Karbon elementinin faydalarını kurşun kalemle kâğıda yazabiliriz. Aslında kullandığımız kurşun kalemlerin ucu zehirli bir metal olan kurşun değildir. Bilmiyorsanız eğer hemen söyleyelim. Kurşun kalem uçları grafit denilen ve karbonun saf bir hali olan maddeden yapılmaktadır. Grafitte elementin atomları üst üste gelecek şekilde sıralanmıştır.
Kalemle yazı yazarken bu katmanları sırasıyla kâğıda bırakırız. Ayrıca bu katmanların he birine grafen denir. Grafen çok sağlam ve birçok yönden özel bir maddedir. Bizde sizler bu yazımızda karbon elementinin ne olduğundan, türevlerinden ve nerelerde kullanıldığından bahsedeceğiz. Hazırsanız yaşamın bu en küçük yapı birimlerinden biri olan dostumuzu tanımaya başlayalım.
Saf Karbon Daha Çok Fosillerde Bulunur
Sizlere kullandığımız kurşun kalemlerin aslında karbon temelli olduğunu söylemiştik. Peki ya bu kalemlerin ahşap olan kısımlarının da aynı olduğunu söylesek? Hatta o ahşap kısımla parmaklarınızın aynı elementten oluştuğunu söylesek? Biliyoruz bu bilgiler biraz şaşırtıcı gelebilir. Ancak bu element günlük hayatımızda gerçekten de çok fazla yer edinmiştir.
Periyodik tabloda C ismiyle yer alan ve atom numarası 6 olan bu element tüm canlılarda bulunur. Hatta uzun zaman önce yaşamış canlıların fosillerinde bile mevcuttur. Bu element hem kireçtaşı gibi karbonat kayaçlarında hem de doğalgaz, ham petrol ve kömür gibi fosil yakıtlarda bulunabilir.
Ayrıca araçlarımızdan çıkan karbondioksit de yine bu elementin bir başka bileşiğidir. Bu bileşiklerin oluşumu çeşitli süreçlerde gerçekleşir. Örnek verilecek olursa karbon elementi Dünya’nın derinliklerinde yüksek basınçla ezildiğinde elmas dediğimiz taşları oluşturur. Elementin tüm bu farklı formları hem Dünyamız hem de bizim için çok önemlidir. Çünkü bu sayede birçok eşya yapılmaktadır.
İnsan Karbon Arasındaki İlişki ve Bunların Dünya’ya Etkisi
Daha önce de söylediğimiz gibi birçok karbon formu bulunmaktadır. Ancak bunların arasında en sık bilinenleri arabalarımızdan çıkan kirli gazlar ve karbonhidrat şeklinde olanlardır. Evet, bildiğiniz gibi bu element bizim günlük besin ihtiyacımızı karşılarken tükettiğimiz gıdaların da temel yapısını oluşturur.
Ayrıca elementin yakıt olarak yakılması da bizim hareket ve elektrik enerjisi üretmemizi sağlamaktadır. Çünkü bu yolla karbon atomları, havadaki oksijen atomları ile birleşirler. Bunun sonucunda ise CO2 gazı oluşmaktadır. Bu durumda bir sera gazı etkisi yaratır. Ancak bu göreceli olarak iyi bir şeydir. Çünkü bu gazın küçük miktarlarda olması Dünya’yı yaşanabilecek sıcaklıkta tutmayı sağlar.
Son yıllarda insanların CO2 salınımları çok fazla arttığı için Dünya’nın ısısı da giderek artmaktadır. Bu duruma tarihçiler ve bilim insanları antropojenik iklim değişikliği demektedir. Buradaki anlam insan kaynaklı çevre etkisini vurgulamaktadır. Bu durumun tek önleyicileri şu anda bitkilerdir. Bitkiler havada var olan CO2 gazını emerek oksijen üretirler. Bu yüzden ağaçlar, bizim Dünya’da yaşamımızı devam ettirmemiz için çok önemlidir.
Tarihsel Açıdan Karbon
İlk insanlar bile karbon elementinin kömür ve kurum formlarını biliyorlardı. Çünkü bu bilginin doğruluğunu kanıtlayan bazı bulgular var. Bunlardan bir tanesi Antik Roma’da karbo kelimesinin kömür anlamına gelmesi. Bugün kullanıdığımız kelimenin kökeni deburadan gelmektedir. Ayrıca Romalılar havayla teması azaltmak için kille kapladıkları odunu ısıtarak odunkömürü yapıyorlardı. Bugün de odun kömürü hala aynı yöntemle yapılmaktadır.
