ѕυѕкυη
Banned
BÜYÜK YILDIZLARIN çekirdeklerinde çok yüksek sıcaklık ve basınçta atomlar çarpışıp, birbirlerine eklenmekte ve böylece zamanla daha büyük atomlara dönüşmektedirler. Yıldızın ömrünü tüketip patlamasıyla birlikte ise bu elementler kâinata dağılmaktadır. İşte yıldızların kalplerinde yaratılan elementlerden bir tanesi de küçük dünyamızın canlı konuklarını oluşturan temel element KARBON’dur.
Karbon, tek başına kimyanın iki önemli dalı olan organik kimya ve biyokimyanın konu aldığı temel elementtir. Dört farklı atomla kimyasal bağ kurabilmesi, bir karbon atomunun başka karbon atomlarına bağlanabilmesi ve ametallerin çoğu ile bağ kurabilmesi karbonu diğer elementlerden ayıran özelliklerden birkaçıdır. Bu özellikleri sayesinde karbon canlı hayatı için en önemli element olarak seçilmiştir.
Saf karbonun elmas, grafit, amorf karbon (kömür ve is karası gibi) ve fulleren olmak üzere bilinen dört türü vardır. Karbon pek çok sebepten dolayı çok ilginç bir moleküldür. Karbonun değişik halleri en yumuşak maddelerden biri olan grafiti ve en sert olan elması meydana getirir.
Normal basınçta karbon grafit olarak yeryüzünde bulunur. Grafitdeki her karbon atomu diğer üç karbon atomuna bağlıdır. Karbon atomları altıgenler hâlinde tabakalar oluşturur ama bu tabakalar birbirlerine kuvvetli bağlı olmadıklarından bir güç uygulandığında hemen birbirleri üzerinde kayarlar. Bu da molekülün yumuşak olmasına sebep olur. Yüksek basınç ve sıcaklığa maruz kalan karbon ise elmasa dönüşür. Elmasta her bir karbon atomu dört farklı karbon atomuna bağlıdır, yani altıgen karbon tabakaları birbirlerine kuvvetle bağlanmıştır. Bu nedenle elmas dünyadaki en sert maddelerden biridir.
1980’lerde keşfedilen fullerenler de grafite benzer yapıdadırlar. Altıgenler oluşturan karbon atomlarının yanısıra bulunan beşgen karbon dizileri molekülü eğerek küre, silindir veya elips hâline getirir. Fullerenlerden ilginç bir tanesi 60 karbon atomu içeren ve futbol topu benzeri bir kafes oluşturan ‘buckyball’dur. Mimar Buckminster Fuller’in 1967 Montreal Dünya Fuarı için yaptığı küre biçimli yapıdan ilhamla ‘buckminsterfullerene’ adı verilen ve kısaca ‘buckyball’ denilen bu molekül, 20 altıgen ve 12 beşgen oluşturan karbon atomlarının mükemmel bir simetri ve ölçüde bir araya gelmesiyle oluşur. Bu muhteşem üç boyutlu yapısı ile ‘buckyball’ bazı kimyacılar tarafından en güzel molekül olarak adlandırılmaktadır. Küresel karbon moleküllerini keşfeden Robert Curl, Harold Kroto ve Richard Smalley 1996 yılında Nobel ödülünü almışlardır. Fullerenler nanometrik silindirler şeklinde büyütüldüklerinde ise ‘nanotüpler’ olarak karşımıza çıkarlar. Biliyorsunuz nanometre metrenin milyarda biri demek. Yani kolay kolay anlayamayacağımız küçüklükte bir boyut. Nanotüplerin boyutlarını anlayabilmek için şöyle bir örnek verebiliriz: Dünya ile Ay arasındaki 385,000 km uzunluğunda bir nanotüp olsa, bu nanotüpü yumak gibi doladığınızda sadece bir incir çekirdeği kadar yer kaplayacaktır. Sadece birkaç karbon atomu çapında olup, çapına nisbeten milyonlarca kat uzunlukta yapılabilen nanotüpler hakkında araştırma çalışmaları devam ederken, hangi sahalarda kullanılabilecekleri de inceleniyor. Bu sıradışı karbon molekülleri ile çok hafif uzay, hava ya da kara araçları; gökdelenler; kurşun geçirmez yelekler gibi değişik araç ve malzemelerin yapımı hedefleniyor.
KARBONİÇEREN
ONMİLYONBİLEŞİK!
