कार्बन
प्रस्तावना
- कार्बन यौगिक हर जगह मौजूद होते हैं यानी हम जो भोजन करते हैं, जो कपड़े हम पहनते हैं और यहां तक कि जिस पेंसिल से हम लिखते हैं उसके सीसे में भी।
- कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 तथा परमाणु भार 12.01gmol-1 है।
- प्रतीक C द्वारा निरूपित और आवर्त सारणी में तत्वों के 14वें समूह में मौजूद है।
- आंकड़ों के अनुसार, यह पृथ्वी पर पाया जाने वाला सत्रहवाँ सबसे प्रचुर तत्व है।
- यह मुक्त और संयुक्त दोनों अवस्था में पाया जाता है। आप इसे मौलिक अवस्था में कोयला, ग्रेफाइट के रूप में उपलब्ध पा सकते हैं। जबकि यह संयुक्त अवस्था में धातु कार्बोनेट, हाइड्रोकार्बन और कार्बन डाइऑक्साइड गैस के रूप में मौजूद होता है। जब यह डाइहाइड्रोजन, डाइअॉॉक्सिन, क्लोरीन, और सल्फर जैसे अन्य तत्वों के साथ जुड़ता है तो सामग्री की अद्भुत सरणी प्रदान करता है जो ऊतकों से दवाओं में भिन्न हो सकता है।
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| Carbon |
प्रतीक: C
उच्चारण :- कार्बन
परमाणु द्रव्यमान: 12.0107u
परमाणु संख्या: 6
इलेक्ट्रॉन विन्यास: [He] 2S2 2P2
इलेक्ट्रोनगेटिविटी: 2.55
इलेक्ट्रॉन प्रति शेल: 2, 4
दाढ़ द्रव्यमान: 12.011 g/mol
समूह: 14
कार्बन की खोज और नामकरण:
कार्बन को पहली बार 18वीं शताब्दी के में एक तत्व के रूप में पहचाना गया था। A.L. Lavoisier ने 1789 में लैटिन शब्द 'कार्बो' से 'कार्बन' का प्रस्ताव रखा जिसका अर्थ है "चारकोल।" ए.जी. वर्नर और डी.एल.जी. हार्स्टन ने ग्रीक ग्राफो से ग्रेफाइट का प्रस्ताव रखा जिसका अर्थ है "लिखना", पेंसिल का जिक्र करना, जिसे 1594 में पेश किया गया था।
कार्बन के भौतिक गुण:
कार्बन एक अनूठा तत्व है। यह कई रूपों में होता है। कार्बन के शुद्ध रूप के कुछ उदाहरण कोयला और कालिख हैं।
यह नरम और सुस्त ग्रे या काले रंग का होता है।
कार्बन के सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों में से एक चारकोल है, जो हवा की अनुपस्थिति में कार्बन को गर्म करने पर बनता है।
यह कई एलोट्रोपिक रूपों में होता है। एलोट्रोप और कुछ नहीं बल्कि भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ एक तत्व के रूप हैं।
कार्बन के विभिन्न रूपों का घनत्व इन तत्वों की उत्पत्ति पर निर्भर करता है। आपको कार्बन के कुछ रूप मिलेंगे जो शुद्ध हैं और कुछ रूप जो शुद्ध नहीं हैं जैसे कोयले जो कार्बन और हाइड्रोजन दोनों का मिश्रण है।
कार्बन के रासायनिक गुण:
रासायनिक गुण तत्व की क्रिस्टलीय संरचना पर निर्भर करते हैं।
कार्बन यौगिक आमतौर पर 4 प्रतिक्रियाएं दिखाते हैं, वे हैं
दहन प्रतिक्रिया
ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया,
जोड़ प्रतिक्रियाएं
प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया।
जैसा कि हम सभी जानते हैं कि कार्बन सभी रूपों में ऑक्सीजन, गर्मी और प्रकाश की आवश्यकता होती है और कार्बन डाइऑक्साइड बनाती है। जब इसे हवा में जलाया जाता है तो कार्बन डाइऑक्साइड बनती है, इसे दहन कहते हैं।
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आइए कुछ उदाहरणों का उपयोग करके इसकी अवधारणा प्राप्त करें जब इसे हवा में जलाया जाता है: जब मीथेन CH4 को ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलाया जाता है तो यह हमें कार्बन डाइऑक्साइड, गर्मी और प्रकाश देता है।
कार्बन समस्थानिक (12C, 13C, 14C):
कार्बन-12
न्यूट्रॉन: 6
समस्थानिक द्रव्यमान: 12 u
प्रोटॉन: 6
जनक समस्थानिक: 12N; 12B
प्राकृतिक बहुतायत: 98.93%
कार्बन-13
समस्थानिक द्रव्यमान: 13.003355 u
प्राकृतिक बहुतायत: 1.109%
न्यूट्रॉन: 7
प्रोटॉन: 6
नाम: कार्बन-13, सी-13
कार्बन-14
आइसोटोप द्रव्यमान: 14.0032420 u
आधा जीवन: 7530 ± 40 वर्ष
न्यूट्रॉन: 8
बीटा: 0.156476
प्राकृतिक बहुतायत: 1 भाग प्रति ट्रिलियन
