البوتاسيوم )؛ ويعتبر بعض الباحثين أن مجمعات الكربونيل المعدنية والسيانيد بدون ربيطات كربون أخرى هي مركبات غير عضوية بحتة وليست عضوية معدنية. ومع ذلك، فإن معظم الكيميائيين المتخصصين في الكيمياء العضوية المعدنية يعتبرون أن المركبات المعدنية التي تحتوي على أي ربيطة كربونية، حتى "الكربون غير العضوي" (مثل الكربونيلات والسيانيدات وأنواع معينة من الكربيدات والأسيتيليدات) هي مركبات عضوية معدنية بطبيعتها. أما المركبات المعدنية التي تحتوي على ربيطة عضوية بدون رابطة تساهمية بين الكربون والمعدن (مثل الكربوكسيلات المعدنية) فتسمى مركبات عضوية معدنية .

في حين يُفهم أن الكربون يفضل بشدة تكوين أربع روابط تساهمية، فإن مخططات الترابط الغريبة الأخرى معروفة أيضًا. الكربورانات هي مشتقات اثني عشرية مستقرة للغاية من وحدة [B 12 H 12 ] 2- ، مع استبدال ذرة BH واحدة بذرة CH + . وبالتالي، يرتبط الكربون بخمس ذرات بورون وذرة هيدروجين واحدة. يحتوي الكاتيون [(Ph 3 PAu) 6 C] 2+ على كربون ثماني السطوح مرتبط بستة شظايا من الفوسفين والذهب. وقد نُسبت هذه الظاهرة إلى الجاذبية الجوية لربيطات الذهب، والتي توفر استقرارًا إضافيًا لأنواع غير مستقرة بخلاف ذلك. [103] في الطبيعة، يحتوي عامل الحديد والموليبدينوم المساعد ( FeMoco ) المسؤول عن تثبيت النيتروجين الميكروبي أيضًا على مركز كربون ثماني السطوح (كربيد رسميًا، C (-IV)) مرتبط بست ذرات حديد. في عام 2016، تم التأكيد على أنه، بما يتماشى مع التوقعات النظرية السابقة، يحتوي ثنائي هيكساميثيل بنزين على ذرة كربون بستة روابط. وبشكل أكثر تحديدًا، يمكن وصف الثنائي هيكليًا بالصيغة [MeC(η 5 -C 5 Me 5 )] 2+ ، مما يجعله " ميتالوسين عضوي " حيث يرتبط جزء MeC 3+ بجزء η 5 -C 5 Me 5 − من خلال جميع ذرات الكربون الخمس للحلقة. [104]

يحتوي مشتق الأنثراسين هذا على ذرة كربون مع 5 أزواج إلكترونية رسمية حولها.

من المهم ملاحظة أنه في الحالات المذكورة أعلاه، تحتوي كل رابطة للكربون على أقل من زوجين رسميين من الإلكترونات. وبالتالي، فإن عدد الإلكترونات الرسمي لهذه الأنواع لا يتجاوز ثمانية. وهذا يجعلها فائقة التناسق ولكنها ليست فائقة التكافؤ. حتى في حالات الأنواع المزعومة 10-C-5 (أي الكربون بخمسة ربيطات وعدد إلكترونات رسمي يبلغ عشرة)، كما ذكر أكيبة وزملاؤه، [105] خلصت حسابات البنية الإلكترونية إلى أن عدد الإلكترونات حول الكربون لا يزال أقل من ثمانية، كما هو الحال بالنسبة للمركبات الأخرى التي تتميز برابطة ثلاثية المراكز بأربعة إلكترونات .

التاريخ وأصل الكلمة

أنطوان لافوازييه في شبابه

يأتي الاسم الإنجليزي carbon من الكلمة اللاتينية carbo التي تعني الفحم والفحم النباتي، [106] ومن هنا جاءت أيضًا الكلمة الفرنسية charbon والتي تعني الفحم النباتي. في الألمانية والهولندية والدنمركية، أسماء الكربون هي Kohlenstoff و koolstof و kulstof على التوالي، وكلها تعني حرفيًا مادة الفحم.

تم اكتشاف الكربون في عصور ما قبل التاريخ وكان معروفًا في صورة السخام والفحم لدى أقدم الحضارات البشرية. ربما كان الماس معروفًا منذ عام 2500 قبل الميلاد في الصين، بينما تم تصنيع الكربون في صورة فحم بنفس الطريقة الكيميائية التي يتم بها تصنيعه اليوم، عن طريق تسخين الخشب في هرم مغطى بالطين لاستبعاد الهواء. [107] [108]

كارل فيلهلم شيل

في عام 1722، أظهر رينيه أنطوان فيرشولت دي ريومور أن الحديد يتحول إلى فولاذ من خلال امتصاص بعض المواد، والمعروفة الآن باسم الكربون. [109] في عام 1772، أظهر أنطوان لافوازييه أن الماس هو شكل من أشكال الكربون؛ عندما أحرق عينات من الفحم والماس ووجد أن أياً منهما لم ينتج أي ماء وأن كلاهما أطلق نفس كمية ثاني أكسيد الكربون لكل جرام. في عام 1779، [110] أظهر كارل فيلهلم شيل أن الجرافيت، الذي كان يُعتقد أنه شكل من أشكال الرصاص، كان بدلاً من ذلك متطابقًا مع الفحم ولكن مع خليط صغير من الحديد، وأنه أعطى "حمض هوائي" (اسمه لثاني أكسيد الكربون) عند أكسدته بحمض النيتريك. [111] في عام 1786، أكد العلماء الفرنسيون كلود لويس بيرثوليت وجاسبارد مونج وسي إيه فاندرموند أن الجرافيت كان في الغالب كربونًا عن طريق أكسدته في الأكسجين بنفس الطريقة التي فعلها لافوازييه مع الماس. [112] بقي بعض الحديد مرة أخرى، والذي اعتقد العلماء الفرنسيون أنه ضروري لبنية الجرافيت. في منشورهم اقترحوا اسم carbone (باللاتينية carbonum ) للعنصر الموجود في الجرافيت والذي انبعث كغاز عند حرق الجرافيت. ثم أدرج أنطوان لافوازييه الكربون كعنصر في كتابه المدرسي لعام 1789. [111]

تم اكتشاف شكل جديد من أشكال الكربون، الفوليرين ، في عام 1985 [113]، ويشمل أشكالًا نانوية البنية مثل كرات البوكي والأنابيب النانوية . [30] وقد حصل مكتشفوها - روبرت كيرل ، وهارولد كروتو ، وريتشارد سمالي  - على جائزة نوبل في الكيمياء في عام 1996. [114] أدى الاهتمام المتجدد الناتج عن ذلك بالأشكال الجديدة إلى اكتشاف أشكال غريبة أخرى، بما في ذلك الكربون الزجاجي ، وإدراك أن " الكربون غير المتبلور " ليس غير متبلور تمامًا . [37]

إنتاج

الجرافيت

توجد رواسب طبيعية قابلة للاستخدام التجاري من الجرافيت في العديد من أنحاء العالم، ولكن أهم المصادر اقتصاديًا توجد في الصين والهند والبرازيل وكوريا الشمالية. [ بحاجة لمصدر ] [115] رواسب الجرافيت من أصل متحول ، توجد بالاشتراك مع الكوارتز والميكا والفلسبار في الصخور الصخرية والنايس والحجر الرملي المتحول والحجر الجيري على شكل عدسات أو عروق ، وأحيانًا يبلغ سمكها مترًا أو أكثر. كانت رواسب الجرافيت في بوروديل ، كمبرلاند ، إنجلترا في البداية بحجم ونقاء كافٍ، حتى أنه حتى القرن التاسع عشر، كانت أقلام الرصاص تُصنع عن طريق نشر كتل من الجرافيت الطبيعي إلى شرائح قبل تغليف الشرائح بالخشب. اليوم، يتم الحصول على رواسب أصغر من الجرافيت عن طريق سحق الصخر الأم وتطفو الجرافيت الأخف وزناً على الماء. [116]