Karbon yaklaşık on milyon kadar bilinen bileşik oluşturabilme kapasitesi ile elementler içerisinde rakipsizdir. Oksijenle birleşerek bitkilerin yaşamı için hayatî önem taşıyan karbondioksiti oluşturur. Hidrojenle birleşerek hidrokarbonlar adını verdiğimiz bileşikleri oluştururlar ki bu hali, fosil yakıtların ana maddesidir. Ayrıca hem oksijen hem hidrojenle birleşerek pek çok farklı bileşik yaparlar, bunlardan bir tanesi “yağ asitleridir.”
KARBONDÖNGÜSÜ
Karbon atomlarının fiziksel, jeolojik, kimyasal ve diğer süreçler sonucunda atmosfer, okyanuslar, yeryüzü ve canlı sistemler arasında dolanımına karbon döngüsü diyoruz.
Karbonun dünyamızda 4 büyük rezervi vardır. Atmosferde kanbondioksit hâlinde; deniz ve tatlı sularda bikarbonat ve karbondioksit hâlinde; yerkabuğunda karbon, kömür, doğal gaz, petrol veya kireçtaşı hâlinde; bütün canlılarda ise ana yapı maddesi olarak bulunur.
Okyanuslar en büyük karbon depolarıdır ve atmosferle karbon alışverişi hızlıdır. Karbondioksit okyanuslara basit difüzyon ile girer. Deniz suyunda çözünen karbondioksitin bir kısmı karbonat veya bikarbonata dönüşür. Bazı deniz canlıları kalsiyumu kullanarak kalsiyum bikarbonata dönüştürürler. Kalsiyum bikarbonat deniz kabuklularının kabuk oluşumunda ya da mercanlar, protozoa ve bazı algler tarafından kullanılır. Bu deniz canlıları öldüklerinde deniz dibinde karbonat açısından zengin bir tabaka oluşur. Çok uzun zaman sonra bu kalıntılar deniz dibi kayalarını oluştururlar.
Bitkiler fotosentez yoluyla atmosferden aldıkları karbondioksiti topraktan aldıkları suyun da yardımıyla glikoza dönüştürürler. Glikozu hem besin olarak kullanır hem de selilöze dünüştürerek yaprak ve gövdelerini büyütürler. Besin zinciri yoluyla karbon, bitkilerden sonra hayvanlar arasında da değişik moleküllere dönüşerek yer değiştirir.
KARBON,ATMOSFERE
DEĞİŞİKYOLLARDANGERİDÖNER
• Bitkilerin ve hayvanların solunumu ile yani glikozun karbondioksit ve suya parçalanması ile karbon atmosfere döner.
• Hayvan ve bitki atıkları mantar ve bakteriler tarafından çürütülürek karbondioksit ve suya çevrilir.
• Kireçtaşının yağmur suları ile aşınması sonucu karbondioksit ve karbonik asit oluşur.
• Volkanik patlamalar karbonu atmosfere taşır.
• Uzun süre basınç altında kalan hayvan ve bitki kalıntıları kömür ve petrole donüşür bunların yakıt olarak kullanılması ile oluşan karbondioksit atmosfere verilir. ( Günümüzde fosil yakıtların fazlalaşan miktarda kullanımı karbon döngüsündeki dengeyi bozmaya başlamıştır.)
Atmosferden bitkilere, okyanuslara, oradan hayvanlara ve insanlara sürekli dönüp dolaşan karbon atomları çok değişik ortamlardan, değişik moleküller olarak geçerler. Parmağınızın ucundaki bir hücrecikte ikamet eden bir karbon atomuna sorabilseydik hayat hikâyesini anlatmaya nasıl başlardı acaba? Şöyle diyebilirdi meselâ:
“Benim böyle küçücük olduğuma bakmayın. Ben varlık âlemine geleli neler gördüm neler geçirdim. Bir yıldızın kalbinde doğduktan sonra yıldızın ölümü ile evrene saçılıp sonra da dünyaya gönderildik. Çok uzun yıllar iki oksijen atomu arkadaşımla karbondioksit molekülü olarak atmosferde özgürce dolaşıp durdum. Ta ki bir sabah çiğ tanesinin yanında dolaşırken bir yonca yaprağının nefes almasıyla ona konuk olana kadar. Yonca yaprağı hücreciğindeki klorofil yardımıyla güneşten aldığı enerjiyi kullanarak beni oksijen arkadaşlarımdan ayırdı ve onların yerine beş yeni karbon arkadaşımla sudan gelen hidrojen atomlarını bana ekleyerek bizi glikoz molekülüne dönüştürdü. Artık bir şeker molekülüydüm. Ama fazla uzun zaman geçmedi ki bir enzim diğer glikoz molekülleri ile bizi uzun zincirler gibi birbirimize bağlayarak selilöz molekülüne dönüştürdü. Tam yoncadaki yeni mekânıma alışmıştım ki bu defa ne olduğunu anlayamadan bir kargaşadan sonra kendimi bir kuzucuğun midesinde buldum. Kuzucuğun midesinde selilözü parçalayan enzimler ile yeniden glikoz moleküllerine parçalandık, kısa bir seyahatten sonra bir yağ hücresinde yağ molekülüne dönüştürüldük. Kuzucukta hayatım oldukça sakin ve rahat geçiyordu, bizim kuzu koyun olmuştu artık.
