karbonsyklusen

Karbonsyklusen sind chemische Verbindungen, deren Grundgerüst aus Ringsystemen aus Kohlenstoffatomen besteht. Die Bezeichnung umfasst eine Bandbreite von Strukturen, von einfachen cyclischen Kohlenwasserstoffen bis hin zu komplexen polyzyklischen Systemen. Typische Beispiele sind Cycloalkan-Ringe wie Cyclohexan, die die einfachsten Karbonsyklen darstellen, sowie aromatische Ringe wie Benzol, denen durch konjugierte Doppelbindungen besondere Stabilität zukommt.

Weiterhin gehören polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs) wie Naphthalen, Fluoranthen oder Benzo[a]pyren zu den Karbonsyklusen; hier bestehen mehrere Ringe in einem gemeinsamen System. Fusionierte Ringe, bei denen mehrere Ringstrukturen aneinanderstoßen, sind charakteristisch für viele natürliche und synthetische Karbonsyklusen. Darüber hinaus umfassen Karbonsyklusen größere Kohlenstoffnetzwerke wie Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und Fullerenen, die aus vielen miteinander verbundenen Ringen bestehen.

In der Chemie spielen Karbonsyklusen eine zentrale Rolle. Die Stabilität vieler Ringe resultiert aus Eigenschaften wie Aromatizität, planarer Struktur und Delokalisation von Elektronen. Die Kenntnis der Ringstruktur beeinflusst Reaktivität, Stereochemie und physikalische Eigenschaften, etwa Schmelz- und Siedepunkte sowie Löslichkeit. Karbonsyklusen sind Grundbausteine in zahlreichen organischen Synthesen, Naturstoffen, Pigmenten sowie in der Materialchemie (z. B. Kohlenstoffnanomaterialien).

Der Begriff Karbonsyklusen wird abseits der Umweltforschung selten genutzt; dort spricht man eher vom Kohlenstoffzyklus oder Kohlenstoffkreislauf, der biogeochemische Prozesse umfasst, bei denen Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Lithosphäre umgesetzt wird.