Το Θαυμαστό Στοιχείο

«Κανένα άλλο στοιχείο δεν είναι πιο ουσιώδες για τη ζωή από ό,τι ο άνθρακας», λέει το βιβλίο Δομικά Στοιχεία της Φύσης (Nature’s Building Blocks). Τα μοναδικά χαρακτηριστικά του άνθρακα του επιτρέπουν να ενώνεται μέσω δεσμών με άλλα άτομα άνθρακα καθώς και με άτομα πολλών άλλων χημικών στοιχείων, σχηματίζοντας έτσι εκατομμύρια ενώσεις, ενώ συνεχώς ανακαλύπτονται ή συνθέτονται ακόμη περισσότερες.

Στα παραδείγματα που ακολουθούν φαίνεται ότι τα άτομα του άνθρακα μπορούν να συνδυαστούν έτσι ώστε να προκύψουν διάφορες μορφές, όπως αλυσίδες, πυραμίδες, δακτύλιοι, επίπεδα φύλλα και σωλήνες. Ο άνθρακας είναι όντως θαυμαστό στοιχείο!

ΔΙΑΜΑΝΤΙ

Άτομα άνθρακα σχηματίζουν πυραμίδες, τα λεγόμενα τετράεδρα, δημιουργώντας μια εξαιρετικά άκαμπτη δομή και καθιστώντας το διαμάντι το σκληρότερο γνωστό φυσικό υλικό. Ένα τέλειο διαμάντι είναι ουσιαστικά ένα και μόνο μόριο ατόμων άνθρακα.

ΓΡΑΦΙΤΗΣ

Άτομα άνθρακα με πολύ ισχυρούς δεσμούς σχηματίζουν επάλληλα στρώματα τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με ασθενείς δεσμούς και μπορούν να ολισθαίνουν απομακρυνόμενα το ένα από το άλλο όπως τα φύλλα σε μια στοίβα με χαρτιά. Χάρη σε αυτά τα χαρακτηριστικά, ο γραφίτης αποτελεί εξαιρετικό λιπαντικό αλλά και βασικό υλικό των μολυβιών.a

ΓΡΑΦΕΝΙΟ

Πρόκειται για μονή στρώση ατόμων άνθρακα διατεταγμένων σε εξαγωνικό ή κυψελοειδές πλέγμα. Το γραφένιο έχει πολύ μεγαλύτερη αντοχή στον εφελκυσμό από ό,τι το ατσάλι. Στο ίχνος που αφήνει ένα μολύβι μπορεί να βρεθούν μικρές ποσότητες γραφενίου σε ένα ή πολλαπλά στρώματα.

ΦΟΥΛΕΡΕΝΙΑ

Αυτά τα κοίλα μόρια άνθρακα έχουν διάφορα σχήματα. Μερικά μοιάζουν με μικροσκοπικές μπάλες, ενώ άλλα με σωλήνες που ονομάζονται νανοσωλήνες. Οι διαστάσεις τους μετριούνται σε νανόμετρα, δηλαδή σε δισεκατομμυριοστά του μέτρου.

ΖΩΝΤΑΝΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Τα πάμπολλα κύτταρα από τα οποία απαρτίζονται τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι συγκροτούνται με βάση τον άνθρακα—ένα στοιχείο που συναντούμε στους υδατάνθρακες, στα λίπη και στα αμινοξέα.