uhlíku

Uhlík (chemický prvek se symbolem C, atomové číslo 6) je nekov, který tvoří základ organických sloučenin a tedy i života. Díky schopnosti vytvářet čtyřvazné vazby a rozsáhlé sítě uhlíkových struktur má klíčový význam pro chemii i biochemii.

V přírodě se vyskytuje zejména ve sloučeninách: v atmosféře jako oxid uhličitý (CO2), v horninách a minerálech jako uhličitany a v organických látkách v živé i neživé přírodě. Elementární uhlík se vyskytuje v několika formách, mezi nejznámější patří grafit a diamant; dále existují amorfní uhlíky, fullereny, grafen a uhlíkové nanostruktury (např. uhlíkové nanotrubice).

Vlastnosti a struktury se značně liší podle formy. Diamant je extrémně tvrdý krystal a špatně vede elektřinu; grafit má vrstvenou strukturu a je dobrým elektrickým vodičem. Grafen je jednovrstevná hexagonální síť uhlíkových atomů; fullereny a další nanočástice vykazují specifické elektronické a fyzikální vlastnosti. Uhlík všeobecně tvoří kombinaci σ- a π-vazeb, což umožňuje širokou chemickou variabilitu.

Důležitost pro život a průmysl je mimořádná. Uhlík je esenciálním prvkem všech organismů a základ chemie organických sloučenin. V průmyslu se používá při výrobě oceli a chemických surovin, pro elektrody z grafitu, aktivní uhlí pro filtraci a jako uhlíkové materiály ve fotonice, elektronice a energetice (grafen, uhlíková vlákna). Oxid uhličitý patří mezi hlavní skleníkové plyny a jeho změny ovlivňují klima.

Izotopy a datování: stabilní izotopy C-12 a C-13 se běžně využívají v chemii a biochemii, radioaktivní C-14 slouží k radiokarbonovému datování.