هناك ثلاثة أنواع من الجرافيت الطبيعي - الجرافيت غير المتبلور، والجرافيت الرقائقي أو البلوري، والجرافيت الوريدي أو الكتلي. الجرافيت غير المتبلور هو الأقل جودة والأكثر وفرة. وعلى عكس العلم، يشير مصطلح "غير المتبلور" في الصناعة إلى حجم بلوري صغير جدًا وليس الافتقار التام إلى البنية البلورية. يستخدم الجرافيت غير المتبلور في منتجات الجرافيت ذات القيمة المنخفضة وهو الجرافيت الأقل سعرًا. توجد رواسب كبيرة من الجرافيت غير المتبلور في الصين وأوروبا والمكسيك والولايات المتحدة. الجرافيت الرقائقي أقل شيوعًا وأعلى جودة من الجرافيت غير المتبلور؛ يحدث على شكل صفائح منفصلة تتبلور في الصخور المتحولة. يمكن أن يكون سعر الجرافيت الرقائقي أربعة أضعاف سعر الجرافيت غير المتبلور. يمكن معالجة الرقائق عالية الجودة وتحويلها إلى جرافيت قابل للتمدد للعديد من الاستخدامات، مثل مثبطات اللهب . توجد الرواسب الرئيسية في النمسا والبرازيل وكندا والصين وألمانيا ومدغشقر. الجرافيت الوريدي أو الكتلي هو أندر أنواع الجرافيت الطبيعي وأكثرها قيمة وأعلى جودة. يحدث في الأوردة على طول الاتصالات المتطفلة في كتل صلبة، ويتم استخراجه تجاريًا فقط في سريلانكا. [116]

وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، بلغ الإنتاج العالمي من الجرافيت الطبيعي 1.1 مليون طن في عام 2010، ساهمت فيه الصين بنحو 800 ألف طن، والهند بنحو 130 ألف طن، والبرازيل بنحو 76 ألف طن، وكوريا الشمالية بنحو 30 ألف طن، وكندا بنحو 25 ألف طن. ولم يتم الإبلاغ عن استخراج الجرافيت الطبيعي في الولايات المتحدة، ولكن تم إنتاج 118 ألف طن من الجرافيت الصناعي بقيمة تقديرية بلغت 998 مليون دولار في عام 2009. [116]

الماس

إنتاج الماس في عام 2005

وتخضع سلسلة توريد الماس لسيطرة عدد محدود من الشركات القوية، كما أنها تتركز بشكل كبير في عدد صغير من المواقع حول العالم (انظر الشكل).

يتكون جزء صغير جدًا فقط من خام الماس من الماس الفعلي. يتم سحق الخام، وخلال هذه العملية يجب توخي الحذر لمنع تدمير الماس الأكبر حجمًا في هذه العملية، وبعد ذلك يتم فرز الجسيمات حسب الكثافة. اليوم، يقع الماس في جزء الكثافة الغني بالماس بمساعدة فلورسنت الأشعة السينية ، وبعد ذلك تتم خطوات الفرز النهائية يدويًا. قبل أن يصبح استخدام الأشعة السينية أمرًا شائعًا، كان يتم الفصل باستخدام أحزمة الشحوم؛ حيث يكون للماس ميل أقوى للالتصاق بالشحوم من المعادن الأخرى في الخام. [117]

تاريخيًا، كان من المعروف أن الماس لا يوجد إلا في الرواسب الطميية في جنوب الهند. [118] كانت الهند رائدة العالم في إنتاج الماس منذ اكتشافه في القرن التاسع قبل الميلاد تقريبًا [119] حتى منتصف القرن الثامن عشر الميلادي، لكن الإمكانات التجارية لهذه المصادر استنفدت بحلول أواخر القرن الثامن عشر وفي ذلك الوقت كانت البرازيل تتفوق على الهند حيث تم العثور على أول ماسات غير هندية في عام 1725. [120]

لم يبدأ إنتاج الماس من الرواسب الأولية (الكيمبرليت واللامبرويت) إلا في سبعينيات القرن التاسع عشر بعد اكتشاف حقول الماس في جنوب إفريقيا. زاد الإنتاج بمرور الوقت وتم استخراج إجمالي تراكمي يزيد عن 4.5 مليار قيراط منذ ذلك التاريخ. [121] كانت معظم رواسب الماس القابلة للاستغلال تجاريًا في روسيا وبوتسوانا وأستراليا وجمهورية الكونغو الديمقراطية. [122] بحلول عام 2005، أنتجت روسيا ما يقرب من خمس إنتاج الماس العالمي (معظمه في إقليم ياكوتيا ؛ على سبيل المثال، أنبوب مير وأنبوب أوداتشنايا ) لكن منجم أرغيل في أستراليا أصبح المصدر الأكبر على الإطلاق، حيث أنتج 14 مليون قيراط في عام 2018. [ 123] [124] ومن المتوقع أن تصبح الاكتشافات الجديدة، المناجم الكندية في ديفيك وإيكاتي ، أكثر قيمة بسبب إنتاجها من الأحجار الكريمة عالية الجودة. [125]

في الولايات المتحدة، تم العثور على الماس في أركنساس وكولورادو ومونتانا. [126] في عام 2004، أدى اكتشاف مذهل لماسة مجهرية في الولايات المتحدة [127] إلى أخذ عينات بكميات كبيرة من أنابيب كيمبرليت في جزء ناءٍ من مونتانا في يناير 2008. [128]

التطبيقات

تُصنع رؤوس أقلام الرصاص الميكانيكية من الجرافيت (غالبًا ما يتم خلطها مع الطين أو المادة الرابطة الاصطناعية).
أعواد من الكرمة والفحم المضغوط
قطعة قماش من ألياف الكربون المنسوجة
كربيد السيليكون أحادي البلورة
الفوليرين C 60 في شكل بلوري
مطاحن نهاية من كربيد التنغستن

الكربون ضروري لجميع الأنظمة الحية المعروفة، وبدونه لا يمكن للحياة كما نعرفها أن توجد (انظر الكيمياء الحيوية البديلة ). الاستخدام الاقتصادي الرئيسي للكربون بخلاف الغذاء والخشب هو في شكل هيدروكربونات، وأبرزها غاز الميثان من الوقود الأحفوري والنفط الخام (البترول). يتم تقطير النفط الخام في المصافي بواسطة صناعة البتروكيماويات لإنتاج البنزين والكيروسين ومنتجات أخرى. السليلوز هو بوليمر طبيعي يحتوي على الكربون ينتجه النباتات في شكل خشب وقطن وكتان وقنب . يستخدم السليلوز في المقام الأول للحفاظ على البنية في النباتات. تشمل البوليمرات الكربونية ذات القيمة التجارية من أصل حيواني الصوف والكشمير والحرير. تصنع المواد البلاستيكية من بوليمرات كربونية صناعية، غالبًا مع تضمين ذرات الأكسجين والنيتروجين على فترات منتظمة في سلسلة البوليمر الرئيسية. تأتي المواد الخام للعديد من هذه المواد الصناعية من النفط الخام.