Gün geldi artık bizim koyunun enerji üretimi için kullanılma zamanımız geldi. Yağ moleküllerinden yine karbondioksit ve suya dönüştürüldüğümüzde açığa çıkan enerjiyi koyuncuk harcarken kendimi yine iki oksijen atomu ile atmosferde dolaşırken buldum. Bazı arkadaşlarım okyanus sularında difüzyon olup sonra da deniz kabuklularına kalsiyum karbonat olarak yerleşirken ben bir ara ıspanak yapraklarındaydım ve ardından kendimi bir insanın bedeninde buldum. Değişik insanlarda kâh yağ molekülü, kâh bir proteinin parçası, bazen hücre zarında bazen hücre içinde çok vazifeler gördüm. Kaç canlının bedeniyle birlikte toprağa karışıp, kaç tanesiyle dünyaya yeniden geldim.
Sakın unutmayın; şu vücudunuzdaki her bir molekül, her bir atom sizden önce kaç insana, kaç farklı canlıya hizmet etti. Bilmelisiniz ki bu bedenleriniz sadece atomlar için değil sizler için de gelir geçer bir konaktır. Bak bizler milyonlarca yıldır ne vazife verildiyse, hangi canlıya, hangi ortama girdiysek itiraz etmeden vazifemizi yerine getiriyor, kendimizi ebedî âleme hazırlıyoruz. Sen de bu her an değişen, yenilenen bedeninde misafirsin, asıl memleketin olan kalıcı âleme hazırlığını ihmal etmeyin.”
zafer dergisi
Karbon, tek başına kimyanın iki önemli dalı olan organik kimya ve biyokimyanın konu aldığı temel elementtir. Dört farklı atomla kimyasal bağ kurabilmesi, bir karbon atomunun başka karbon atomlarına bağlanabilmesi ve ametallerin çoğu ile bağ kurabilmesi karbonu diğer elementlerden ayıran özelliklerden birkaçıdır. Bu özellikleri sayesinde karbon canlı hayatı için en önemli element olarak seçilmiştir.
Saf karbonun elmas, grafit, amorf karbon (kömür ve is karası gibi) ve fulleren olmak üzere bilinen dört türü vardır. Karbon pek çok sebepten dolayı çok ilginç bir moleküldür. Karbonun değişik halleri en yumuşak maddelerden biri olan grafiti ve en sert olan elması meydana getirir.
Normal basınçta karbon grafit olarak yeryüzünde bulunur. Grafitdeki her karbon atomu diğer üç karbon atomuna bağlıdır. Karbon atomları altıgenler hâlinde tabakalar oluşturur ama bu tabakalar birbirlerine kuvvetli bağlı olmadıklarından bir güç uygulandığında hemen birbirleri üzerinde kayarlar. Bu da molekülün yumuşak olmasına sebep olur. Yüksek basınç ve sıcaklığa maruz kalan karbon ise elmasa dönüşür. Elmasta her bir karbon atomu dört farklı karbon atomuna bağlıdır, yani altıgen karbon tabakaları birbirlerine kuvvetle bağlanmıştır. Bu nedenle elmas dünyadaki en sert maddelerden biridir.
