كربون
الخواص الكيميائيّة > المركّبات الكيميائيّة

تعدّ مركّبات الكربون إحدى الدعامات الأساسيّة لوجود الحياة على سطح الأرض. يمكن للكربون في مركّباته الكيميائيّة أن يأخذ حالات الأكسدة التي تتدرج من -4 حتى +4، وذلك حسب الصفة الكهرسلبيّة للعنصر الآخر في الرابطة. مثلاً يوجد الكربون غالباً في حالة الأكسدة +4 وذلك في المركّبات اللاعضويّة مثل الكربونات المختلفة، في حين أنّ حالة الأكسدة +2 توجد في حالة أحادي أكسيد الكربون وفي العديد من معقّدات الكربونيل التناسقيّة للفلزّات الانتقاليّة، في حين أنّها -4 في الميثان على سبيل المثال.
يتمتّع الكربون بخاصّيّة تدعى الخاصّيّة السلسليّة، والتي تمكّنه من تشكيل سلاسل طويلة من الروابط بين الكربونيّة والتي تتمتّع بالقوّة والثباتيّة، كما تسمح هذه الخاصّيّة للكربون أن يشكّل عدداً كبيراً جدّاً من المركّبات. يعدّ الكربون ثاني أكثر العناصر وجوداً في المركّبات الكيميائيّة وذلك بعد الهيدروجين.
يوجد الكربون في جميع المواد العضويّة وهو يعدّ أساس الكيمياء العضويّة. عند ارتباط الكربون مع الهيدروجين تتشكّل أبسط أنواع المركبات العضويّة، وهي الهيدروكربونات، وهي عائلة ضخمة جداً من المركّبات العضويّة، تكون على شكل سلاسل متفاوتة الأطوال، ويمكن لها أن تكون متفرّعة، كما يمكن لها أن تحوي على مجموعات وظيفيّة لها تأثير كبير على خواص تلك المركّبات. تعدّ الهيدروكربونات الأساس الكيميائي في الوقود الأحفوري.
يدخل الكربون مع الأكسجين في تركيب العديد من المواد العضويّة الحيويّة مثل السكّريّات ومركّبات الليغنان والكيتين والكحولات والدهون والإسترات والكاروتينات والتربينات. أمّا مع النتروجين فيشكّل مركّبات أشباه القلويات، ومع وجود الكبريت يشكّل الأحماض الأمينية، ومع وجود الفوسفور يشكّل سلاسل DNA وRNA، بالإضافة إلى جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، والذي يعدّ أهمّ حامل للطاقة في الكائنات الحيّة.
يمكن القول بشكل عام وليس بالإطلاق أنّ جميع المركّبات التي تكون حاوية على الكربون دون وجود الهيدروجين أو أحد الهالوجينات هي مركّبات لاعضويّة. أشهر مركبات الكربون اللاعضويّة هو ثنائي أكسيد الكربون CO2، والذي كان في وقت من الأوقات مكوّناً أساسياً في الغلاف الجوّي القديم، وهو حالياً أحد المكوّنات الثانويّة لغلاف الأرض الجوي الحالي. يمكن لثنائي أكسيد الكربون عند انحلاله في الماء أن يشكّل حمض الكربونيك H2CO3، وهو مركّب غير مستقر، كما هو الحال مع المركّبات التي تكون حاوية على ذرّة كربون مفردة مرتبطة بأكثر من ذرّة أكسجين على شكل رابطة أحاديّة. لكنّه بالمقابل، يشكّل أيون الكربونات المستقرّ، والذي يوجد فيه الكربون مرتبطاً مع الفلزّات في العديد من المعادن مثل الكالسيت.
يتشكّل أحادي أكسيد الكربون CO عند الاحتراق غير التام للكربون، وهو غاز عديم اللون والرائحة، وهو شديد السمّيّة. تأتي سمّيّة هذا الغاز من نوعيّة الارتباط، حيث أنّ الكربون يرتبط برابطة ثلاثيّة تكون ذات قطبية كيميائية، ممّا يؤدّي إلى وجود قابلية للارتباط بشكل دائم مع جزيئات الهيموغلوبين (خضاب الدم) بحيث يحلّ محلّ الأكسجين، الذي له إلفة ارتباط أقل من CO.
من الأكاسيد الأخرى غير الشائعة للكربون دون أكسيد الكربون C3O2، والأكسيد غير المستقر أحادي أكسيد ثنائي الكربون C2O، وثلاثي أكسيد الكربون CO3.
يشكّل الكربون مع الكبريت مركب ثنائي كبريتيد الكربون CS2، والذي يشبه ثنائي أكسيد الكربون CO2 في شكل الرابطة الكيميائيّة. بالمقابل، فإنّ الكربون يشكّل مع النتروجين مركّبات السيانيدات −C≡N، والتي تشبه أحادي أكسيد الكربون CO في شكل الرابطة الكيميائيّة. أمّا مع الفلزّات النشيطة، فإنّ الكربون يشكّل الكربيدات 4−C أو الأسيتيليدات 2−C2.
المركّبات العضويّة الفلزّية بالتعريف هي مركّبات تحوي على الأقل على رابطة واحدة من ذرّة كربون في مركّب عضوي مع فلزّ. قد تكون هذه المركّبات بسيطة مثل رباعي إيثيل الرصاص أو على شكل معقّدات تناسقيّة مثل الميتالوسينات وكربونيلات الفلزّات.