प्रोटॉन: 6
कार्बन के स्वास्थ्य प्रभाव
मौलिक कार्बन बहुत कम विषाक्तता का है। यहां प्रस्तुत स्वास्थ्य के लिए खतरा डेटा कार्बन ब्लैक के जोखिम पर आधारित है, न कि मौलिक कार्बन पर। कार्बन ब्लैक के लंबे समय तक साँस के संपर्क में रहने से फेफड़े और हृदय को अस्थायी या स्थायी क्षति हो सकती है।
कार्बन ब्लैक के उत्पादन में लगे श्रमिकों में न्यूमोकोनियोसिस पाया गया है। त्वचा की स्थिति जैसे बालों के रोम की सूजन, और मौखिक श्लेष्मा घावों को भी त्वचा के संपर्क से सूचित किया गया है।
कार्सिनोजेनेसिटी- कार्बन ब्लैक को इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर (IARC) द्वारा ग्रुप 3 में सूचीबद्ध किया गया है (एजेंट मनुष्यों के लिए इसकी कैंसरजन्यता के रूप में वर्गीकृत नहीं है)।
कुछ साधारण कार्बन यौगिक बहुत विषैले हो सकते हैं, जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) या साइनाइड (CN-)।
कार्बन 14 परमाणु हथियारों के वायुमंडलीय परीक्षण में शामिल रेडियोन्यूक्लाइड में से एक है, जो 1945 में एक अमेरिकी परीक्षण के साथ शुरू हुआ और 1980 में एक चीनी परीक्षण के साथ समाप्त हुआ। यह लंबे समय तक जीवित रहने वाले रेडियोन्यूक्लाइड्स में से एक है जिसने आने वाले दशकों और सदियों तक कैंसर के बढ़ते जोखिम को पैदा किया है और जारी रखेगा। यह प्लेसेंटा को भी पार कर सकता है, विकासशील कोशिकाओं में व्यवस्थित रूप से बंधा हो सकता है और इसलिए भ्रूण को खतरे में डाल सकता है।
हम जो अधिकांश खाते हैं वह कार्बन के यौगिकों से बना होता है, जो कुल कार्बन सेवन और 300 ग्राम/दिन देता है। पाचन में इन यौगिकों को अणुओं में तोड़ना शामिल है, जिसे पेट या आंत की दीवार में सोख लिया जा सकता है। वहां उन्हें रक्त द्वारा उन जगहों पर ले जाया जाता है जहां उनका उपयोग किया जाता है या उनमें मौजूद ऊर्जा को मुक्त करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है।
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दैनिक जीवन में कार्बन का उपयोग
अब आपने शायद नोटिस भी नहीं किया होगा लेकिन कार्बन का इस्तेमाल इतनी सारी दैनिक गतिविधियों में किया जाता है। कुछ सबसे महत्वपूर्ण उपयोग हैं:
यह मानव शरीर का 18% हिस्सा बनाता है। चीनी, ग्लूकोज, प्रोटीन आदि सभी इसी से बनते हैं। हम जो भोजन करते हैं उसमें ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत होता है जिसे हम कार्बोहाइड्रेट कहते हैं। कार्बोहाइड्रेट और कुछ नहीं बल्कि कार्बन के ही तत्व हैं।
हीरे के रूप में कार्बन का उपयोग आभूषणों में किया जाता है। लेकिन हीरे का उपयोग औद्योगिक उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है। यह मनुष्य को ज्ञात सबसे कठोर पदार्थ है और इसलिए निर्माण प्रक्रियाओं में इसके कई उपयोग हैं।
अनाकार कार्बन का उपयोग स्याही और पेंट बनाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग बैटरी में भी किया जाता है।
आपकी पेंसिलों में लेड के रूप में ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्टील के उत्पादन में भी किया जाता है।
सबसे महत्वपूर्ण उपयोगों में से एक कार्बन डेटिंग है। हम वास्तव में चीजों की उम्र मापने के लिए कार्बन का उपयोग कर सकते हैं। जीवाश्मों, हड्डियों आदि की आयु मापने के लिए वैज्ञानिक कार्बन-14 नामक एक दुर्लभ प्रकार के कार्बन का उपयोग करते हैं। इस कार्बन-14 की रिहाई को उक्त कार्बनिक पदार्थ के जीवन का अनुमान लगाने के लिए दर्ज किया जाता है। इस तरह वैज्ञानिकों ने डायनासोर की हड्डियों और जीवाश्मों की उम्र और अवधि का पता लगाया!
तो जैसा कि आप ऊपर दिए गए तथ्यों से देख सकते हैं कि कार्बन अनगिनत उपयोगों वाला एक दिलचस्प तत्व है। इसलिए रसायन शास्त्र में इसका विस्तृत अध्ययन आवश्यक है।
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