Ordet "kulstof" var godt indgroet i hverdagssproget længe før udtrykkene "kulstofaftryk" og "kulstofemissioner" blev populære i det tidlige 21. århundrede. Ordet "kulsyreholdigt" fremkalder næsten helt sikkert klare tanker og fornemmelser i dit sind i retning af svimmel væske.
Men på trods af hvor ofte du hører ordet "kulstof" (sammen med mistænkeligt lignende ord som "kulhydrat"), er du måske ikke stoppet for at overveje dybden af kulstofs hverdagslige tilstedeværelse og antallet af måder, hvorpå forskellige kulstofmolekyler manifesterer sig i livets verdslige, men obligatoriske opgaver.
Hvad er kulstof?
Kulstof er et elementeller unik type atom på det periodiske system. Det er nummereret 8 (af 118 i alt pr. 2020) på det periodiske system. Dette betyder, at den har otte protoner, det ene træk, der gør det unikt. Det har også otte neutroner og elektroner.
Kulstof, der tilsyneladende er overalt i naturen og industrien, kan tilskrives dette elements alsidighed med hensyn til dannelse af kovalente bindinger. Kulstof binder let til de andre vitale elementer i levende ting, herunder brint (H), ilt (O) og nitrogen (N),
Hvad er et molekyle?
Et molekyle er en hvilken som helst kombination af atomer, der er forbundet med kemiske bindinger (kovalent, ionisk eller metallisk). Det er den mindste enhed af et stof, der bevarer stoffets kemiske og fysiske egenskaber, uanset de indgående atomer. For eksempel indeholder rent vand en kombination af hydrogen- og iltatomer, men kun H2O (to hydrogener bundet til et ilt, altid i dette forhold) er vand.
- Et molekyle, der består af mere end en elementtype, er et forbindelsefor eksempel H2O eller CN.
Eksempler på hverdags kulmolekyler
Fossile brændstoffer: Olie (råolie) er faktisk en blanding af forskellige carbonhydrider, som er lange kæder af C, der kun er bundet til H-molekyler. Når disse brændes, frigiver de mange C-H-obligationer enorme mængder energi. Det frigjorte kuldioxid er et molekyle, der vises i mange menneskelige sammenhænge (se nedenfor).
Carbonmonoxid: CO er en farveløs, lugtfri gas, der kan føre til døden ved kvælning ved indånding i tilstrækkelige mængder. Det gør det ved at konkurrere med ilt om bindingssteder på O2-bærende blodcellehæmoglobin, og da hæmoglobin faktisk binder til CO med mere affinitet end det gør til O2.
Carbondioxid: CO2 (O = C = O) er et biprodukt af menneskelig metabolisme og åndedræt og betragtes som affald. Men affaldet fra den ene er skat af en anden, og planter har brug for CO2 at lave mad, vokse og frigive O2 til brug af aerobe organismer. På trods af molekylets nødvendighed har dets rolle som drivhusgas i klimaforandringer ikke tjent CO2 mange nylige fans. (Under pres er det også det, der sætter fizzet i sodavand.)
Ethanol: C2H5OH er den type alkohol, der findes i alkoholholdige drikkevarer, og er også kendt som ethylalkohol. En alkohol er en bestemt type carbonmolekyle med en eller flere hydroxyl- (-OH) grupper; andre almindelige alkoholer er isopropanol eller isopropylalkohol (gnidningsalkohol) og methanol (træalkohol).
Glukose: C6H12O6 er det kulstofmolekyle, der i sidste ende ekstraheres fra mad, inden det kommer ind i kroppens celler. Det er en komponent af saccharose (bordsukker), som består af et glukosemolekyle, der er forbundet med en fruktose (frugtsukker) molekyle. Mennesker med diabetes måler deres blodsukkerniveau regelmæssigt med elektronisk prøvetagningsudstyr.
"Makroer": De tre makronæringsstoffer, du hører om i gymnastiksalen og i visse Instagram-kredse - kulhydrater ("kulhydrater"), proteiner og fedt - alle består hovedsageligt af kulstofatomer. Protein indeholder kvælstof ud over kulstof-, brint- og iltatomer.