Hiiliatomeissa

Hiiliatomeissa viitataan hiilen atomeihin ja niiden merkitykseen kemiallisessa kontekstissa. Hiili on alkuaine, jonka symboli on C ja järjestysluku 6. Hiiliatomin ydin koostuu protoneista ja neutroneista; neutroneiden määrä riippuu isotoopista. Ulkoelektronien määrä on neljä, mikä mahdollistaa neljän kovalenttisen sidoksen muodostumisen.

Neljä valenssielektronia antaa hiilelle suurta kykyä muodostaa sidoksia. Tämä tekee hiilestä erinomaisen rakennuspalikan orgaanisille yhdisteille: hiili voi muodostaa pitkiä ketjuja, haaraisia rakenteita sekä renkaisia yhdisteitä.

Allotropiat: Hiili esiintyy useissa muodoissa. Timantti muodostaa kolmiulotteisen, vahvan verkon, jossa jokainen hiili on sidoksissa neljään naapurihiiliin sp3-sidosten kautta. Grafiitti koostuu tasoittaisista kerroksista, joissa hiili on sidoksissa sp2-sidoksin ja kerrokset liukuvat helposti toistensa suhteen. Grafene on yksittäinen grafiitikerroksen ohut kalvo. Fullerenes ovat pallomaisia molekyylirakenteita, kuten C60.

Isotoopit: Luonnossa yleisimmät hiiliisotoopit ovat 12C ja 13C; 14C on radioaktiivinen ja käytetään esimerkiksi hiilen ajoitukseen sekä radiokemiallisissa tutkimuksissa.

Rooli biologiassa ja kemiassa: Hiili muodostaa perustan suurimmalle osalle orgaanisista yhdisteistä; monet biomolekyylit—rasvat, proteiinit ja hiilihydraatit—ovat hiiliyhdisteitä. Hiilen monipuolinen valenssisuus mahdollistaa monimutkaisten molekyylien, mukaan lukien solujen rakenteet ja metaboliset reitit.

Maapallon hiilikierto ja esiintyvyys: Hiili esiintyy sekä epäorgaanisina yhdisteinä (hiilidioksidi, karbonaatit) että orgaanisina rakennusaineina; hiili on keskeinen osa elämää ja maapallon energiataloutta.