تتنوع استخدامات الكربون ومركباته بشكل كبير. فيمكنه تكوين سبائك مع الحديد، وأكثرها شيوعًا هو الفولاذ الكربوني . كما يتم دمج الجرافيت مع الطين لتشكيل "الرصاص" المستخدم في أقلام الرصاص المستخدمة في الكتابة والرسم. كما يتم استخدامه كمواد تشحيم وصبغة، كمادة صب في صناعة الزجاج، وفي أقطاب البطاريات الجافة وفي الطلاء الكهربائي والتشكيل الكهربائي ، وفي فرش المحركات الكهربائية ، وكمهدئ للنيوترونات في المفاعلات النووية .

يستخدم الفحم كمواد للرسم في الأعمال الفنية، والشواء، وصهر الحديد ، وفي العديد من التطبيقات الأخرى. كما يستخدم الخشب والفحم والنفط كوقود لإنتاج الطاقة والتدفئة. ويستخدم الماس عالي الجودة في المجوهرات، كما يستخدم الماس الصناعي في أدوات الحفر والقطع والتلميع لتصنيع المعادن والأحجار. وتصنع المواد البلاستيكية من الهيدروكربونات الأحفورية، وتستخدم ألياف الكربون ، المصنوعة عن طريق التحلل الحراري لألياف البوليستر الاصطناعية، لتقوية المواد البلاستيكية لتشكيل مواد مركبة متقدمة وخفيفة الوزن.

يتم تصنيع ألياف الكربون عن طريق التحلل الحراري للخيوط المبثوقة والممتدة من مادة البولي أكريلونيتريل (PAN) وغيرها من المواد العضوية. تعتمد البنية البلورية والخصائص الميكانيكية للألياف على نوع المادة الأولية، وعلى المعالجة اللاحقة. تتمتع ألياف الكربون المصنوعة من مادة البولي أكريلونيتريل ببنية تشبه الخيوط الضيقة من الجرافيت، ولكن المعالجة الحرارية قد تعيد ترتيب البنية إلى صفائح ملفوفة مستمرة. والنتيجة هي ألياف ذات قوة شد محددة أعلى من الفولاذ. [129]

يستخدم الكربون الأسود كصبغة سوداء في حبر الطباعة ودهانات الزيت للفنانين والألوان المائية وورق الكربون والتشطيبات الخاصة بالسيارات والحبر الهندي وحبر الطابعات بالليزر . كما يستخدم الكربون الأسود كحشو في المنتجات المطاطية مثل الإطارات وفي المركبات البلاستيكية. يستخدم الفحم المنشط كمادة ماصة وممتزة في مادة الترشيح في تطبيقات متنوعة مثل أقنعة الغاز وتنقية المياه وأغطية شفاط المطبخ وفي الطب لامتصاص السموم أو السموم أو الغازات من الجهاز الهضمي. يستخدم الكربون في الاختزال الكيميائي في درجات حرارة عالية. يستخدم الكوك لاختزال خام الحديد إلى حديد (الصهر). يتم تحقيق التصلب الصلب عن طريق تسخين مكونات الفولاذ النهائية في مسحوق الكربون. تعد كربيدات السيليكون والتنغستن والبورون والتيتانيوم من بين أصعب المواد المعروفة ، وتستخدم كمواد كاشطة في أدوات القطع والطحن . تتكون معظم المواد المستخدمة في الملابس، مثل المنسوجات والجلود الطبيعية والاصطناعية، وتقريباً جميع الأسطح الداخلية في البيئة المبنية باستثناء الزجاج والحجر والجدران الجافة والمعادن، من مركبات الكربون.

الماس

تنقسم صناعة الماس إلى فئتين: الأولى تتعامل مع الماس من الدرجة الكريمة والثانية تتعامل مع الماس من الدرجة الصناعية. ورغم وجود تجارة كبيرة في كلا النوعين من الماس، فإن السوقين تعملان بشكل مختلف تمامًا.

على عكس المعادن الثمينة مثل الذهب أو البلاتين، لا يتم تداول الماس كسلعة. وهناك هامش ربح كبير في بيع الماس، ولا توجد سوق نشطة للغاية لإعادة بيع الماس.

تُقدَّر قيمة الماس الصناعي في الغالب لصلابته وتوصيله للحرارة، مع كون الصفات الجواهرية للوضوح واللون غير ذات صلة في الغالب. حوالي 80٪ من الماس المستخرج من المناجم (ما يعادل حوالي 100 مليون قيراط أو 20 طنًا سنويًا) غير مناسب للاستخدام كأحجار كريمة ويتم تهميشه للاستخدام الصناعي (المعروف باسم بورت ) . [130] وجد الماس الصناعي ، الذي تم اختراعه في الخمسينيات من القرن الماضي، تطبيقات صناعية فورية تقريبًا؛  يتم إنتاج 3 مليارات قيراط (600 طن ) من الماس الصناعي سنويًا. [131]

الاستخدام الصناعي السائد للماس هو في القطع والحفر والطحن والتلميع. لا تتطلب معظم هذه التطبيقات ماسات كبيرة؛ في الواقع، يمكن استخدام معظم الماسات ذات جودة الأحجار الكريمة باستثناء حجمها الصغير صناعيًا. يتم تضمين الماس في رؤوس الحفر أو شفرات المنشار، أو طحنه إلى مسحوق لاستخدامه في تطبيقات الطحن والتلميع. [132] تشمل التطبيقات المتخصصة الاستخدام في المختبرات كاحتواء للتجارب ذات الضغط العالي (انظر خلية سندان الماس )، والمحامل عالية الأداء ، والاستخدام المحدود في النوافذ المتخصصة. [133] [134] مع التقدم المستمر في إنتاج الماس الصناعي، أصبحت التطبيقات الجديدة ممكنة. ويثير الاستخدام المحتمل للماس كموصل شبه موصل مناسب للرقائق الدقيقة ، وبسبب خاصية توصيل الحرارة الاستثنائية، كمشتت حراري في الإلكترونيات الكثير من الإثارة. [135]

احتياطات

عامل في مصنع الكربون الأسود في صنراي، تكساس (تصوير جون فاشون ، 1942)
أمراض الرئة الكلية التي تظهر انتفاخًا مركزيًا فصيصيًا مميزًا للتدخين. صورة مقربة لسطح مقطوع ثابت تظهر تجاويف متعددة مبطنة برواسب كربونية سوداء كثيفة.

الكربون النقي له سمية منخفضة للغاية للإنسان ويمكن التعامل معه بأمان في شكل الجرافيت أو الفحم. إنه مقاوم للذوبان أو الهجوم الكيميائي، حتى في المحتويات الحمضية للجهاز الهضمي. وبالتالي، بمجرد دخوله إلى أنسجة الجسم، فمن المرجح أن يبقى هناك إلى أجل غير مسمى. ربما كان الكربون الأسود أحد أول الصبغات المستخدمة في الوشم، وقد وجد أن أوتزي رجل الجليد كان لديه وشم كربوني بقي طوال حياته ولمدة 5200 عام بعد وفاته. [136] يمكن أن يكون استنشاق غبار الفحم أو السخام (الكربون الأسود) بكميات كبيرة أمرًا خطيرًا، حيث يؤدي إلى تهيج أنسجة الرئة ويسبب مرض الرئة الاحتقاني، والتهاب الرئة لدى عمال الفحم . يمكن أن يكون غبار الماس المستخدم كمادة كاشطة ضارًا إذا تم تناوله أو استنشاقه. يتم إنتاج جزيئات دقيقة من الكربون في أبخرة عوادم محركات الديزل، وقد تتراكم في الرئتين. [137] في هذه الأمثلة، قد ينتج الضرر عن الملوثات (مثل المواد الكيميائية العضوية والمعادن الثقيلة) وليس عن الكربون نفسه.

