Riječ "ugljik" bila je dobro uvriježena u svakodnevnom jeziku mnogo prije nego što su izrazi "ugljični otisak" i "emisije ugljika" postali popularni početkom 21. stoljeća. Riječ "gazirani" gotovo sigurno dočarava jasne misli i osjećaje u vašem umu, poput gaziranih linija tekućina.
No, unatoč tome koliko često čujete riječ "ugljik" (zajedno sa sumnjivo sličnim riječima poput "ugljikohidrat"), možda niste stali razmatrati dubina svakodnevne prisutnosti ugljika i brojni načini na koje se različite molekule ugljika manifestiraju u svakodnevnim, ali obveznim životnim zadacima.
Što je ugljik?
Ugljik je element, ili jedinstveni tip atoma, na periodnom sustavu elemenata. Na periodnom sustavu elemenata broji se 8 (od ukupno 118, prema 2020. godini). To znači da ima osam protona, jedno svojstvo koje ga čini jedinstvenim. Također ima osam neutrona i elektrona.
Čini se da je ugljik posvuda u prirodi i industriji svestranost ovog elementa u smislu stvaranja kovalentnih veza. Ugljik se lako veže za ostale vitalne elemente živih bića, uključujući vodik (H), kisik (O) i dušik (N),
Što je molekula?
Molekula je bilo koja kombinacija atoma kojima se pridružuju kemijske veze (kovalentni, ionski ili metalni). To je najmanja jedinica tvari koja zadržava kemijska i fizikalna svojstva te tvari, bez obzira na sastavne atome. Na primjer, čista voda sadrži kombinaciju atoma vodika i kisika, ali samo H2O (dva vodika povezana s jednim kisikom, uvijek u tom omjeru) je voda.
- Molekula koja se sastoji od više vrsta elemenata je a spoj, na primjer, H2O ili CN.
Primjeri svakodnevnih molekula ugljika
Fosilna goriva: Ulje (nafta) je zapravo mješavina različitih ugljikovodika, koji su dugi lanci C vezani samo za molekule H. Kad se one izgore, mnoge veze C-H oslobađaju ogromne količine energije. Oslobođeni ugljični dioksid je molekula koja se pojavljuje u mnogim ljudskim kontekstima (vidi dolje).
Ugljični monoksid: CO je plin bez boje i mirisa koji gušenjem može dovesti do smrti ako se udiše u dovoljnim količinama. To čini tako što se natječe s kisikom za mjesta vezivanja na O2- noseći hemoglobin krvnih stanica i budući da se hemoglobin zapravo veže na CO s više afiniteta nego na O2.
Ugljični dioksid: CO2 (O = C = O) je nusproizvod ljudskog metabolizma i disanja i smatra se otpadom. Ali smeće jednog blaga je drugo, a biljkama je potreban CO2 za proizvodnju hrane, rast i puštanje O2 za uporabu aerobnih organizama. Unatoč potrebi molekule, njezina uloga stakleničkog plina u klimatskim promjenama nije zaradila CO2 mnogi nedavni obožavatelji. (Pod pritiskom je to i ono što gasi gazirano piće.)
Etanol: C2H5OH je vrsta alkohola koja se nalazi u alkoholnim pićima, a poznat je i pod nazivom etilni alkohol. Alkohol je određena vrsta molekula ugljika s jednom ili više hidroksilnih (-OH) skupina; ostali uobičajeni alkoholi su izopropanol ili izopropil alkohol (trljanje alkohola) i metanola (drvni alkohol).
Glukoza: C6H12O6 je molekula ugljika koja se na kraju izdvaja iz hrane prije nego što uđe u stanice vašeg tijela. Sastavni je dio saharoza (stolni šećer), koji se sastoji od jedne molekule glukoze spojene u fruktoza (voćni šećer) molekula. Osobe s dijabetesom redovito mjere razinu glukoze u krvi elektroničkom opremom za uzorkovanje.
"Makronaredbe": Tri makronutrijenta o kojima čujete u teretani i u određenim Instagram krugovima - ugljikohidrati ("ugljikohidrati"), bjelančevine i masti - svi se uglavnom sastoje od atoma ugljika. Proteini sadrže dušik uz atome ugljika, vodika i kisika.