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  Chemie - Kohlenstoff 1



Kohlenstoff - eine der wichtigsten Grundlagen des Lebens

Unmittelbaren Kontakt zu Kohlenstoff hat der normale Mensch z.B. bei Bleistiftminen und nimmt ihn als eher weichen, leicht schmierenden Werkstoff wahr. Etwas begüterter kommt er mit einem Diamanten in Berührung, im Gegensatz zum Graphit sehr hart. Als kleinste Teilchen gelten Diamanten als High-End-Lösung bei den Schleifmitteln.

Am Beispiel des C-Atoms (lat. carbo - Kohle) kann man Bindungen zwischen den Atomen genauer analysieren, um die Bildung von Molekülen zu verstehen. Es ist deshalb interessant, weil es vier mögliche Bindungen hat. Oben ist es mit seinen sechs Elektronen nach dem Schalenmodell dargestellt. Danach bleiben auf der zweiten Schale eben genau diese vier Plätze zur Vervollständigung übrig.

Begründer der anorganischen Chemie

Mehrere Möglichkeiten zur Bindung kann ein Atom unterschiedlich einsetzen, entweder zu verschiedenen anderen Atomen oder zum gleichen Atom. Beispiel für letzteres wäre der Sauerstoff, der sich mit seinen insgesamt nur zwei Bindungen an ein anderes Sauerstoffatom bindet. Da hat Kohlenstoff natürlich mehr Möglichkeiten. Setzt er alle vier Bindungen zu gleichartigen Atomen ein, entsteht Diamant, der an Härte kaum zu überbieten ist.

Kohlenstoff, ein festes Nichtmetall

Natürlich sind auch sonst mit vier Bindegliedern viel mehr Möglichkeiten gegeben als mit zwei beim Sauerstoff oder eines beim Wasserstoff. Kohlenstoff kann z.B. mit sechs Atomen den berühmten Benzolring oder Ketten bilden. Da bleiben noch Optionen für Verstärkungen zwischen Ketten. Sind das viele, entsteht hochoktaniger Kraftstoff, bei wenigen Diesel. Man nennt die Technik zur Erschaffung einer Vielzahl neuer Produkte auch Kohlenstoff-Chemie.

1907 Bakelit

Es gibt die filmische Darstellung des Falles, in dem uns alle Kohlenstoff- oder besser Kunststoff-Produkte genommen werden. Da bleibt dann in normalen Lebensräumen nicht viel übrig. Im Auto wäre es ähnlich. Obwohl nach dem Gewichtsanteil immer noch Metalle eine große Rolle spielen, haben Kunststoffe wegen ihres geringen Gewichts einen hohen Volumenanteil. Übrigens ist wegen der Kunstfasern bei dem Experiment nicht klar, was wir am Ende noch auf dem Leib tragen.

Wir betrachten hier zunächst, wie Kohlenstoff die Eigenschaften von Stahl beeinflusst. Im Ohr klingt immer noch der Satz: 'Stahl ist aller ohne Nachbehandlung schmiedbare Eisenwerkstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von maximal 1,5 Prozent.' Heute spricht man von einem Kohlenstoff-Masseanteil von höchstens 2 Prozent. Jedenfalls erhöhen sich mit dem Anteil von Kohlenstoff die Festig- und Härtbarkeit. Neben der schon erwähnten Abnahme der Schweißbarkeit nehmen Spanbarkeit und Warmformbarkeit ab.


Kohlenstoff-Atom







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