Elmaslar ise ilk olarak muhtemelen 4.500 yıl önce Çin’de bulunmuştur. Ama bizler bu farklı formların aynı element olduklarını ancak son 500 yıl içerisinde anlayabildik. Özellikle elmas çok sert olduğu için incelenmesi en zor formdu. Ancak İtalyan bilim adamları 1694 yılında elmasların ısıyla yok edilebileceğini keşfetti. Güneş’ten gelen ışığı büyük bir büyüteç kullanarak elmasa odakladılar. Sonucunda ise elmas yok oldu.
1796 yılında ise bir İngiliz bilim insanı, elmasın aslında karbon elementinin bir formu olduğunu gösterdi. Böylelikle akıllara çeşitli sorular geldi. Ancak ilerleyen yıllarda gelişen teknoloji sayesinde insanlık bu ve benzeri sorulara da cevap verdi. Ayrıca bilim insanları tarafından yapılan deneylerde elmaslar yanarken sadece CO2 gazı oluşuyordu.
Elmas: Güzel, Değerli ve Sağlam Bir Karbon
Elmaslar sadece karbon elementlerinin en güzel formu değillerdir. Bu taşlar aynı zaman da insanlık tarihi boyunca bilinen en sert maddelerden de biridir. Elmaslar yer kabuğunun derinliklerinde 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda karbonların ezilmesiyle oluşmaktadır. Ayrıca elmaslar o kadar serttir ki en güçlü ve en aşındırıcı asitlere bile dayanabilirler.
Elmasların bir özelliği de dokunulduğunda sürekli soğuk olarak hissedilmeleridir. Çünkü bu taşların ısı iletkenlikleri çok yüksektir. Bu durumda ısıyı çok hızlı bir şekilde uzaklaştırmalarına neden olur. Tüm bu özellikler karbon atomlarının elmaslarda sağlam bir piramit şeklinde dizilmesinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca bu yapı elektronları birbirine bağlar. Dolayısıyla elmaslar iletken maddeler değildirler.
Elmaslardaki elektronların bir başka özellikleri daha bulunmaktadır. Burada yer alan elektronların birbirine bağlı olması nedeniyle ışıkla girilen etkileşimde önem kazanır. Çünkü bu sayede elmaslar tüm maddelerden daha fazla ışık rengi geçirebilirler. Bu durum da elmasların çok berrak görünmesine neden olur. Bütün bunlara ek olarak son yıllarda bu elementin kullanımının yaygınlaşmasından dolayı karbon ayak izi nedir gibi kavramlar ortaya çıkmıştır. Ancak bu konuyu şimdilik bu yazı kapsamının dışında tutabiliriz.
Karbon Nedir ve Kullanım Alanları Nelerdir?
Daha önce de söylediğimiz gibi karbon elementinin farklı yapıları birçok yer de kullanılmaktadır. Bunlar arasında en önemli olanları yakıtlar, plastikler, metaller ve elmas yapımıdır. Bu elementteki atomlar kolayca birbirine bağlanabildiği için petrol sektörü için önemlidir. Çünkü buradan ham petrolü parçalayarak yakıt elde etmek kolaydır.
Aynı zamanda petroldeki molekülleri birbirlerine farklı yollarla bağlamak plastik yapmaktır. Bu sayede uzun ve sağlam zincirler oluşmaktadır. Ayrıca plastik şekillendirilmesi kolay ve ucuz bir üründür. Bu element aynı zamanda inşaat ve otomobil endüstrisinde de yaygın olarak yer almaktadır. Elementin buradaki kullanım alanı çelik ve türevi metalleri yapmaya olanak sağlamasıdır.
Bilindiği gibi karbon atomundan son olarak üretilen en değerli maddelerde elmaslardır. Elmaslar eskiden sadece yer altından geliyorlardı. Ancak son zamanlarda bilim insanları laboratuvar ortamlarında da elmas üretmeyi başardılar. Hatta şu anda piyasada bulunan birçok elmas yüzük bu ortamlarda üretilen elmaslardan oluşmaktadır.