Ihmeellinen alkuaine
”Mikään muu alkuaine ei ole elämälle tärkeämpi kuin hiili”, sanotaan kirjassa Nature’s Building Blocks. Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi hiili voi muodostaa sidoksia toisten hiiliatomien ja monien muiden alkuaineiden kanssa. Näin syntyy miljoonia yhdisteitä. Uusia hiiliyhdisteitä löydetään jatkuvasti lisää ja yhä useampia pystytään valmistamaan synteettisesti.
Kuten seuraavassa osoitetaan, hiiliatomit voivat järjestyä monella eri tavalla: muun muassa ketjuiksi, pyramideiksi, renkaiksi, ohuiksi tasoiksi ja putkiksi. Hiili on tosiaankin ihmeellinen alkuaine!
TIMANTTI
Hiiliatomit muodostavat tetraedreiksi kutsuttuja pyramideja, mikä tekee rakenteesta erittäin jäykän. Timantti onkin luonnossa esiintyvistä tunnetuista aineista kovin. Täydellinen timantti on pohjimmiltaan yksi hiiliatomeista koostuva molekyyli.
GRAFIITTI
Lujasti toisiinsa sitoutuneet hiiliatomit kerrostuvat päällekkäisiksi tasoiksi, jotka eivät ole tiukasti kiinni toisissaan vaan voivat liukua toistensa päältä kuin arkit paperipinosta. Näiden ominaisuuksien vuoksi grafiitti on erinomainen voiteluaine ja myös lyijykynien tärkeä valmistusmateriaali.a
GRAFEENI
Grafeeni koostuu yhdestä kerroksesta toisiinsa sitoutuneita hiiliatomeja, jotka järjestyvät kuusikulmaisten renkaiden muodostamaksi verkoksi. Grafeenilla on moninkertainen vetolujuus teräkseen verrattuna. Lyijykynän piirtojäljessä voi olla pieniä määriä grafeenia joko yhtenä tai useampana kerroksena.
FULLEREENIT
Nämä ontot hiilimolekyylit voivat olla muodoltaan palloja tai putkia, nanoputkia. Mikroskooppisen pienten fullereenien koko mitataan nanometreinä eli metrin miljardisosina.
ELÄVÄT ORGANISMIT
Kasvit, eläimet ja ihmiset koostuvat soluista, joiden keskeinen rakennusaine on hiili. Tätä alkuainetta on hiilihydraateissa, rasvoissa ja aminohapoissa.
”[Jumalan] näkymättömät ominaisuudet – – havaitaan siitä, mikä on tehty.” (Roomalaisille 1:20)
a Ks. kirjoitus ”Lainaisitko lyijykynää?”, Herätkää! 7/2007.