بشكل عام، يعتبر الكربون منخفض السمية للحياة على الأرض؛ لكن جسيمات الكربون النانوية قاتلة لذبابة الفاكهة . [138]

قد يحترق الكربون بقوة وإشراق في وجود الهواء عند درجات حرارة عالية. وقد تشتعل تراكمات كبيرة من الفحم، والتي ظلت خاملة لمئات الملايين من السنين في غياب الأكسجين، تلقائيًا عند تعرضها للهواء في مكبات نفايات مناجم الفحم، وعنابر شحن السفن ومخابئ الفحم، [139] [140] ومكبات التخزين.

في التطبيقات النووية حيث يستخدم الجرافيت كمهدئ للنيوترونات ، قد يحدث تراكم لطاقة ويجنر يتبعه إطلاق مفاجئ وعفوي. يمكن أن يؤدي التلدين إلى 250 درجة مئوية على الأقل إلى إطلاق الطاقة بأمان، على الرغم من أن الإجراء حدث خطأ في حريق ويندسكيل ، مما تسبب في احتراق مواد أخرى في المفاعل.

تشتمل مجموعة كبيرة ومتنوعة من مركبات الكربون على سموم قاتلة مثل التيترودوتوكسين ، والليكتين الريسين من بذور نبات زيت الخروع Ricinus communis ، والسيانيد (CN - )، وأول أكسيد الكربون؛ وبعض العناصر الأساسية للحياة مثل الجلوكوز والبروتين.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "الأوزان الذرية القياسية: الكربون". CIAAW . 2009.
  2. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "الأوزان الذرية القياسية للعناصر 2021 (تقرير IUPAC الفني)". الكيمياء البحتة والتطبيقية . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  3. ^ abc Arblaster, John W. (2018). Selected Values ​​of the Crystallographic Properties of Elements . Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  4. ^ Lide, DR, ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (الطبعة 86). بوكا راتون (فلوريدا): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  5. ^ ab Haaland, D (1976). "ضغط النقطة الثلاثية للجرافيت والسائل والبخار وكثافة الكربون السائل". كربون . 14 (6): 357-361. doi :10.1016/0008-6223(76)90010-5.
  6. ^ ab Savvatimskiy, A (2005). "قياسات نقطة انصهار الجرافيت وخصائص الكربون السائل (مراجعة للفترة 1963-2003)". مجلة كربون . 43 (6): 1115-1142. doi :10.1016/j.carbon.2004.12.027.
  7. ^ abcdef Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann . p. 28. ISBN 978-0-08-037941-8.
  8. ^ abcde خصائص الماس، قاعدة بيانات معهد Ioffe
  9. ^ "خصائص المواد - مواد متنوعة". www.nde-ed.org . تم الاسترجاع في 12 نوفمبر 2016 .
  10. ^ القابلية المغناطيسية للعناصر والمركبات غير العضوية، في كتاب دليل الكيمياء والفيزياء الطبعة 81، مطبعة CRC.
  11. ^ ويست، روبرت (1984). CRC، Handbook of Chemistry and Physics . بوكا راتون، فلوريدا: شركة Chemical Rubber للنشر. ص. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  12. ^ "تاريخ الكربون والمواد الكربونية - مركز أبحاث الطاقة التطبيقية - جامعة كنتاكي". Caer.uky.edu . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2008 .
  13. ^ Senese, Fred (2000-09-09). "من اكتشف الكربون؟". جامعة ولاية فروستبورج . تم الاسترجاع في 2007-11-24 .
  14. ^ "الكربون | حقائق، استخدامات، وخصائص". الموسوعة البريطانية . مؤرشف من الأصل في 2017-10-24.
  15. ^ "الكربون". موسوعة بريتانيكا . 22 فبراير 2024.
  16. ^ abc Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخصائص النووية" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  17. ^ "تاريخ الكربون". مؤرشف من الأصل في 2012-11-01 . تم استرجاعه في 2013-01-10 .
  18. ^ Reece, Jane B. (31 October 2013). Campbell Biology (10 ed.). Pearson . ISBN 978-0-321-77565-8.
  19. ^ ab Chemical Abstracts Service (2023). "CAS Registry" . تم الاسترجاع في 12 فبراير 2023 .
  20. ^ JH Eggert؛ وآخرون. (8 نوفمبر 2009). "درجة حرارة انصهار الماس عند ضغط فائق الارتفاع". Nature Physics . 6 : 40–43. doi : 10.1038/nphys1438 .
  21. ^ جرينفيل ويتاكر، أ. (1978). "نقطة ثلاثية مثيرة للجدل بين الكربون الصلب والسائل والبخار". مجلة نيتشر . 276 (5689): 695-696. رمز Bibcode :1978Natur.276..695W. doi :10.1038/276695a0. S2CID  4362313.
  22. ^ Zazula, JM (1997). "حول تحولات الجرافيت عند درجات حرارة وضغط مرتفعين ناتجين عن امتصاص حزمة LHC" (PDF) . سيرن. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2009-03-25 . تم الاسترجاع في 2009-06-06 .
  23. ^ أ ب جرينوود وإيرنشو، ص 289-292.
  24. ^ جرينوود وإيرنشو، ص 276-278.
  25. ^ ايريفوني، تيتسو؛ كوريو، أياكو؛ ساكاموتو، شيزو. إينوي، تورو؛ سمية، هيتوشي (2003). "المواد: ألماس متعدد البلورات فائق الصلابة من الجرافيت". طبيعة . 421 (6923): 599-600. بيب كود :2003Natur.421..599I. دوى :10.1038/421599ب. بميد  12571587. S2CID  52856300.
  26. ^ 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. S2CID  26811802. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2011-09-17.
  27. ^ Deprez, N.; McLachan, DS (1988). "تحليل التوصيل الكهربائي لجرافيت التوصيل لمساحيق الجرافيت أثناء الضغط". مجلة الفيزياء د: الفيزياء التطبيقية . 21 (1): 101-107. رمز Bibcode :1988JPhD...21..101D. doi :10.1088/0022-3727/21/1/015. S2CID  250886376.
  28. ^ كولينز، إيه تي (1993). "الخصائص البصرية والإلكترونية للماس شبه الموصل". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ . 342 (1664): 233-244. رمز Bibcode :1993RSPTA.342..233C. doi :10.1098/rsta.1993.0017. S2CID  202574625.
  29. ^ Delhaes, P. (2001). الجرافيت والسلائف. CRC Press. ISBN 978-90-5699-228-6.
  30. ^ abc Unwin, Peter. "Fullerenes(An Overview)". مؤرشف من الأصل في 2007-12-01 . تم الاسترجاع في 2007-12-08 .
  31. ^ ab Ebbesen, TW , ed. (1997). Carbon nanotubes—preparation and properties . بوكا راتون، فلوريدا: CRC Press. ISBN 978-0-8493-9602-1.
