Vorkommen

Kohlenstoff:
- Vorkommen
Kohlenstoff ist ein chemisches Element der 4. Hauptgruppe, also
auch ein Nichtmetall. Es kommt in der Natur sowohl in reiner
Form als auch chemisch gebunden vor.
Alles lebende Gewebe ist aus (organischen)
Kohlenstoffverbindungen aufgebaut. Geologisch dagegen zählt es nicht zu den häufigsten
Elementen. Man findet Kohlenstoff in der unbelebten Natur sowohl grundlegend als auch in
Verbindungen.
Bekannte Kohlenstoffvorkommen sind die fossile Brennstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas.
Diese aber, sind keine reinen Kohlenstoffverbindungen, sondern eine Mischung aus vielen
verschiedenen organischen Verbindungen.
Kohlenstoff kommt weiterhin in der Luft als Kohlenstoffdioxid vor. An der
Zusammensetzung der Luft ist es zu etwa 0,04 % beteiligt.
- Modifikationen des Kohlenstoffs
Wesentlicher Kohlenstoff ist nichtmetallisch und kommt in mehreren Modifikatoren vor, die
beiden wichtigsten sind Diamant und Graphit.
Graphit ist ein guter elektrischer Leiter von tiefschwarzer Farbe. Er ist leicht spaltbar und
dient als Schmiermittel.
Diamant hingegen ist ein seht guter Isolator und transparent. Ausserdem ist Diamant das
härteste bekannte natürliche Material und wird als Schleifmittel eingesetzt.
- Modifikatoren
Die zwei wichtigsten Modifikatoren sind Graphit und Diamant.
- Atommodell
Kohlenstoff besitzt sechs Elektronen. Nach dem Schalenmodell besetzen zwei Elektronen die
innere 1s-Schale. Das 2s-Niveau der zweiten Schale nimmt ebenfalls zwei Elektronen auf,
zwei weitere das 2px- und 2py- Niveau. Nur die vier äußeren Elektronen der zweiten Schale
treten chemisch in Erscheinung. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen in einem
s-Niveau ist kugelförmig. In einem p-Niveau ist sie anisotop. Die Elektronen bevölkern einen
tropfenförmigen Raum, jeweils einen Tropfen links und rechts vom Zentrum entlang der xAchse, wenn man sich das Atom im Zentrum eines kartesischen Koordinatensystems platziert
vorstellt.
Weitere Formen des Kohlenstoffes
- Kohlenstoff-Fasern
Kohlenstoff-Fasern bestehen aus graphitartig gebundenem Kohlenstoff. Kohlenstofffasern
sind leicht, ausserordentlich steif und fest und werden in Verbundwerkstoffen genutzt.
- Glaskohlenstoff
Glaskohlenstoff ist ein hochtechnologischer Werkstoff aus reinem Kohlenstoff, der glasartige
und keramische Eigenschaften mit denen des Graphits vereint. Im Gegensatz zu Graphit
besitzt Glaskohlenstoff eine fullerenartige Mikrostruktur. Dadurch ergibt sich eine große
Vielfalt positiver Materialeigenschaften. Die Leitfähigkeit ist zum Beispiel geringer als bei
Graphit.
- Russ
Ruß besteht ebenfalls aus Kohlenstoff auf Graphitbasis. Je reiner der Ruß, desto deutlicher
treten die Eigenschaften von Graphit hervor. Lampen- oder Kerzenruß ist stark mit
organischen Verbindungen verunreinigt, die die Bildung größerer Graphit-Verbände
verhindern.
Quellen:
www.wikipedia.de
www.chemieseite.de
www.umweltdatenbank.de
www.chemie-master.de
S. Alessio