Karbon (C)

Alm. Kohlenstoff (m), Fr. Carbone (m), İng. Carbon. Sembolü C, bileşikleri tabiatta çok geniş alana
dağılmış olan metalik olmayan kimyâsal bir element.
Özellikleri: Karbon, element hâlinde kömür, grafit ve elmas olarak üç şekilde bulunur. Bunlara
karbonun allotropları denir. Bunlardan elmas, saf karbon olup kristal yapıya sâhiptir. Diğer ikisi
safsızlık ihtivâ edip amorf yapıdadır. Meselâ, kömürün menşei bitkilerdir. Bu yüzden kömürde bitkiden
gelen maddeler bulunmaktadır. Karbonun atom numarası altıdır. Değerlik elektronu dörttür. En dış
yörüngesinde bulunan 4 elektrondan ikisi, 2s2 orbitalinde, diğer ikisi de 2p2 orbitalindedir. Diğer
elementlerle bağ yaparken 2s orbitalinde bulunan bir elektron boş olan 2p orbitaline geçercesine
hareket eder. Böylece aynı özellikte dört tâne çiftleşmemiş elektron meydana gelir.
Bunların enerji seviyeleri aynıdır. Bu davranış Sp3 hibridizasyonu olarak adlandırılır.
3500°C’de sublime olmaya başlayan karbon, 3550°C’de erir ve 4827°C’de kaynar. Grafit hâlindeki
karbonun yoğunluğu 2,26 g/cm3tür. Oda sıcaklığında kolay kolay reaksiyona girmez ve suda hemen
hiç çözünmez. Gerekli sıcaklığa geldiği zaman hava oksijeni ile okside olarak (yanarak) karbondioksid
verir. Grafit ve elmasın yanması kömürün yanmasından daha yüksek sıcaklıkta olur.
Karbonun, kütle numaraları 10 ilâ 16 arasında olan altı tâne izotopu vardır. 12C ve 13C izotopları
kararlıdır. Tabiatta bulunan karbonun % 98,89’u 12C ve % 1.11 de 13C izotopudur. 14C radyoaktif
izotopu da kararlılığa çok yakındır. Çünkü yarılanma müddeti 3770 yıldır. Arkeolojik araştırmalarda bu
izotoptan yararlanılır. 12C izotopu elementlerin atom ağırlıklarının hesaplanmasında bir temel kabûl
edilmiştir.
Bulunuşu: Tabiatta karbon çok çeşitli olarak her yerde bulunur. Elementer olarak, kömür ve grafit
yataklarında ve çeşitli bileşikler hâlinde petrol yataklarında bulunur. İnsan, hayvan ve bitki gibi bütün
canlıların büyük bir kısmı karbon bileşiklerinden meydana gelmiştir. Organik bileşiklerin temel maddesi
karbondur. Anorganik bileşiklerden en çok karbonat bileşiklerinde bulunur. Mermer, dolomit ve kireç
taşları birer karbonat bileşikleridir.
Karbon bileşikleri: Karbon atomu elektron almaya veya vermeye, yâni iyonik bileşik yapmaya yatkın
değildir. Bu yüzden iyonik bileşikleri pek kararlı değildir. Bâzı reaksiyonlarda ortaya çıksalar bile
hemen aksi yüklü iyonlarla bağ meydana getirirler. Karbon atomları oktede varmak için bağ yapmayı
tercih ederler. Bu bağlar diğer atomların yaptığı bağlara nispetle daha sağlamdırlar. Bu yüzden uzun
zincirler meydana getirmektedirler.
İşte bu sebeptendir ki karbon bileşiklerinin sayısı diğer bütün elementlerin meydana getirdiği
bileşiklerin on misli kadardır. Karbon bileşiklerinin sayısı üç milyona ulaşmış olup, gün geçtikçe de
çoğalmaktadır.
İki sınıf karbon bileşiği vardır:
a) Organik bileşikleri: Bu bileşikler kovalent bileşikler olup elementleri bir arada tutan kuvvet elektron
bağlarıdır. Karbon dört bağ yapar. Bu bağlar karbonlar ve diğer elementler arasında olabilir. Organik
bileşikler düz zincir, dallanmış veya halkalı şekilde olabilirler. Düz ve dallanmış zincirler hâlinde olan
organik bileşiklere alifatik bileşikler denir. Bunlardan da yalnız karbon ve hidrojenden meydana gelmiş
olanlarına hidrokarbonlar denir. Bunların en basidi metandır. Metan, karbonun dış yörüngesinde
bulunan dört çiftleşmemiş elektronun, hidrojen atomlarının elektronları ile bağlanmasından meydana
gelmiştir. Burada kurulan bağların arasındaki açı 109°28’dir.
Eten (Etilen) (C2H4) doymamış hidrokarbonların en basiti olup karbonlar arasında çift bağ vardır. Bu
çift bağlardan biri esas bağ olup sigma bağı da denir ve iki karbon atomunu bir arada tutmaya yarar.
Diğer bağa, sekonder veya pi bağı denir ve kimyâsal etkilemelere karşı hassastır. Bu bağdan dolayı
doymamış hidrokarbonlar kimyâsal olarak aktiftir.
Etende (asetilen) (HC=CH), karbonlar birbirlerine üç bağla bağlı olup, her bir karbonda birbirinden
180° ayrı olan birer hidrojen atomu bağlıdır. Karbonlar arasındaki üç bağdan biri sigma, ikisi pi bağıdır.
İki pi bağından dolayı kimyâsal etkilemelere karşı gâyet duyarlıdır.
Aromatik bileşiklerin en basit üyesi benzen olup, halkalı yapıya sâhiptir ve altı karbonludur. Karbonlar
arasında sigma ve pi bağları vardır. Pi bağı muayyen (belirli) karbonlar arasında lokalize olmayıp
rezonans hâlindedir.
Benzen pi elektronuna sâhib olduğu halde elifatik doymamışlar (etilen, asetilen) gibi reaksiyon vermez.
b) Anorganik karbon bileşikleri: Çok miktardaki anorganik karbon bileşikleri arasında en bilinenleri
karbondioksit, karbon monoksit, karbon disülfür, karbonatlar, siyanürler ve karbitlerdir.