  32. ^ ab Dresselhaus, MS ; Dresselhaus, G.; Avouris, Ph. , eds. (2001). أنابيب الكربون النانوية: التركيب والتركيب والخصائص والتطبيقات . مواضيع في الفيزياء التطبيقية. المجلد 80. برلين: سبرينغر. ISBN 978-3-540-41086-7.
  33. ^ أب ناسيبيولين ، ألبرت ج . بيخيتسا، الكهروضوئية. جيانغ، ه.؛ براون، دب؛ كراشينينيكوف، إيه في؛ أنيسيموف، AS. كويبو، ب. مويسالا، أ.؛ وآخرون. (2007). “مادة كربونية هجينة جديدة”. تكنولوجيا النانو الطبيعة . 2 (3): 156-161. بيب كود :2007NatNa...2..156N. دوى : 10.1038/nnano.2007.37 . بميد  18654245. S2CID  6447122.
  34. ^ Nasibulin, A.; Anisimov, Anton S.; Pikhitsa, Peter V.; Jiang, Hua; Brown, David P.; Choi, Mansoo; Kauppinen, Esko I. (2007). "Investigations of NanoBud formation". رسائل الفيزياء الكيميائية . 446 (1): 109–114. رمز Bibcode :2007CPL...446..109N. doi :10.1016/j.cplett.2007.08.050.
  35. ^ Vieira, R; Ledoux, Marc-Jacques; Pham-Huu, Cuong (2004). "تخليق وتوصيف ألياف الكربون النانوية ذات التشكيل العياني المتكونة عن طريق التحلل التحفيزي لـ C 2 H 6 /H 2 فوق محفز النيكل". التحفيز التطبيقي أ: عام . 274 (1-2): 1-8. doi :10.1016/j.apcata.2004.04.008.
  36. ^ ab Frondel, Clifford; Marvin, Ursula B. (1967). "Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond". Nature . 214 (5088): 587–589. Bibcode :1967Natur.214..587F. doi :10.1038/214587a0. S2CID  4184812.
  37. ^ abc 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. S2CID  220342075. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2012-03-19 . تم الاسترجاع 2011-07-06 . 
  38. ^ Rode, AV; Hyde, ST; Gamaly, EG; Elliman, RG; McKenzie, DR; Bulcock, S. (1999). "التحليل البنيوي لرغوة الكربون المشكلة بواسطة الاستئصال بالليزر عالي النبضات". Applied Physics A: Materials Science & Processing . 69 (7): S755–S758. Bibcode :1999ApPhA..69S.755R. doi :10.1007/s003390051522. S2CID  96050247.
  39. ^ اي بي سي هيمان ، روبرت بيرترام. إيفسيوكوف، سيرجي إي. وكافان، لاديسلاف (28 فبراير 1999). الهياكل Carbyne و carbynoid. سبرينغر. ص 1 –. رقم ISBN 978-0-7923-5323-2. تم أرشفته من الأصل في 23 نوفمبر 2012 . تم استرجاعه في 2011-06-06 .
  40. ^ Lee, C.; Wei, X.; Kysar, JW; Hone, J. (2008). "قياس الخواص المرنة والقوة الجوهرية للجرافين أحادي الطبقة". Science . 321 (5887): 385–8. Bibcode :2008Sci...321..385L. doi :10.1126/science.1157996. PMID  18635798. S2CID  206512830.
    • فيل شيوي (28 يوليو/تموز 2008). "أقوى مادة في العالم". Inside Science News Service (بيان صحفي). مؤرشف من الأصل في 31 مايو/أيار 2009.
  41. ^ ساندرسون، بيل (2008-08-25). "أصعب الأشياء التي عرفها الإنسان: ديسكفري يفتح الباب أمام مصعد الفضاء". nypost.com. مؤرشف من الأصل في 2008-09-06 . تم الاسترجاع في 2008-10-09 .
  42. ^ جين، زونغ؛ لو، وي؛ أونيل، كيفن جيه؛ باريلا، فيليب أ؛ سيمبسون، لين جيه؛ كيتريل، كارتر؛ تور، جيمس م. (2011-02-22). "التباعد الهندسي النانوي في صفائح الجرافين لتخزين الهيدروجين". كيمياء المواد . 23 (4): 923-925. doi :10.1021/cm1025188. ISSN  0897-4756.
  43. ^ جنكينز، إدغار (1973). تعدد أشكال العناصر والمركبات. تايلور وفرانسيس. ص 30. ISBN 978-0-423-87500-3. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2012-11-23 . تم استرجاعها في 2011-05-01 .
  44. ^ روسيني، ف.د؛ جيسوب، ر.س (1938). "الحرارة والطاقة الحرة لتكوين ثاني أكسيد الكربون والانتقال بين الجرافيت والماس". مجلة أبحاث المكتب الوطني للمعايير . 21 (4): 491. doi : 10.6028/jres.021.028 .
  45. ^ "عالم الكربون – التصوير النانوي التفاعلي في تعليم العلوم والهندسة (IN-VSEE)". مؤرشف من الأصل في 2001-05-31 . تم الاسترجاع في 2008-10-09 .
  46. ^ Grochala, Wojciech (2014-04-01). "الماس: الحالة الأرضية الإلكترونية للكربون عند درجات حرارة تقترب من 0 كلفن". Angewandte Chemie International Edition . 53 (14): 3680–3683. doi :10.1002/anie.201400131. ISSN  1521-3773. PMID  24615828. S2CID  13359849.
  47. ^ وايت ، ماري آن ؛ قهوجي، سامر؛ فريتاس ، فيرا إل إس . سيويرت، ريكو؛ ويذربي، جوزيف أ. ريبيرو دا سيلفا، ماريا دي إم سي؛ فيريفكين، سيرجي ب. جونسون، إيرين ر. زفانزيجر، جوزيف دبليو (2021). “الاستقرار الحراري النسبي للماس والجرافيت”. Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 60 (3): 1546-1549. دوى :10.1002/anie.202009897. ردمك  1433-7851. بميد  32970365. S2CID  221888151.
  48. ^ Schewe, Phil & Stein, Ben (26 مارس 2004). "Carbon Nanofoam is the World's First Pure Carbon Magnet". Physics News Update . 678 (1). مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2012.
  49. ^ Itzhaki, Lior; Altus, Eli; Basch, Harold; Hoz, Shmaryahu (2005). "أشد صلابة من الماس: تحديد مساحة المقطع العرضي ومعامل يونج للقضبان الجزيئية". Angew. Chem. Int. Ed . 44 (45): 7432–7435. doi :10.1002/anie.200502448. PMID  16240306.
  50. ^ "باحثون يكتشفون مرحلة جديدة من الكربون ويصنعون الماس في درجة حرارة الغرفة". news.ncsu.edu (بيان صحفي). 2015-11-30. مؤرشف من الأصل في 2016-04-06 . تم الاسترجاع في 2016-04-06 .
  51. ^ abc Hoover, Rachel (21 فبراير 2014). "هل تحتاج إلى تتبع الجسيمات النانوية العضوية عبر الكون؟ لدى ناسا تطبيق لذلك". ناسا . مؤرشف من الأصل في 6 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع في 2014-02-22 .
  52. ^ Lauretta, DS; McSween, HY (2006). Meteorites and the Early Solar System II. Space science series. University of Arizona Press. p. 199. ISBN 978-0-8165-2562-1. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2017-11-22 . تم استرجاعها في 2017-05-07 .
