أهمية عنصر الكربون

أهمية عنصر الكربون للكائنات الحية

يدخل الكربون في تركيب أكثر من 10 ملايين مركب تُكوّن أجسام الكائنات الحية، فالكربون عنصر أساسي في تركيب المركبات العضوية، وتنحصر المركبات العضوية كلها في أربع مجموعات رئيسية كما يأتي:

• الكربوهيدرات: تتلخص أهميتها للكائنات الحية في تزويدها بالطاقة اللازمة، وتخزين الطاقة، وتشكيل هياكل الجسم المختلفة.
• الدهون: تُعتبر الدهون جزءاً مهماً لتخزين الطاقة في أجسام الكائنات الحية، وتشكيل أغشية الخلايا، ونقل الرسائل عبر الجسم.
• البروتينات: تتلخص أهمية البروتينات في مساعدة الخلايا في الحفاظ على شكلها، وتكوين العضلات، وتسريع التفاعلات الكيميائية.
• الأحماض النووية: تُعد الجزء المهم في أجسام الكائنات الحية؛ فهي المسؤولة عن نقل الصِفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء، كما تُساهم في بناء البروتينات.

أهمية عنصر الكربون للمركبات العضوية

التكافؤ

تسعى ذرات العناصر لتحقيق الاستقرار أثناء تكوين المركبات الكيميائية، من خلال فقد أو كسب الإلكترونات، ليصبح عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي للعنصر 8، لذا تسعى العناصرإلى تكوين روابط كيميائية أو تساهُمية، وتكمُن أهمية الروابط التساهمية في مشاركة الذرة الإلكترونات مع ذرة واحدة على الأقل، مما يسمح لها بالوصول إلى حالة أكثر استقراراً، وبما أن الكربون يحتوي على أربعة إلكترونات في غلافه الخارجي، فإنه قادر على كسب أو فقد الإلكترونات، كما أن بإمكانه تكوين أربعة روابط تساهمية في آنٍ واحد، ويُعد المركب العضوي الميثان CH4 مثالاً على ذلك، كما أن الكربون قادر على تكوين روابط قوية مع نفسه؛ إذ يتكون الألماس والجرافيت بالكامل من ذرات الكربون، بالإضافة إلى قدرة الكربون على تكوين روابط مع ذرات كربون أخرى ضمن مركباتٍ أخرى.

تكوين عدد هائل من الجزيئات

عندما ُتشارك ذرة كربون إلكترون واحد مع ذرة كربون أُخرى ضمن رابطة تساهمية، فهذا يعني أن هناك 6 إلكترونات مُتاحة للارتباط مع عناصر أخرى؛ أي أنه من الممكن تكوين 6 مركبات مختلفة، وفي حال كوّنت ذرة كربون ثالثة رابطة تساهمية مع أحد هذه الإلكترونات فذلك يعني عدداً إضافياً من المركبات المحتملة، وقد تمكن العلماء لغاية هذه اللحظة من حصر أكثر من 10 ملايين مركب من مركبات الكربون المختلفة.

الجرافيت

يُعد الماس والجرافيت أحد أهم الأشكال المعروفة لعنصر الكربون الأولي، ويتألف كلاهما في تركيبته من البلّورات، ولكنهما يختلفان في الخصائص الفيزيائية، وللجرافيت عدد من الاستخدامات اليومية المُهمة؛ إذ يُستخدَم الجرافيت كمادة تشحيم وتزييت، ومادة صباغة سوداء، ومادة ماصة في التفاعلات الكيميائية، ووقود، ومادة حشو للمطاط، كما يُستخدم لصناعة الرصاص في أقلام الرصاص، ونظراً لموصليته الجيدة فإنه يُستخدم للأقطاب الكهربائية في الأفران الكهربائية، والخلايا الجافة، ولصنع البوتقات التي يتم صهر المعادن داخلها.