कार्बन की महत्वपूर्ण प्रवृत्तियां एवं असामान्य व्यवहार

कार्बन पृथ्वी की ऊपरी परत और वायुमंडल में सूक्ष्म मात्रा में पाया जाता है। पृथ्वी की ऊपरी परत में कोयला, कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट जैसे खनिजों के रूप में केवल 0.02 प्रतिशत कार्बन है, और पृथ्वी के वायुमंडल में CO₂ के रूप में केवल 0.03 प्रतिशत कार्बन है। कार्बन एक बहुत अधिक अभिक्रियाशीलता रासायनिक तत्व है। यह विभिन्न प्रकार के तत्वों के साथ अभिक्रिया करके अनंत संख्या में यौगिक बना सकता है। कार्बन से बने  यौगिकों की संख्या अन्य सभी तत्वों से बने अणुओं से अधिक है।

कार्बन, सिलिकन, जर्मेनियम, टिन, लेड तथा फ्लेरोवियम समूह 14 के तत्व है। कार्बन प्रकृति में पाया जाना वाला अतिबाहुल्य तत्व है। यह प्रकृति में स्वतंत्र एवं संयुक्त अवस्था में बहुतायत में पाया जाने वाला तत्व है। यह प्रकृति में कोयला, ग्रेफाइट तथा हीरा में मिलता है, जबकि संयुक्त अवस्था में यह धातु कार्बोनेट, हाइड्रोकार्बन तथा वायु में यह कार्बन डाइऑक्साइड गैस के रूप में मिलता है।

मीथेन (CH₄) कार्बन का सबसे मौलिक या सार्वभौमिक रूप है। हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन और कार्बन की अभिक्रिया से बनने वाले रसायनों का एक परिवार है। केवल कार्बन परमाणुओं की संयोजकता में हाइड्रोजन जोड़कर, ऐसे यौगिकों का रासायनिक सूत्र आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

कार्बन परमाणुओं के बीच बनने वाले बंधों की संख्या के आधार पर कार्बन यौगिकों को दो व्यापक श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: संतृप्त और असंतृप्त कार्बन यौगिक।

संतृप्त कार्बन यौगिक

वे यौगिक जिनमें कार्बन परमाणु एक श्रृंखला या वलय में केवल एकल बंधों द्वारा जुड़े होते हैं। एल्केन सबसे अधिक पाया जाने वाले संतृप्त श्रृंखला कार्बन यौगिक है।

उदाहरण

CH₄, C₂H₆, C₃H₈ आदि।

असंतृप्त कार्बन यौगिक

वे यौगिक जिनमें कार्बन परमाणु एक श्रृंखला या वलय में केवल द्विबंधों या त्रिबन्धों  द्वारा जुड़े होते हैं। एल्कीन सबसे अधिक पाया जाने वाले असंतृप्त श्रृंखला कार्बन यौगिक है।

उदाहरण

CH₂ = CH₂

असंगत व्यवहार

असंगत व्यवहार

समूह 14 के सदस्यों में कार्बन पहला तत्व है। यह असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करता है, जिसका अर्थ है कि इसके गुण कार्बन परिवार के अन्य सदस्यों से भिन्न हैं। कार्बन की असामान्य विशेषताओं की मूलभूत व्याख्या इस प्रकार है:

• छोटा परमाणु आकार
• अधिक विधुतणात्मकता
• बढ़ी हुई आयनीकरण एन्थैल्पी
• डी ऑर्बिटल की अनुपस्थिति

1.) चतुर्संयोजी कार्बन

कार्बन में चतुर्थसंयोजकता होती है, जिसका अर्थ है कि यह अपने ऑक्टेट को पूरा करने के लिए चार इलेक्ट्रॉनों का साझा कर सकता है, जिससे यह चार एक संयोजी परमाणुओं के साथ बंध बनाने में सक्षम होता है। कार्बन ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन और हैलोजन के साथ मिलकर विशिष्ट विशेषताओं और गुणों वाले विविध प्रकार के यौगिक बना सकता है।

उदाहरण

CH₄, C₂H₆, C₃H₈ आदि।

2.) श्रृंखलन

शृंखलन कार्बन की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। इसे सहसंयोजक बंध बनाने के लिए तुलनीय या समान परमाणुओं की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है। दूसरे शब्दों में, जब कार्बन परमाणु एक साथ आते हैं तो व्यापक कार्बन श्रृंखला बनाते हैं। यह श्रृंखला 70-80 कार्बन परमाणुओं तक फैली हो सकती है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक सीधी कार्बन श्रृंखला, एक शाखित कार्बन श्रृंखला, या एक रिंग कार्बन श्रृंखला वाले अत्यधिक जटिल यौगिकों का निर्माण होता है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन कार्बन अणु होते हैं जिनमें केवल एक कार्बन-कार्बन बंधन सम्मिलित  होता है, जबकि असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में दो कार्बन-कार्बन बंध होते हैं।

3.) अपरूप

कार्बन अपने दो रूपों में पाया जाता है:

• क्रिस्टलीय रूप
• अक्रिस्टलीय रूप

क्रिस्टलीय रूप

हीरा, ग्रेफाइट और फुलरीन कार्बन के दो प्रमुख क्रिस्टलीय रूप है।

अक्रिस्टलीय रूप

कोल, कोक, काष्ठ, चारकोल, जंतु चारकोल, काजल, गैस कार्बन  क्रिस्टलीय रूप है।

अभ्यास प्रश्न

• कार्बन के समस्थानिक कौन कौन से हैं ?
• कार्बन का असंगत व्यवहार क्या है ? इलेक्ट्रॉन
• प्रोड्यूसर गैस का रासायनिक सूत्र लिखिए।
• कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) बनाने की विधियां का वर्णन कीजिये।