  53. ^ مارك، كاثلين (1987). فوهات النيازك . مطبعة جامعة أريزونا. ISBN 978-0-8165-0902-7.
  54. ^ "قاعدة بيانات على الإنترنت تتعقب الجسيمات النانوية العضوية عبر الكون". Sci Tech Daily . 24 فبراير 2014. مؤرشف من الأصل في 18 مارس 2015. تم الاسترجاع 2015-03-10 .
  55. ^ William F McDonough The composition of the Earth Archived 2011-09-28 at the Wayback Machine in Majewski, Eugeniusz (2000). Earthquake Thermodynamics and Phase Transformation in the Earth's Interior . Elsevier Science. ISBN 978-0-12-685185-4.
  56. ^ Yinon Bar-On؛ وآخرون (19 يونيو 2018). "توزيع الكتلة الحيوية على الأرض". PNAS . 115 (25): 6506–6511. Bibcode :2018PNAS..115.6506B. doi : 10.1073/pnas.1711842115 . PMC 6016768. PMID  29784790 . 
  57. ^ فريد بيرس (2014-02-15). "النار في الحفرة: بعد التكسير الهيدروليكي يأتي الفحم". نيو ساينتست . 221 (2956): 36-41. Bibcode :2014NewSc.221...36P. doi :10.1016/S0262-4079(14)60331-6. مؤرشف من الأصل في 2015-03-16.
  58. ^ "الوقود الرائع: مرحباً بكم في عصر الغاز غير التقليدي" محفوظ في 2014-12-09 على موقع واي باك مشين بقلم هيلين نايت، نيو ساينتست ، 12 يونيو 2010، ص 44-47.
  59. ^ مخزونات الميثان في المحيطات "مبالغ فيها" Archived 2013-04-25 at the Wayback Machine , BBC, 17 Feb. 2004.
  60. ^ "الجليد المشتعل: الوقود الأحفوري القادم" أرشيف 2015-02-22 على موقع واي باك مشين بقلم فريد بيرس ، نيو ساينتست ، 27 يونيو 2009، ص 30-33.
  61. ^ تم حسابه من الملف global.1751_2008.csv في "فهرس /ftp/ndp030/CSV-FILES". مؤرشف من الأصل في 2011-10-22 . تم استرجاعه في 2011-11-06 .من مركز تحليل معلومات ثاني أكسيد الكربون .
  62. ^ راشيل جروس (21 سبتمبر 2013). "عميق وغامض للغاية". مجلة نيو ساينتست : 40-43. مؤرشف من الأصل في 21 سبتمبر 2013.
  63. ^ ستيفانينكو، ر. (1983). تكنولوجيا تعدين الفحم: النظرية والتطبيق . جمعية تعدين المعادن. رقم ISBN 978-0-89520-404-2.
  64. ^ كاستنج، جيمس (1998). "دورة الكربون والمناخ والآثار الطويلة الأجل لحرق الوقود الأحفوري". العواقب: طبيعة وتداعيات التغير البيئي . 4 (1). مؤرشف من الأصل في 2008-10-24.
  65. ^ "تكوين الكربون-14". مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2015. اطلع عليه بتاريخ 13 أكتوبر 2014 .
  66. ^ Aitken, MJ (1990). التأريخ المستند إلى العلم في علم الآثار . لونجمان. ص 56-58. ISBN 978-0-582-49309-4.
  67. ^ نيكولز، تشارلز ر. "المنتجات المتطايرة من الكويكبات الكربونية" (PDF) . UAPress.Arizona.edu . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2 يوليو 2016. تم الاسترجاع في 12 نوفمبر 2016 .
  68. ^ ab "الكربون – النظائر الطبيعية". الجدول الدوري لـ WebElements. مؤرشف من الأصل في 2008-09-08 . تم الاسترجاع في 2008-10-09 .
  69. ^ جانيس، ليونارد ز.؛ ديل ريو، كارلوس مارتينيز؛ كوش، بول (1998). "الاختلافات الطبيعية في الوفرة في النظائر المستقرة واستخداماتها المحتملة في علم البيئة الفسيولوجية للحيوان". الكيمياء الحيوية المقارنة وعلم وظائف الأعضاء - الجزء أ: علم وظائف الأعضاء الجزيئي والتكاملي . 119 (3): 725-737. doi :10.1016/S1095-6433(98)01016-2. PMID  9683412.
  70. ^ "تعريفات الوحدات الرسمية للنظام الدولي للوحدات". مؤرشف من الأصل في 14 أكتوبر 2007. تم الاسترجاع في 21 ديسمبر 2007 .
  71. ^ بومان، س. (1990). تفسير الماضي: تأريخ الكربون المشع . دار نشر المتحف البريطاني. رقم ISBN 978-0-7141-2047-8.
  72. ^ براون، توم (1 مارس 2006). "الكربون يكمل دورته الكاملة في الأمازون". مختبر لورانس ليفرمور الوطني. مؤرشف من الأصل في 22 سبتمبر 2008. تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2007 .
  73. ^ ليبي، دبليو إف (1952). التأريخ بالكربون المشع . مطبعة جامعة شيكاغو والمراجع الواردة فيها.
  74. ^ Westgren, A. (1960). "The Nobel Prize in Chemistry 1960". Nobel Foundation. مؤرشف من الأصل في 2007-10-25 . تم الاسترجاع في 2007-11-25 .
  75. ^ واتسون، أ. (1999). "الإشعاع في الزوايا المظلمة للمطبخ النووي". مجلة العلوم . 286 (5437): 28-31. doi :10.1126/science.286.5437.28. S2CID  117737493.
  76. ^ أودي، جورج؛ بيرسيلون، أوليفييه؛ بلاشوت، جان؛ وابسترا، ألديرت هندريك (1997). "تقييم NUBASE للخواص النووية والاضمحلالية" (PDF) . الفيزياء النووية أ . 624 (1): 1-124. رمز Bibcode :1997NuPhA.624....1A. doi :10.1016/S0375-9474(97)00482-X. مؤرشف من الأصل (PDF) في 23 سبتمبر 2008.
  77. ^ أوستلي، ديل أ. وكارول، برادلي دبليو. (2007). مقدمة في الفيزياء الفلكية النجمية الحديثة . سان فرانسيسكو (كاليفورنيا): أديسون ويسلي. رقم ISBN 978-0-8053-0348-3.
  78. ^ Whittet, Douglas CB (2003). Dust in the Galactic Environment . CRC Press . ص 45-46. ISBN 978-0-7503-0624-9.
  79. ^ بوهان، إليز؛ دينويدي، روبرت؛ تشالونر، جاك؛ ستيوارت، كولين؛ هارفي، ديريك؛ راج-سايكس، ريبيكا ؛ كريسب، بيتر ؛ هوبارد، بن؛ باركر، فيليب؛ وآخرون (كتّاب) (فبراير 2016). التاريخ الكبير. مقدمة بقلم ديفيد كريستيان (الطبعة الأمريكية الأولى). نيويورك : دي كيه . ص. 10-11، 45، 55، 58-59، 63، 65-71، 75، 78-81، 98، 100، 102. رقم ISBN 978-1-4654-5443-0. OCLC  940282526.
  80. ^ "هل جسمي يتكون حقًا من أشياء نجمية؟". ناسا . مايو 2003. تم الاسترجاع في 2023-03-17 .
  81. ^ فيراك، كابير (10 يوليو 2020). "موضح: كيف وفرت النجوم الكربون الذي يجعل الحياة ممكنة". صحيفة إنديان إكسبريس . تم الاسترجاع في 17 مارس 2023 .
  82. ^ بيكلينر، سولومون بوريسوفيتش (1977). تكوين النجوم. سبرينغر. ص 38. ISBN 978-90-277-0796-3. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2012-11-23 . تم استرجاعها في 2011-06-06 .
