Kas ir elementārais ogleklis?

Kristāliskajām formām elementārie oglekļa atomi ir sakārtoti regulārā veidā, savukārt oglekļa atomiem amorfajās formās nav regulāru modeļu. Divas elementārā oglekļa kristāliskās formas ir dimanti un grafīts. Dimanta kristālisko struktūru veido katrs oglekļa atoms, veidojot kovalento saiti, daloties elektronu pārim ar četriem citiem oglekļa atomiem. Kovalentās saites ir spēcīgākās cilvēcei zināmās ķīmiskās saites. Dimanti ir cietākās zināmās vielas un vismazāk gaistošās vielas ar kušanas temperatūru 6,242°F (3,550°C).

Grafīta kristālisko struktūru veido oglekļa atomi, veidojot ciešas sešstūra saites ar citiem atomiem tajā pašā plaknē un brīvāku saiti starp atomiem dažādās plaknēs. Brīva saikne starp plaknēm padara grafītu ļoti mīkstu un ļauj grafītu izmantot kā smērvielu. Atšķirībā no dimantiem, grafīts ir labs elektrības vadītājs.

Pirms 1955. gada visi dimanti nāca no dabas atradnēm. 1955. gadā laboratorijas testi pierādīja, ka augsta spiediena un temperatūras pielietošana grafītam katalizatora klātbūtnē var radīt sintētiskos dimantus. Sintētiskos dimantus galvenokārt izmanto rūpnieciskiem nolūkiem.

Amorfs ogleklis rodas, kad oglekli saturošs materiāls tiek sadedzināts bez pietiekama skābekļa daudzuma, lai nodrošinātu pilnīgu sadegšanu. Iegūto melno ogli var izmantot, lai izveidotu sauso elementu akumulatoru serdeņus, tintes, krāsas, un tas ir būtisks elements gumijas izstrādājumu ražošanā. Melnais ogleklis ir arī meža ugunsgrēku un nepietiekamas degvielas sadegšanas blakusprodukts automašīnās, ražošanas uzņēmumos un elektroenerģijas ražošanā, izmantojot ogles. Dīzeļdegviela degšanas laikā rada vairāk melnā oglekļa nekā benzīns. Melnais ogleklis var izraisīt gan veselības, gan vides problēmas.

Smalkas daļiņas, kas var izraisīt veselības problēmas, ir amorfs elementārais ogleklis. Astma un hronisks bronhīts ir saistīti ar melno ogli, un ir daži pierādījumi, ka melnais ogleklis vai sodrēji var palielināt emfizēmas un plaušu vēža risku. Melnais ogleklis ir arī klimata pārmaiņu faktors. Tā kā melnais ogleklis atmosfērā paliek vairākas nedēļas, nevis gadsimtu, kā oglekļa dioksīds, melnā oglekļa emisiju samazināšana tiek uzskatīta par vienu no ātrākajiem veidiem, kā, iespējams, samazināt globālo klimata pārmaiņu ietekmi.