Der Kohlenstoff

Zusammenfassung

Nach der Besprechung der Bestandteile des Wassers und der Luft wollen wir uns im folgenden mit dem Element Kohlenstoff näher beschäftigen. Bereits mehrfach haben wir den Kohlenstoff als Reduktionsmittel angewandt, z. B. bei der Darstellung von Wasserstoff und von Stickstoff. Der Kohlenstoff ist auf der Erde sehr verbreitet, sein Vorkommen als Kohlendioxyd in der Luft und in den Carbonatgesteinen der Erdrinde wurde bereits erwähnt. Er ist der wichtigste Bestandteil und das wesentliche Aufbauelement der gesamten Tier- und Pflanzenwelt. Ferner ist der Kohlenstoff der Hauptbestandteil unserer Kohle, der Braun- und Stein-kohle, sowie des Erdöles und Erdgases, die beide aus verschiedenartigen Verbindungen des Kohlenstoffs mit dem Wasserstoff zusammengesetzt sind. Schließlich findet sich der Kohlenstoff in völlig reiner Form als Graphit und Diamant,die beiden kristallinen Modifikationen dieses Elementes. Beide sind reiner Kohlenstoff, trotzdem bestehen erhebliche Unterschiede physikalischer und chemischer Art zwischen ihnen. Dieser Unterschied zweier Modifikationen eines Elementes konnte schon bei der Besprechung des Sauerstoffs gezeigt werden; vom Sauerstoff sind 2 Formen bekannt: der gewöhnliche Sauerstoff, wie er in der Luft vorkommt, und das Ozon. Die beiden Formen des Sauerstoffs unterscheiden sich durch den Aufbau des Moleküls, das normale Sauerstoffmolekül ist aus 2^.Atomen, das Ozonmolekül aus 3 Atomen aufgebaut. Wie läßt sich nun die Existenz der beiden Modifikationen des Kohlenstoffs erklären? Welcher Art sind die Unterschiede? Die Anordnung der Kohlenstoffatome im Diamanten ist anders als die im Graphit, wie man durch röntgenographische Untersuchungen hat feststellen können. Im Diamant ist jedes Kohlenstoffatom von vier anderen in Form eines regelmäßigen Tetraeders umgeben (Abb. 20). Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kohlenstoffatomen beträgt im Diamanten 1,54 Å.