Kohlenstoff

Kohlenstoff (C) ist das zweithäufigste Tetrel.
Kohlestoff trägt seinen Namen, weil Kohle bis zu 70 % aus diesem Element besteht.

Kohlenstoff ist ein sehr wichtiges Element. Er stellt zum Beispiel den Grundbaustein aller organischen Verbindungen dar.

Vorkommen

Der Anteil des Kohlenstoffes an der Edkruste ist gering. Dort kommt er zum Beispiel als Diamant oder als Graphit vor. Außerdem macht Kohlenstoff einen Großteil von Kohle, Erdgas und Erdöl aus. Auch die Tiere und Pflanzen bestehen zu einem großen Teil aus Kohlenstoff.

In der Atmosphäre kommt Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid vor. Doch dieses Oxid macht nur einen sehr geringen Anteil der Erdatmosphäre aus.

Diamant

Ein Diamant ist ein durchsichtiger Feststoff. Diamanten sind die härtesten Stoffe, die es gibt.

Ein Diamant ist meist oktaederförmig. Er hat also fast immer acht Flächen.

In einem Diamantgitter sind an einem Kohlenstoffatom vier weitere Kohlenstoffatome gebunden. Diese From wird auch als tetraedrisch bezeichnet. Dadurch entsteht eine sehr starke Anziehung zwischen den einzelnen Kohlenstoffatomen.

In der folgenden Abbildung siehst du einen sehr kleinen Ausschnitt aus einem Diamanten aus zwei verschiedenen Ansichten.
Außerdem ist auch ein etwas größerer Ausschnitt zu sehen.

Graphit

Graphit ist zum Beispiel in Bleistiften, schwarzer Tinte oder Autoreifen enthalten.

Von Graphit gibt es wieder in drei verschiedenen Formen:

• Ruß
• Holzkohle
• Koks

Diese verschiedenen Stoff entstehen bei verschiedenen Herstellungsverfahren. Dabei spielen Durck und Temperatur eine wichtige Rolle.

Graphit besteht aus mehreren Schichten. Eine solche Schicht wird auch als Graphen bezeichnet. Jedes Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen, die wabenförmig angeordent sind. Sechs Kohlenstoffatome bilden jeweils ein Sechseck.

All diese Graphene liegen übereinander und sind nur durch schwache Kräfte miteinander verbunden. Deshalb zerbricht Graphit bei Durckeinwirkung auch in mehrere „Scheiben“.

Fulleren

Ein Fulleren ist eine kugelförmige Anordnung von bis zu 70 Kohlenstoffatomen. Die Form ähnelt der eines Fußballs. Das Gitter besteht aus mehreren fünf- und sechseckigen Waben.

Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff ist ein sehr wichtiges Element. Er ist Grundlage für die Bildung organischer Stoffe. In der Natur gibt es verschiedenste Kohlenstoffverbindungen, die ineinander umgewandelt werden:

Tiere atmen dauerhaft. Dabei verbrauchen sie Glucose (organische Verbindung) und Sauerstoff und produzieren Kohlenstoffdioxid.
Pflanzen wiederum nehmen dieses Kohlenstoffdioxid auf und erzeugen Sauerstoff und Glucose. Dieser Vorgang ist die Fotosynthese.

Die Fotosynthese und die Atmung laufen immer in einem eigenen, kleinen Kreislauf ab. Diesen findest du bei Lebewesen an Land und im Wasser.

Wenn Tiere und Pflanzen absterben, lagern sie die Überreste am Boden ab. Dort werden wie über sehr viele Jahre zu Erdöl, Erdgas und Kohle umgewandelt. Dabei handelt es sich um kohlenstoffreiche Stoffe.

Wir Menschen bauen diese Stoffe ab und nutzen sie als Energiequelle.
Dabei wird Kohlenstoffmonoxid freigesetzt. In der Luft reagiert Kohlenstoffmonoxid mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid.

Es gibt außerdem Gesteine, in denen Kohlenstoff enthalten ist. Durch Verwitterung werden daraus Kohlenstoffverbindungen gelöst und gelangen in Gewässer.

Verwendung