Koolstof – de basis van leven

Het element koolstof en de daarbij behorende feiten in 10 vragen …..

Koolstof is door Madam Curie ontdekt

Correct! Wrong!

Koolstof is een van de meest voorkomende elementen in de natuur. Het is in de vorm van zijn allotropen grafiet, diamant en houtskool al bekend sinds de prehistorie.

Koolstof is welk van onderstaande?

Correct! Wrong!

Koolstof heeft atoomnummer 6. Dit resulteert in de elektronenconfiguratie 1s2, 2s2, 2p2 met 4 elektronen in de valentieschil. Koolstof kan dus 4 covalente bindingen vormen waardoor het dus tetravalent is. Deze tetravalentie zorgt er voor dat koolstof covalente bindingen kan vormen met veel verschillende elementen waardoor er veel complexe moleculen kunnen ontstaan die koolstof als basis hebben.

Koolstof-12, Koolstof-13 en Koolstof-14 zijn ..... van koolstof

Correct! Wrong!

Isotopen zijn verschillende vormen van een element die hetzelfde atoomnummer hebben maar een verschillende atoommassa. Dit komt doordat de atomen dan wel hetzelfde aantal protonen hebben maar een verschillend aantal neutronen. Koolstof heeft 3 isotopen waarvan koolstof-12 de meest voorkomende is (> 98%), koolstof-13 is goed voor ± 1% en koolstof-14 komt alleen in sporen voor.

Wat is catenatie in koolstofverbindingen?

Correct! Wrong!

Katenatie is de eigenschap van een element om covalente bindingen aan te gaan met andere atomen van hetzelfde element. Atomen doen dit graag want atoom-atoombindingen zijn sterk en hebben dus een hoge bindingsenergie. Omdat koolstof tetravalent is kan een enkel koolstof atoom binden met twee, drie of vier andere koolstofatomen door het aangaan van enkele of meervoudige bindingen. Dit leidt tot het ontstaan van lineaire, vertakte of cyclische structuren.

Hoe wordt de beweging van verschillende koolstofverbindingen in de natuur beschreven?

Correct! Wrong!

De koolstofcyclus is een geobiochemische cyclus. Het is de weg waarop koolstof in verschillende vormen reist door de atmosfeer, de hydrosfeer, de geosfeer en de biosfeer. Andere geobiochemische cycli zijn o.a. de stikstofcyclus, de zuurstofcyclus, de fosforcyclus, de zwavelcyclus, de watercyclus en de waterstofcyclus.

Koolstof allotropen bestaande uit 60 koolstofatomen worden fullerenen genoemd en die zijn als volgt gerangschikt?

Correct! Wrong!

Fullerenen zijn een roep van koolstof allotropen. Ze bevatten 60 of meer koolstofatomen die in de vorm van een bol, een ellips of een buis gerangschikt kunnen zijn. Fullerenen zij vernoemd naar de beroemde Amerikaanse architect Richard Buckminster Fuller. De structuur van de koolstof fullerenen lijkt namelijk sterk op Fuller’s ontwerp van een geodetische koepel. Spiraalvormige fullerenen worden soms buckyballs genoemd.

Plastics bestaande uit synthetische koolstofpolymeren kunnen ook de volgende elementen bevattten:

Correct! Wrong!

Plastics zijn synthetische of semi-synthetische polymeren. Sommige polymeren bevatten alleen koolstof en waterstof maar er zijn ook polymeren die elementen als zuurstof, chloor, stikstof, silicium of zwavel bevatten. Plastics kunnen verdeeld worden in twee types: thermoplastics en thermoharders. Thermoharders kunnen niet zacht gemaakt worden en van vorm worden veranderd nadat ze onder druk en warmte een vorm hebben gekregen. Thermoplastics daarentegen kunnen onder druk en temperatuur vaak van vorm worden veranderd en opnieuw zacht gemaakt worden.

Is grafiet de meest stabiele vorm van zuivere koolstof?

Correct! Wrong!

Grafiet is ook de meest voorkomende vorm van zuiver koolstof. China is de grootste producent ter wereld van grafiet. Grafiet is een goede geleider van elektriciteit. Het wordt ook algemeen gebruikt in potloden.

Waaruit wordt koolstof-14 in de natuur gevormd?

Correct! Wrong!

Interactie van kosmische straling in de atmosfeer genereren thermische neutronen die in de atmosfeer worden geabsorbeerd door stikstofatomen. Hieruit ontstaat koolstof-14. Koolstof-14 is een radioactief isotoop met een half-waarde tijd van ongeveer 5730 jaar. Het wordt in de archeologie veel gebruikt om de leeftijd van biologische objecten te achterhalen. De C14-techniek werd in 1949 ontdekt door J. Arnold en W. Libby van de Universiteit van Chicago.

Diamant is een goede thermische geleider

Correct! Wrong!

Diamant is het hardste materiaal in de natuur. Diamant heeft een extreem hoge thermische geleidbaarheid maar het is ook een uitstekende elektrische isolator. Een beetje een vreemde combinatie. De meeste diamanten worden verwerkt in juwelen.