أشكال الكربون النقي

2011 الكيمياء العضوية

مارتن گلويز

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يوجد الكربون في الطبيعة ضمن أربعة أشكال رئيسة: السخام والفولرينات والماس والجرافيت، ويتكوّن كل من السخام والفولرينات عند احتراق المركّبات المحتوية على الكربون، في حين تتألف الفولرينات من بُنى هشة جداً ولم يتم اكتشافها إلا منذ عشرين عاماً فقط (انظر الصفحة 12). أما السخام، والذي هو عبارة عن مسحوق أسود ناعم يُعرف باسم الكربون غير المتبلور، لا يتمتع ببنية منتظمة لأن ذرّات الكربون الموجودة فيه مرتبة ترتيباً عشوائياً.

ومن أشكال الكربون النقي المعروفة وأكثرها استقراراً الجرافيت والماس، ومع أن هاتين المادتين مكوّنتان من ذرّات الكربون فقط، إلا أنهما مختلفتان اختلافاً كبيراً.فالجرافيت مادة سوداء براقة تتألق في الضوء نوعاً ما، مثل المعادن، والجرافيت، كالمعادن أيضاً من حيث قدرته على توصيل التيارات الكهربائية،ويُستخدم الجرافيت في أقلام الرصاص لأنه مادة ناعمة جداً. فعندما نقوم بتمرير قلم الرصاص على قطعة ورق، يتآكل الجرافيت مخلفاً وراءه خطاً داكن اللون، وهذا الخط الداكن هو عبارة عن طبقة رقيقة جداً من ذرّات الكربون.

أما الماس فهو عكس الجرافيت في جوانب كثيرة، إذ أنه شفاف ولا لون له ولا يستطيع توصيل (نقل) التيار الكهربائي. كما أن الماس صلد (صلب) جداً، وهو في الحقيقية أقسى المواد جميعها ومن الصعوبة بمكان كسره، وعندما تتكسر بلورات الماس، فإنها تنشطر إلى سطوح مستوية، مما يتيح إمكانية صنع مجوهرات جميلة جداً من الماس. كما أن النقاط بين سطوح الماس حادة جداً وقاسية بما يكفي لقطع أي جسم صلب. لذلك تحتوي العديد من آلات الحفر والمناشير على رؤوس مصنوعة من الماس.