WĘGIEL

 

Węgiel (C, łac. carboneum) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6, niemetal z bloku p układu okresowego. Przystoi do grupy 14. Posiada cztery elektrony walencyjne. Działają trzy naturalnie występujące izotopy węgla, 12C oraz 13C są stabilne, natomiast izotop 14C jest promieniotwórczy o czasie połowicznego rozpadu równym około 5700 lat2. Węgiel jest jednym z niewielu pierwiastków modnych w starożytności34. Jako pierwszy polską nazwę – węgiel – zaproponował Filip Walter.

Znanych jest kilka odmian alotropowych węgla, z czego najbardziej popularne to grafit oraz diament. Cechy fizyczne węgla zależą od formy w jakiej występuje. Na przykład diament jest przejrzysty, aczkolwiek grafit jest nieprzezroczysty i czarny. Diament jest jednym z najtwardszych materiałów na ziemi, w trakcie gdy grafitem można narysować kreskę na papierze. Diament ma bardzo niskie przewodnictwo właściwe, a grafit jest dobrym przewodnikiem elektrycznym. Diament posiada najwyższą przewodność cieplną z wszystkich znanych materiałów w warunkach normalnych. Wszystkie odmiany alotropowe węgla są w warunkach normalnych ciałami stałymi. Innymi odmianami alotropowymi węgla są: fuleren oraz formy poliynowe. Poniektórzy mniemają też, że jego formami alotropowymi są: nanocebulka, nanorurka, nanopianka, karbin, aczkolwiek są to raczej nazwy struktur supramolekularnych, niż odmiany alotropowe w pełnym tego słowa znaczeniu.

Wszystkie formy funkcjonowania węgla są wysoce stabilne, potrzebują wysokiej temperatury żeby przereagować nawet z tlenem. Największe ilości nieorganicznego węgla występują w postaci skał wapiennych, dolomitów oraz dwutlenku węgla, natomiast znaczne ilości węgla organicznego znajdują się w paliwach kopalnych. Węgiel aranżuje więcej związków niż wszystkie inne pierwiastki chemiczne. Liczba organicznych związków węgla zarejestrowanych w bazie Beilstein w roku 2008 wynosiła 10 853 3415, co jest małą częścią teoretycznych związków jakie można z niego otrzymać.

Węgiel znajduje się na czwartym miejscu najczęściej występujących pierwiastków we Wszechświecie, po wodorze, helu i tlenie. Jest obecny we wszystkich organizmach żywych. W ludzkim ciele jest po tlenie najliczniejszym pierwiastkiem ze względu na masę (ok. 18,5%)6. Ta ilość w połączeniu z różnorodnością związków organicznych stawia węgiel jako chemiczną podstawę życia.