مدل اتمی عنصر کربن

در حالت پایه یک اتم C دارای اوربیتال های اتمی با آرایش الکترونی 1s2 2s2 2p2 است. اتم کربن با تغییر سطح انرژی اوربیتال های اتمی خود می تواند طی هیبریداسیون اوربیتال های لایه ظرفیت خود را هم تراز کند. هیبریداسیون منجر به چینش مجدد الکترون های این اوربیتال ها می شود. اوربیتال های هیبریدی نیمه پر ایجاد شده امکان برقراری پیوند با اتم های دیگر را دارند. بنابراین برای اتم کربن با توجه به وجود چهار اوربیتال نیمه پر، امکان تشکیل حداکثر چهار پیوند کووالانسی وجود خواهد داشت.

اتم کربن، بسته به میزان مشارکت اوربیتال های پی در فرایند هیبریداسیون، می توانند سه نوع هیبریداسیون شود. مشارکت سه اوربیتال پی در هیبریداسیون موجب ایجاد هیبریداسیون sp3، مشارکت دو اوربیتال پی موجب هیبریداسیون sp2 می شود. اگر یکی از اوربیتال های پی در فرایند هیبریداسیون شرکت کنند، هیبریداسیون اتم مورد نظر از نوع sp می شود.

نوع پیوند هایی که اتم carbon می تواند داشته باشد نیز متفاوت است. این پیوند ها به پیوند یگانه (C-C)، دوگانه (C=C) و سه گانه (C≡C) تقسیم می شوند. این که اتم در کدام نوع پیوند شرکت کند به هیبریداسیون آن وابسته است. اگر هیبریداسیون sp3 باشد، نوع پیوند یگانه است. اگر هیبریداسیون sp2 باشد، نوع پیوند دوگانه است. در مورد هیبریداسیون sp نیز نوع پیوند سه گانه خواهد بود.

هشدار مصرف عنصر کربن

باید توجه شود که ترکیبات کربنی گستره وسیعی از آثار سمی را نیز دارند. به مثال های زیر توجه کنید.مونوکسید کربن (CO) موجود در اگزوز موتورهای درون سوز می تواند منجر به آلودگی هوا شود. علاوه بر آن منوکسید کربن (CO) برای انسان و حیوان بسیار سمی است. در صورت عدم اکسیژن کافی برای شکل گیری دی اکسید کربن، منوکسید شکل می گیرد. در بسیاری از کشور های جهان مسمومیت با منوکسید کربن یکی از متداول ترین و کشنده ترین مسمومیت هاست.

سیانید (CN) که گاهی در آلودگی های معدنی وجود دارد برای پستانداران بسیار سمی است.گازهای آلی مثل اتیلن (H2C=CH2) و اتان و متان (CH4) در صورت مخلوط شدن با هوا قابلیت انفجار و اشتعال خطرناکی پیدا می کنند.البته بسیاری از ترکیبات دیگر کربن نیز هستند که سمی نیستند. در واقع این ترکیبات برای زیست ممکن است ضروری هم باشند.