היסוד המופלא

‏”‏הפחמן הוא היסוד החיוני ביותר לקיום החיים”‏,‏ מציין הספר אבני הבניין של הטבע (‏Nature’s Building Blocks)‏. מאפייניו הייחודיים של הפחמן מאפשרים לו ליצור קשרים עם אטומי פחמן נוספים ועם יסודות כימיים רבים אחרים.‏ כתוצאה מכך,‏ קיימות מיליוני תרכובות פחמניות,‏ ודרך קבע מתגלות או מופקות בצורה סינתטית תרכובות נוספות.‏

כפי שממחישות הדוגמאות שלהלן,‏ אטומי הפחמן יכולים להסתדר במבנים שונים,‏ לרבות שרשראות,‏ פירמידות,‏ טבעות,‏ יריעות וצינוריות.‏ הפחמן הוא אכן יסוד מופלא!‏

יהלום

אטומי הפחמן מסודרים בצורת פירמידה,‏ מבנה המכונה ארבעון (‏טֶטרָאֶדֶר)‏.‏ מבנה זה הוא יציב ביותר,‏ ובזכותו היהלום הוא החומר הקשה ביותר שנתגלה עד כה בטבע.‏ יהלום מושלם הוא למעשה מולקולה יחידה של אטומי פחמן.‏

גרפיט

הגרפיט בנוי מיריעות אטומי פחמן הקשורים זה לזה בקשר חזק,‏ בעוד שבין היריעות קיים קשר רופף.‏ היריעות יכולות להתנתק זו מזו בדומה לדפים המונחים בערימה.‏ בשל המאפיינים הללו יכול הגרפיט לשמש גם בתור חומר סיכה מעולה וגם בתור הרכיב המרכזי בעפרונות.‏a

גרפן

הגְרָפֵן הוא יריעה בודדת של אטומי פחמן המסודרים במבנה כוורת,‏ או רשת משושים.‏ חוזק המתיחה של הגרפן גדול פי כמה וכמה מזה של הפלדה.‏ בשרבוט עיפרון מצויות כמויות מזעריות של גרפן חד־שכבתי או רב־שכבתי.‏

פולרנים

אלה מולקולות חלולות של פחמן המופיעות בצורות שונות,‏ כגון כדורים מיקרוסקופיים וגלילים המכונים ננו־צינוריות.‏ מבנים אלה נמדדים בננומטרים,‏ או מיליארדית המטר.‏

יצורים חיים

הפחמן הוא היסוד הבסיסי באינספור התאים המרכיבים את הצמחים,‏ בעלי החיים ובני האדם.‏ יסוד זה מצוי בפחמימות,‏ בשומנים ובחומצות אמיניות.‏