1980’lerde keşfedilen fullerenler de grafite benzer yapıdadırlar. Altıgenler oluşturan karbon atomlarının yanısıra bulunan beşgen karbon dizileri molekülü eğerek küre, silindir veya elips hâline getirir. Fullerenlerden ilginç bir tanesi 60 karbon atomu içeren ve futbol topu benzeri bir kafes oluşturan ‘buckyball’dur. Mimar Buckminster Fuller’in 1967 Montreal Dünya Fuarı için yaptığı küre biçimli yapıdan ilhamla ‘buckminsterfullerene’ adı verilen ve kısaca ‘buckyball’ denilen bu molekül, 20 altıgen ve 12 beşgen oluşturan karbon atomlarının mükemmel bir simetri ve ölçüde bir araya gelmesiyle oluşur. Bu muhteşem üç boyutlu yapısı ile ‘buckyball’ bazı kimyacılar tarafından en güzel molekül olarak adlandırılmaktadır. Küresel karbon moleküllerini keşfeden Robert Curl, Harold Kroto ve Richard Smalley 1996 yılında Nobel ödülünü almışlardır. Fullerenler nanometrik silindirler şeklinde büyütüldüklerinde ise ‘nanotüpler’ olarak karşımıza çıkarlar. Biliyorsunuz nanometre metrenin milyarda biri demek. Yani kolay kolay anlayamayacağımız küçüklükte bir boyut. Nanotüplerin boyutlarını anlayabilmek için şöyle bir örnek verebiliriz: Dünya ile Ay arasındaki 385,000 km uzunluğunda bir nanotüp olsa, bu nanotüpü yumak gibi doladığınızda sadece bir incir çekirdeği kadar yer kaplayacaktır. Sadece birkaç karbon atomu çapında olup, çapına nisbeten milyonlarca kat uzunlukta yapılabilen nanotüpler hakkında araştırma çalışmaları devam ederken, hangi sahalarda kullanılabilecekleri de inceleniyor. Bu sıradışı karbon molekülleri ile çok hafif uzay, hava ya da kara araçları; gökdelenler; kurşun geçirmez yelekler gibi değişik araç ve malzemelerin yapımı hedefleniyor.
KARBONİÇEREN
ONMİLYONBİLEŞİK!
Karbon yaklaşık on milyon kadar bilinen bileşik oluşturabilme kapasitesi ile elementler içerisinde rakipsizdir. Oksijenle birleşerek bitkilerin yaşamı için hayatî önem taşıyan karbondioksiti oluşturur. Hidrojenle birleşerek hidrokarbonlar adını verdiğimiz bileşikleri oluştururlar ki bu hali, fosil yakıtların ana maddesidir. Ayrıca hem oksijen hem hidrojenle birleşerek pek çok farklı bileşik yaparlar, bunlardan bir tanesi “yağ asitleridir.”
KARBONDÖNGÜSÜ
Karbon atomlarının fiziksel, jeolojik, kimyasal ve diğer süreçler sonucunda atmosfer, okyanuslar, yeryüzü ve canlı sistemler arasında dolanımına karbon döngüsü diyoruz.
Karbonun dünyamızda 4 büyük rezervi vardır. Atmosferde kanbondioksit hâlinde; deniz ve tatlı sularda bikarbonat ve karbondioksit hâlinde; yerkabuğunda karbon, kömür, doğal gaz, petrol veya kireçtaşı hâlinde; bütün canlılarda ise ana yapı maddesi olarak bulunur.
Okyanuslar en büyük karbon depolarıdır ve atmosferle karbon alışverişi hızlıdır. Karbondioksit okyanuslara basit difüzyon ile girer. Deniz suyunda çözünen karbondioksitin bir kısmı karbonat veya bikarbonata dönüşür. Bazı deniz canlıları kalsiyumu kullanarak kalsiyum bikarbonata dönüştürürler. Kalsiyum bikarbonat deniz kabuklularının kabuk oluşumunda ya da mercanlar, protozoa ve bazı algler tarafından kullanılır. Bu deniz canlıları öldüklerinde deniz dibinde karbonat açısından zengin bir tabaka oluşur. Çok uzun zaman sonra bu kalıntılar deniz dibi kayalarını oluştururlar.
Bitkiler fotosentez yoluyla atmosferden aldıkları karbondioksiti topraktan aldıkları suyun da yardımıyla glikoza dönüştürürler. Glikozu hem besin olarak kullanır hem de selilöze dünüştürerek yaprak ve gövdelerini büyütürler. Besin zinciri yoluyla karbon, bitkilerden sonra hayvanlar arasında da değişik moleküllere dönüşerek yer değiştirir.