  83. ^ مانيون، ص 51-54.
  84. ^ مانيون، ص 84-88.
  85. ^ Falkowski, P.; Scholes, RJ; Boyle, E.; Canadell, J.; Canfield, D.; Elser, J.; Gruber, N.; Hibbard, K.; et al. (2000). "دورة الكربون العالمية: اختبار لمعرفتنا بالأرض كنظام". مجلة العلوم . 290 (5490): 291-296. رمز Bibcode :2000Sci...290..291F. doi :10.1126/science.290.5490.291. PMID  11030643. S2CID  1779934.
  86. ^ سميث، تي إم؛ كرامر، دبليو بي؛ ديكسون، آر كي؛ ليمانز، آر؛ نيلسون، آر بي؛ سولومون، إيه إم (1993). "دورة الكربون الأرضية العالمية" (PDF) . تلوث المياه والهواء والتربة . 70 (1-4): 19-37. رمز Bibcode :1993WASP...70...19S. doi :10.1007/BF01104986. S2CID  97265068. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-11.
  87. ^ بوروز، أ.؛ هولمان، ج.؛ بارسونز، أ.؛ بيلينج، ج.؛ برايس، ج. (2017). الكيمياء 3: تقديم الكيمياء غير العضوية والعضوية والفيزيائية. دار نشر جامعة أكسفورد. ص. 70. رقم ISBN 978-0-19-873380-5. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2017-11-22 . تم استرجاعها في 2017-05-07 .
  88. ^ مانيون ص 27-51
  89. ^ مانيون ص 84-91
  90. ^ نورمان هـ. هورويتز (1986) إلى اليوتوبيا والعودة؛ البحث عن الحياة في النظام الشمسي (سلسلة علم الفلك) دبليو إتش فريمان وشركاه (Sd)، نيويورك، رقم ISBN 978-0-7167-1766-9 
  91. ^ ليفين، جويل س.؛ أوغستسون، تومي ر.؛ ناتاراجان، مورالي (1982). "الغلاف الجوي القديم قبل البيولوجي: الاستقرار والتكوين". أصول الحياة وتطور المحيطات الحيوية . 12 (3): 245-259. رمز Bibcode :1982OrLi...12..245L. doi :10.1007/BF00926894. PMID  7162799. S2CID  20097153.
  92. ^ Loerting, T. ; et al. (2001). "حول الاستقرار الحركي المدهش لحمض الكربونيك". 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.
  93. ^ Haldane J. (1895). "تأثير أكسيد الكربون على الإنسان". مجلة علم وظائف الأعضاء . 18 (5-6): 430-462. doi :10.1113/jphysiol.1895.sp000578. PMC 1514663. PMID  16992272 . 
  94. ^ Gorman, D.; Drewry, A.; Huang, YL; Sames, C. (2003). "The clinical poisonology of carbon monoxide". Toxicology . 187 (1): 25–38. Bibcode :2003Toxgy.187...25G. doi :10.1016/S0300-483X(03)00005-2. PMID  12679050.
  95. ^ "مركبات الكربون: أكسيد الكربون الفرعي". مؤرشف من الأصل في 2007-12-07 . تم الاسترجاع في 2007-12-03 .
  96. ^ Bayes, K. (1961). "التحلل الضوئي لأكسيد الكربون الفرعي". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 83 (17): 3712–3713. doi :10.1021/ja01478a033.
  97. ^ أندرسون دي جي؛ روزنفيلد، آر إن (1991). "التفكك الضوئي لأكسيد الكربون الفرعي". مجلة الفيزياء الكيميائية . 94 (12): 7852-7867. رمز Bibcode :1991JChPh..94.7857A. doi :10.1063/1.460121.
  98. ^ سابين، جيه آر؛ كيم، إتش. (1971). "دراسة نظرية لبنية وخصائص ثلاثي أكسيد الكربون". رسائل الفيزياء الكيميائية . 11 (5): 593-597. رمز Bibcode :1971CPL....11..593S. doi :10.1016/0009-2614(71)87010-0.
  99. ^ Moll NG؛ Clutter DR؛ Thompson WE (1966). "ثلاثي أكسيد الكربون: إنتاجه، طيف الأشعة تحت الحمراء، وبنيته المدروسة في مصفوفة من ثاني أكسيد الكربون الصلب ". مجلة الفيزياء الكيميائية . 45 (12): 4469-4481. رمز Bibcode :1966JChPh..45.4469M. doi :10.1063/1.1727526.
  100. ^ ab Fatiadi, Alexander J.; Isbell, Horace S.; Sager, William F. (1963). "Cyclic Polyhydroxy Ketones. I. Oxidation Products of Hexahydroxybenzene (Benzenehexol)" (PDF) . مجلة أبحاث المكتب الوطني للمعايير القسم أ . 67A (2): 153–162. doi :10.6028/jres.067A.015. PMC 6640573. PMID 31580622.  مؤرشف من الأصل (PDF) في 2009-03-25 . تم الاسترجاع في 2009-03-21 . 
  101. ^ بولينج، ل. (1960). طبيعة الرابطة الكيميائية (الطبعة الثالثة). إيثاكا، نيويورك: مطبعة جامعة كورنيل. ص. 93. ISBN 978-0-8014-0333-0.
  102. ^ جرينوود وإيرنشو، ص 297-301
  103. ^ شيرباوم ، فرانز. وآخرون. (1988). ""الانجذاب نحو الهواء" كنتيجة للتأثيرات النسبية: تفاعل هيكساكيس (ثلاثي فينيل فوسفانيوريو) ميثان [(Ph3PAu ) 6C ] 2+ " . أنجو. كيمياء. إد. إنجليزي. 27 (11): 1544-1546. doi :10.1002/anie.198815441.
  104. ^ ريتر، ستيفن ك. "ستة روابط للكربون: مؤكدة". أخبار الكيمياء والهندسة . مؤرشف من الأصل في 2017-01-09.
  105. ^ ياماشيتا، ماكوتو؛ ياماموتو، يوهسوكي؛ أكيبا، كين-يا؛ هاشيزومي، دايسوكي؛ إيواساكي، فوجيكو؛ تاكاجي، نوزومي؛ ناجاسي، شيغيرو (2005-03-01). "التوليفات والهياكل لمركبات الكربون والبورون ذات التكافؤ الفائق ذات الإحداثيات الخماسية التي تحمل هيكل أنثراسين - توضيح التفاعل الفائق التكافؤ بناءً على تحليل الأشعة السينية وحساب DFT". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (12): 4354-4371. doi :10.1021/ja0438011. ISSN  0002-7863. PMID  15783218.
  106. ^ قاموس أوكسفورد الإنجليزي المختصر، مطبعة جامعة أوكسفورد
  107. ^ "الصينيون أول من استخدموا الماس". بي بي سي نيوز . 17 مايو 2005. مؤرشف من الأصل في 20 مارس 2007. تم استرجاعه في 2007-03-21 .
  108. ^ فان دير كروجت، بيتر. "الكربونيوم/الكربون في علم العناصر وقواميس العناصر المتعددة". مؤرشف من الأصل في 2010-01-23 . تم الاسترجاع في 2010-01-06 .
  109. ^ فيرشولت دي ريومور، R.-A. (1722). L'art de convertir lefer forgé en acier, et l'art d'adoucir lefer fondu, ou de faire des ouvrages de fr fondu aussi Finis que lefer forgé (الترجمة الإنجليزية من عام 1956) . باريس، شيكاغو.
  110. ^ "كربون". كندا متصلة. مؤرشف من الأصل في 2010-10-27 . تم الاسترجاع في 2010-12-07 .
  111. ^ ab Senese, Fred (2000-09-09). "من اكتشف الكربون؟". جامعة ولاية فروستبورغ. مؤرشف من الأصل في 2007-12-07 . تم الاسترجاع في 2007-11-24 .
