توجد على كوكبنا العديد من الغازات والعناصر الضرورية للحياة. تعتمد كمية هذه العناصر والغازات على وظيفة كل منها وعلى الأنشطة التي تحدث في جميع أنحاء العالم. اليوم سوف نتحدث عنه الكربون في الطبيعة. يمكن العثور على الكربون في بيئات مختلفة على كوكبنا، مثل النفط، والجرافيت، والماس، وغيرها. هو عنصر كيميائي يحتل المركز السادس في الجدول الدوري وليس معدنيًا. علاوة على ذلك، فإن دراستها ضرورية لفهم أهمية الكربون في الطبيعة وعلاقتها بتغير المناخ.
في هذه المقالة سوف نخبرك عن جميع خصائص وأهمية الكربون في الطبيعة.
الملامح الرئيسية
الكربون عنصر كيميائي رباعي التكافؤ. هذا يعني أنه يهرب من إنشاء 4 روابط كيميائية للإلكترونات المشتركة أو الروابط التساهمية. إنه العنصر الأكثر وفرة في قشرة الأرض بأكملها. وفرتها تكمن في تنوعها. هذا لأنه موجود في تكوين المركبات العضوية ولديه قدرة استثنائية على تكوين البوليمرات في درجات حرارة شائعة على كوكبنا. هذه هي الطريقة التي تعمل بها كعنصر في جميع أشكال الحياة المعروفة. ولهذا السبب فإن تأثيره على أهمية الكربون في الطبيعة لا يمكن إنكاره.
تم العثور على الكربون في الطبيعة كعنصر كيميائي لا يتحد مع الأشكال الأخرى. في الغالب يتم دمجه مع المركبات الكيميائية للكربون مثل كربونات الكالسيوم ومركبات أخرى في النفط والغاز الطبيعي. يمكن العثور عليها أيضًا في شكل معادن مختلفة مثل الفحم والليغنيت والجفت. تكمن الأهمية الكبرى للكربون في وجوده في جميع الكائنات الحية.
أين يوجد الكربون في الطبيعة؟
كما ذكرنا سابقًا، يوجد الكربون في الطبيعة في جميع أشكال الحياة، ويتواجد في عدة أشكال بلورية: الماس، والجرافيت، والفوليرين. ويمكننا أيضًا رؤية أشكال معدنية غير متبلورة أخرى مع الفحم مثل الليجنيت والفحم والجفت والأشكال السائلة مثل أنواع البترول والأشكال الغازية مثل الغاز الطبيعي. دعونا نذكر كل واحد منهم ونوصفه.
أشكال بلورية
- الجرافيت: إنها مادة صلبة سوداء اللون ولها لمعان معدني مقاوم للحرارة. لها بنية بلورية حيث أن ذرات الكربون مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط سداسية. يتم ربط هذه الذرات لتشكيل الصفائح.
- الماس: إنه صوت خشن للغاية قادر على السماح بمرور الضوء من خلاله. يتم ربط ذرات الكربون في الماس بطريقة رباعية السطوح.
- الفوليرين: إنها أشكال جزيئية من الكربون تشكل عناقيد بها العديد من الذرات وبعضها في شكل كروي يشبه كرات كرة القدم.
أشكال غير متبلورة
في هذه الحالة ، لا تتحد ذرات الكربون أو تشكل بنية منظمة غير منتظمة. تميل إلى أن تحتوي على عدد غير قليل من الشوائب والعناصر الأخرى. دعنا نحلل ما هي:
- أنثراسايت: هو أقدم معدن فحم متحول موجود. يعود أصله إلى تعديل الصخور الناتج عن تأثير درجة الحرارة والضغط والعمل الكيميائي للسوائل في الطبيعة. تم تشكيلها بشكل رئيسي في العصر الكربوني.
- فحم: فحم معدني يتكون في صخرة رسوبية ذات أصل عضوي. حدث التكوين خلال حقبة الحياة القديمة وهو أسود اللون. يحتوي على نسبة عالية من المواد البيتومينية.
- Lignite: هو فحم أحفوري معدني يتكون من الخث بضغط عالي الضغط.
- الخث: إنها مادة ذات أصل عضوي تأتي من العصر الرباعي وهي أحدث بكثير من الفحم السابق. عادة ما تتميز باللون الأصفر البني وكتلتها إسفنجية منخفضة الكثافة. ينشأ من بقايا النبات.
- النفط والغاز الطبيعي: إنها أشهر أنواع الوقود الأحفوري على هذا الكوكب. تتكون من خليط من المواد العضوية ، معظمها من الهيدروكربونات. تتشكل هذه الهيدروكربونات من خلال التحلل البكتيري اللاهوائي للمواد العضوية. لهذا السبب ، يتم تكوينه في باطن الأرض على أعماق كبيرة وتحت ظروف فيزيائية وكيميائية خاصة. هذه عملية حدثت على مدى ملايين السنين.
الدورة البيوجيوكيميائية للكربون في الطبيعة
دورة الكربون هي عملية خاصة وضرورية للحياة على كوكبنا. يتعلق الأمر بتبادل هذا الغاز في جميع أنحاء الكوكب. يمكن تبادلها بين المحيط الحيوي والغلاف الجوي والغلاف الصخري والغلاف المائي. إن معرفة دورة الكربون هذه تساعدنا على تسليط الضوء على التأثيرات البشرية على هذا النوع من الدورات. ولهذا السبب لدينا معلومات أيبيرية ذات صلة بشأن تأثير البشر على تغير المناخ العالمي، وهو أمر مرتبط بظواهر مختلفة مثل حرائق الغابات التي ستكون أكثر خطورة.
والكربون قادر على التنقل بين المحيطات والمسطحات المائية الأخرى. ويمكنها أيضًا أن تتنقل بين باطن الأرض والتربة والغلاف الجوي والمحيط الحيوي. وتشارك في عمليات مثل عملية التمثيل الضوئي حيث تقوم النباتات بجمع الكربون الموجود في الغلاف الجوي لإنتاج الأكسجين من خلال تفاعل كيميائي. تسمح هذه العملية الضوئية باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء بوساطة الطاقة الشمسية والكلوروفيل الذي تنتجه النباتات لإنتاج الكربوهيدرات أو السكريات. يتم إعطاء الأكسجين كمنتج نفايات لهذه التفاعلات.
ويتواجد الكربون أيضًا في العمليات الطبيعية مثل التنفس والتحلل. هذه العمليات البيولوجية مسؤولة عن إطلاق الكربون في البيئة على شكل ثاني أكسيد الكربون أو الميثان. سيكون الميثان موجودًا دائمًا عندما يكون هناك تحلل في غياب الأكسجين.
يلعب الكربون في الطبيعة دورًا أساسيًا في العمليات الجيولوجية. تحدث هذه العمليات الجيولوجية نتيجة لمرور الوقت. هنا يمكن تحويل الكربون من خلال التحلل اللاهوائي إلى وقود أحفوري مثل النفط والغاز الطبيعي والفحم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن ينتمي هذا الكربون وأن يكون جزءًا من معادن وصخور أخرى.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن أهمية الكربون في الطبيعة.
من المهم توسيع المعرفة حول وجود الكربون في الطبيعة.