KARBON,ATMOSFERE
DEĞİŞİKYOLLARDANGERİDÖNER
• Bitkilerin ve hayvanların solunumu ile yani glikozun karbondioksit ve suya parçalanması ile karbon atmosfere döner.
• Hayvan ve bitki atıkları mantar ve bakteriler tarafından çürütülürek karbondioksit ve suya çevrilir.
• Kireçtaşının yağmur suları ile aşınması sonucu karbondioksit ve karbonik asit oluşur.
• Volkanik patlamalar karbonu atmosfere taşır.
• Uzun süre basınç altında kalan hayvan ve bitki kalıntıları kömür ve petrole donüşür bunların yakıt olarak kullanılması ile oluşan karbondioksit atmosfere verilir. ( Günümüzde fosil yakıtların fazlalaşan miktarda kullanımı karbon döngüsündeki dengeyi bozmaya başlamıştır.)
Atmosferden bitkilere, okyanuslara, oradan hayvanlara ve insanlara sürekli dönüp dolaşan karbon atomları çok değişik ortamlardan, değişik moleküller olarak geçerler. Parmağınızın ucundaki bir hücrecikte ikamet eden bir karbon atomuna sorabilseydik hayat hikâyesini anlatmaya nasıl başlardı acaba? Şöyle diyebilirdi meselâ:
“Benim böyle küçücük olduğuma bakmayın. Ben varlık âlemine geleli neler gördüm neler geçirdim. Bir yıldızın kalbinde doğduktan sonra yıldızın ölümü ile evrene saçılıp sonra da dünyaya gönderildik. Çok uzun yıllar iki oksijen atomu arkadaşımla karbondioksit molekülü olarak atmosferde özgürce dolaşıp durdum. Ta ki bir sabah çiğ tanesinin yanında dolaşırken bir yonca yaprağının nefes almasıyla ona konuk olana kadar. Yonca yaprağı hücreciğindeki klorofil yardımıyla güneşten aldığı enerjiyi kullanarak beni oksijen arkadaşlarımdan ayırdı ve onların yerine beş yeni karbon arkadaşımla sudan gelen hidrojen atomlarını bana ekleyerek bizi glikoz molekülüne dönüştürdü. Artık bir şeker molekülüydüm. Ama fazla uzun zaman geçmedi ki bir enzim diğer glikoz molekülleri ile bizi uzun zincirler gibi birbirimize bağlayarak selilöz molekülüne dönüştürdü. Tam yoncadaki yeni mekânıma alışmıştım ki bu defa ne olduğunu anlayamadan bir kargaşadan sonra kendimi bir kuzucuğun midesinde buldum. Kuzucuğun midesinde selilözü parçalayan enzimler ile yeniden glikoz moleküllerine parçalandık, kısa bir seyahatten sonra bir yağ hücresinde yağ molekülüne dönüştürüldük. Kuzucukta hayatım oldukça sakin ve rahat geçiyordu, bizim kuzu koyun olmuştu artık.
Gün geldi artık bizim koyunun enerji üretimi için kullanılma zamanımız geldi. Yağ moleküllerinden yine karbondioksit ve suya dönüştürüldüğümüzde açığa çıkan enerjiyi koyuncuk harcarken kendimi yine iki oksijen atomu ile atmosferde dolaşırken buldum. Bazı arkadaşlarım okyanus sularında difüzyon olup sonra da deniz kabuklularına kalsiyum karbonat olarak yerleşirken ben bir ara ıspanak yapraklarındaydım ve ardından kendimi bir insanın bedeninde buldum. Değişik insanlarda kâh yağ molekülü, kâh bir proteinin parçası, bazen hücre zarında bazen hücre içinde çok vazifeler gördüm. Kaç canlının bedeniyle birlikte toprağa karışıp, kaç tanesiyle dünyaya yeniden geldim.
Sakın unutmayın; şu vücudunuzdaki her bir molekül, her bir atom sizden önce kaç insana, kaç farklı canlıya hizmet etti. Bilmelisiniz ki bu bedenleriniz sadece atomlar için değil sizler için de gelir geçer bir konaktır. Bak bizler milyonlarca yıldır ne vazife verildiyse, hangi canlıya, hangi ortama girdiysek itiraz etmeden vazifemizi yerine getiriyor, kendimizi ebedî âleme hazırlıyoruz. Sen de bu her an değişen, yenilenen bedeninde misafirsin, asıl memleketin olan kalıcı âleme hazırlığını ihmal etmeyin.”
zafer dergisi
