কার্বনের শ্রেণীবিভাগ
কার্বনকে একটি অধাতব মৌল হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। পর্যায় সারণীর গ্রুপ ১৪-এ এর অবস্থান নির্দেশ করে যে এটি সাধারণত সমযোজী বন্ধন তৈরি করে এবং এর বেশিরভাগ সাধারণ রূপে অধাতুর বৈশিষ্ট্য, যেমন দুর্বল তড়িৎ ও তাপ পরিবাহিতা প্রদর্শন করে।
কার্বনের ভৌত বৈশিষ্ট্য
কার্বনের ভৌত বৈশিষ্ট্য এর অ্যালোট্রোপিক রূপের উপর নির্ভর করে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। অ্যালোট্রোপগুলি একই ভৌত অবস্থায় একই মৌলের বিভিন্ন কাঠামোগত রূপ। হীরা, গ্রাফাইট, ফুলারিন এবং নিরাকার কার্বনের মতো বিভিন্ন অ্যালোট্রোপ তৈরি করার ক্ষমতার কারণে কার্বন বিস্তৃত পরিসরের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।
অ্যালোট্রোপিক রূপ এবং সংশ্লিষ্ট বৈশিষ্ট্য
- হীরা: পরিচিত প্রাকৃতিক পদার্থগুলির মধ্যে অন্যতম কঠিন। এটি কার্বন পরমাণুর একটি দৃঢ়, ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক সহ একটি স্ফটিক কঠিন পদার্থ, যেখানে প্রতিটি কার্বন পরমাণু অন্য চারটি কার্বন পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ থাকে। এটি একটি চমৎকার বিদ্যুৎ অপরিবাহী। ভারতে, সুরাটের মতো স্থানগুলি হীরা কাটা এবং পালিশ করার জন্য বিশ্বব্যাপী স্বীকৃত, যদিও হীরাগুলি প্রায়শই বিশ্বের অন্যান্য অংশ থেকে সংগ্রহ করা হয়।
- গ্রাফাইট: একটি নরম, পিচ্ছিল, ধূসর-কালো কঠিন পদার্থ যার একটি স্তরযুক্ত কাঠামো রয়েছে। প্রতিটি স্তর কার্বন পরমাণুর ষড়ভুজাকার রিং নিয়ে গঠিত। স্তরগুলি দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল দ্বারা একত্রিত থাকে, যা তাদের একে অপরের উপর দিয়ে পিছলে যেতে দেয়, গ্রাফাইটকে একটি ভাল লুব্রিকেন্ট তৈরি করে। এর স্তরগুলির মধ্যে ডিলোক্যালাইজড ইলেকট্রন থাকার কারণে এটি বিদ্যুতের একটি ভাল পরিবাহী। গ্রাফাইট সাধারণত পেন্সিলের শিসে পাওয়া যায়, যা ভারত জুড়ে ব্যাপকভাবে উৎপাদিত এবং ব্যবহৃত একটি পণ্য।
- নিরাকার কার্বন: এই শ্রেণীতে কয়লা, কাঠকয়লা এবং ঝুল (সুট)-এর মতো রূপগুলি অন্তর্ভুক্ত। এই রূপগুলির একটি সুসংজ্ঞায়িত স্ফটিক কাঠামো নেই। কয়লা, একটি প্রাথমিক শক্তির উৎস, ভারতের ঝাড়খণ্ড, ছত্তিশগড় এবং ওডিশার মতো রাজ্যগুলিতে ব্যাপকভাবে খনন করা হয়। কাঠকয়লা ভারতে পরিস্রাবণের জন্য এবং রান্নার জ্বালানি হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
রং
কার্বনের রং তার অ্যালোট্রোপিক রূপের উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হয়:
- হীরা: সাধারণত বর্ণহীন এবং স্বচ্ছ, যদিও অপদ্রব্য হলুদ, নীল, গোলাপী, বা এমনকি কালো রঙের বিভিন্ন আভা তৈরি করতে পারে।
- গ্রাফাইট: ধূসর-কালো থেকে অস্বচ্ছ কালো।
- নিরাকার কার্বন (যেমন, কাঠকয়লা, ঝুল, কয়লা): সাধারণত কালো।
গঠন (টেক্সচার)
কার্বনের গঠনও এর অ্যালোট্রোপিক রূপের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন হয়:
- হীরা: অত্যন্ত কঠিন এবং অনমনীয়, একটি উজ্জ্বল ঔজ্জ্বল্য সহ।
- গ্রাফাইট: নরম, পিচ্ছিল এবং এর স্তরযুক্ত কাঠামোর কারণে স্পর্শে তৈলাক্ত মনে হয়।
- নিরাকার কার্বন (যেমন, কাঠকয়লা, কয়লা): সাধারণত ভঙ্গুর, গুঁড়ো বা দানাদার।
পদার্থের অবস্থা
কক্ষ তাপমাত্রায় (প্রায় ২৫ °C) এবং আদর্শ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে, কার্বন একটি কঠিন পদার্থ হিসাবে বিদ্যমান থাকে।
গলনাঙ্ক এবং স্ফুটনাঙ্ক
আদর্শ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে কার্বনের একটি সুনির্দিষ্ট গলনাঙ্ক নেই; পরিবর্তে, এটি প্রায় ৩৬৪২ °C তাপমাত্রায় কঠিন থেকে সরাসরি গ্যাসে ঊর্ধ্বপাতিত (sublimes) হয়। অত্যন্ত উচ্চ চাপে, যেমন পৃথিবীর গভীরে পাওয়া যায়, এর গলনাঙ্ক ৩৫৫০ °C অতিক্রম করতে পারে, বিশেষ করে হীরার অ্যালোট্রোপের জন্য। একইভাবে, এই ঊর্ধ্বপাতন ঘটনার কারণে বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থায় একটি সুনির্দিষ্ট স্ফুটনাঙ্ক পরিলক্ষিত হয় না, যেখানে ঊর্ধ্বপাতন বিন্দুটি কার্যকরভাবে এর স্ফুটনাঙ্ক হিসাবে কাজ করে।