  112. ^ جيوليتي، فيديريكو (1914). تصلب الحديد والصلب. شركة ماكجرو هيل للكتب.
  113. ^ Kroto, HW; Heath, JR; O'Brien, SC; Curl, RF; Smalley, RE (1985). "C 60 : Buckminsterfullerene". Nature . 318 (6042): 162–163. Bibcode :1985Natur.318..162K. doi :10.1038/318162a0. S2CID  4314237.
  114. ^ "جائزة نوبل في الكيمياء 1996 "لاكتشافهم الفوليرينات"". مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2007 . استرجاع 21 ديسمبر 2007 .
  115. ^ "أنواع رواسب الجرافيت، أصلها، وأهميتها الاقتصادية".
  116. ^ abc USGS Minerals Yearbook: Graphite, 2009 Archived 2008-09-16 at the Wayback Machine and Graphite: Mineral Commodity Summaries 2011
  117. ^ هارلو، جي إي (1998). طبيعة الماس . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 223. ISBN 978-0-521-62935-5.
  118. ^ Catelle, WR (1911). The Diamond . John Lane Company. ص 159.مناقشة حول الماس الرسوبي في الهند وأماكن أخرى بالإضافة إلى أقدم الاكتشافات
  119. ^ Ball, V. (1881). الماس والذهب والفحم في الهند. لندن، Truebner & Co.كان بول جيولوجيًا في الخدمة البريطانية. الفصل الأول، الصفحة 1
  120. ^ هيرشي، جيه دبليو (1940). كتاب الماس: تراثه الغريب، وخصائصه، واختباراته، وتصنيعه الاصطناعي . شركة كيسنجر للنشر، ص 28. رقم ISBN 978-1-4179-7715-4.
  121. ^ جانسي، أجا (2007). "الإنتاج العالمي للماس الخام منذ عام 1870". الأحجار الكريمة وعلم الأحجار الكريمة . XLIII (صيف 2007): 98-119. doi :10.5741/GEMS.43.2.98.
  122. ^ مارشال، ستيفن؛ شور، جوش (22 أكتوبر 2004). "حياة الماس". شبكة أخبار حرب العصابات. مؤرشف من الأصل في 2008-06-09 . تم الاسترجاع في 2008-10-10 .
  123. ^ Zimnisky, Paul (21 May 2018). "من المتوقع أن ينخفض ​​العرض العالمي للماس بنسبة 3.4% إلى 147 مليون قيراط في عام 2018". Kitco.com . مؤرشف من الأصل في 11 أغسطس 2023 . تم الاسترجاع في 9 نوفمبر 2020 .
  124. ^ لورينز ، ف. (2007). “Argyle في غرب أستراليا: أغنى أنبوب ماسي في العالم؛ ماضيه ومستقبله”. Gemmologie، Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft . 56 (1/2): 35-40.
  125. ^ مانيون ص 25-26
  126. ^ "العثور على ماسة مجهرية في مونتانا". مونتانا ستاندارد . 2004-10-17. مؤرشف من الأصل في 2005-01-21 . تم الاسترجاع في 2008-10-10 .
  127. ^ كوك، سارة (2004-10-19). "اكتشاف ألماسة مجهرية في مونتانا". موقع Livescience.com. مؤرشف من الأصل في 2008-07-05 . تم الاسترجاع في 2008-09-12 .
  128. ^ "أخبار دلتا / بيانات صحفية / مطبوعات". Deltamine.com. مؤرشف من الأصل في 2008-05-26 . تم الاسترجاع في 2008-09-12 .
  129. ^ كانتويل، دبليو جيه؛ مورتون، جيه. (1991). "مقاومة التأثير للمواد المركبة - مراجعة". المركبات . 22 (5): 347-62. doi :10.1016/0010-4361(91)90549-V.
  130. ^ Holtzapffel, Ch. (1856). Turning And Mechanical Manipulation. Charles Holtzapffel.أرشيف الإنترنت مؤرشف بتاريخ 2016-03-26 على موقع Wayback Machine
  131. ^ "إحصائيات ومعلومات عن الماس الصناعي". هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 2009-05-06 . تم الاسترجاع في 2009-05-05 .
  132. ^ Coelho, RT; Yamada, S.; Aspinwall, DK; Wise, MLH (1995). "تطبيق مواد الأدوات المصنوعة من الماس متعدد البلورات (PCD) عند حفر وتوسيع السبائك القائمة على الألومنيوم بما في ذلك MMC". المجلة الدولية لأدوات الآلات والتصنيع . 35 (5): 761-774. doi :10.1016/0890-6955(95)93044-7.
  133. ^ هاريس، دي سي (1999). مواد النوافذ والقباب بالأشعة تحت الحمراء: الخصائص والأداء . SPIE Press. ص 303-334. ISBN 978-0-8194-3482-1.
  134. ^ Nusinovich, GS (2004). Introduction to the physics of gyrotrons . JHU Press. p. 229. ISBN 978-0-8018-7921-0.
  135. ^ Sakamoto, M.; Endriz, JG; Scifres, DR (1992). "120 W CW output power from monolithic AlGaAs (800 nm) laser diode array installed on diamond heatsink". رسائل إلكترونيات . 28 (2): 197–199. رمز Bibcode :1992ElL....28..197S. doi :10.1049/el:19920123.
  136. ^ دورفر، ليوبولد؛ موسر، م؛ سبندلر، ك؛ بهر، ف؛ إيغارتر-فيجل، إي؛ دوهر، ج. (1998). "الوخز بالإبر في أوروبا الوسطى منذ 5200 عام؟". ساينس . 282 (5387): 242-243. رمز Bibcode :1998Sci...282..239D. doi :10.1126/science.282.5387.239f. PMID  9841386. S2CID  42284618.
  137. ^ دونالدسون، ك.؛ ستون، ف.؛ كلوتر، أ.؛ رينويك، ل.؛ ماكني، و. (2001). "الجسيمات فائقة الدقة". الطب المهني والبيئي . 58 (3): 211-216. doi :10.1136/oem.58.3.211. PMC 1740105. PMID  11171936 . 
  138. ^ جسيمات الكربون النانوية سامة لذباب الفاكهة البالغ ولكنها حميدة للذباب الصغير محفوظ في 2011-11-02 على موقع واي باك مشين ScienceDaily (17 أغسطس 2009)
  139. ^ "بيان صحفي – كارثة تيتانيك: نظرية جديدة تشير إلى أن حريق الفحم كان السبب". www.geosociety.org . مؤرشف من الأصل في 2016-04-14 . تم استرجاعه في 2016-04-06 .
  140. ^ McSherry, Patrick. "Coal bunker Fire". www.spanamwar.com . مؤرشف من الأصل في 2016-03-23 ​​. تم استرجاعه في 2016-04-06 .

فهرس

  • الكربون في برنامج "في عصرنا" على قناة بي بي سي
  • الكربون في الجدول الدوري للفيديوهات (جامعة نوتنغهام)
  • الكربون في الموسوعة البريطانية
  • صفحة الكربون الشاملة على موقع asu.edu (تم أرشفتها في 18 يونيو 2010)
  • الاستخدامات الكهروكيميائية للكربون (أرشيف 9 نوفمبر 2001)
  • الكربون - مادة خارقة. رسوم متحركة مع صوت ونماذج تفاعلية ثلاثية الأبعاد. (تم أرشفته في 9 نوفمبر 2012)
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الكربون&oldid=1236896312"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate