آلوتروپ (دگر شکل): شکل های مختلف یک عنصر که در تعداد اتم یا ساختار متفاوت هستند
            مانند O₂ و  O₃  یا الماس Cو گرافیت C

1-   اوزون آلوتروپ  اکسیژن  و مولکولي سه اتمي با فرمول O₃ است .

2-   بيش از 90% همه ي اوزون در فاصله 1۵ تا 50 کيلومتري سطح زمين جمع شده است .

3-   اوزون تابش فرا بنفش خورشيد را که براي انسان مضر است جذب کرده و آن را تبديل به تابش فرو سرخ مي کند که براي انسان ضرري ندارد. 

4-   اندکی تابش فرابنفش برای سلامتی لازم است اما مقدار زیاد آن بسیار خطرناک است و باعث آفتاب سوختگی و سرطان می شود .

5-   لایه ی اوزون ناحیه ای از استراتوسفر است که اوزون در آن جا بیش ترین غلظت را دارد .

6-   غلظت اوزون در بین ppm1 تاppm  3 متغیر است.

7-   یکای دابسون (DU) ضخامت لایه ی فرضی از گاز اوزون برحسب cm 1000/ 1 است .

8-   اگر در فشارatm 1 همه ی مولکول های اوزون را روی سطح زمین جمع کنیم لایه ای به ضخامت mm 3 تشکیل می دهد.

9-   لایه ی اوزون حدود 99% از تابش فرابنفش را به دام می اندازد.

10-                      چرخه ی اوزون :    فروسرخ+ O₂ + O    D     O₃   + فرابنفش

11-                      تخريب  لايه ي اوزون: هر عاملی که در چرخه ی اوزون اختلال ایجاد کند ، تولید دوباره اوزون را به مخاطره می اندازد .

12-                      CFC ها يا کلرفلو ئوروکربن ها که از آن ها به عنوان پيشران در افشانه ها و گاز سرمازا در يخچال و کولر گازی استفاده مي شود از عوامل تخريب کننده لايه ي اوزون هستند

کربن عنصری شیمیائیدر جدول تناوبیبا نشان C و عدد اتمی۶است. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان، چهارظرفیتی و دارای چندین دگرشکلمی‌باشد، از جمله:

• الماس، سخت‌ترین کانی شناخته شده و دارای بالاترین سرعت صوت و رسانایی گرمایی در میان مواد
• گرافیت، یکی از نرم‌ترین مواد
• فولرن، مولکول‌هایی در حد بیلیونیوم متر هستند و اشکال مختلفی دارند.

دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده. این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن همسانگرد (ایزوتروپیک) است.

چنین کربنی همسانگرد و مانند شیشه محکم است. لایه‌های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده‌اند، بلکه مانند کاغذ خرد شده می‌باشند.

الیاف کربن شبیه کربن شیشه‌ای می‌باشند. تحت مراقبتهای ویژه (کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می‌توان لایه‌های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد. هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی‌گیرد. نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می‌باشد. کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه [شیمی آلی] را تشکیل می‌دهد. همچنین این غیرفلز ویژگی جالبی دارد که می‌تواند با خودش و انواع زیادی از عناصردیگر پیوند برقرار کند(تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب). در صورت ترکیب با اکسیژنتولید دی اکسید کربن می‌کند که برای رویش گیاهان، حیاتی می‌باشد. در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنهارا بوجود می‌آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژنترکیب گردد، گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چربرا می‌سازند که برای حیات و استر، که طعم دهنده بسیاری از میوه‌ها است، ضروری است.ایزوتوپC-۱۴به طور متداول در سن یابی پرتوزایشیکاربرد دارد.

ویژگی های اتم کربن: کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم ترین ( گرافیت ) و یکی از سخت ترین ( الماس) موادر شناخته شده توسط انسان می باشد. بعلاوه کربن میل زیادی به پیوند با اتمهایکوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن ، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمینمی سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشیدو ستارگاندیگر را تامین می کند.

کربن در اثر انفجار بزرگ( Big Bang) حاصل نشده ، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله ای ذرات آلفا ( هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال ، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند ، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیمرا با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می کنند ، تولید شد.

کاربرد ها:

کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت( به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده ترین کاربرد اقتصادی کربن ، فرم هیدروکربنها می باشد که قابل توجه ترین آنها سوختهای فسیلی ، گاز متان و نفت خاماست.نفت خام در صنایع پتروشیمیبرای تولید محصولات زیادی از جمله مهمترین آنها بنزین، گازوئیل و نفت سفیدبکار می رود که از طریق فرآیند تقطیردر پالایشگاههابدست می آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی ، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیکنامیده می شوند ، شکل می گیرد.

سایر کاربردها :

• ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.
• گرافیت در ترکیب با خاک رس بعنوان مغز مداد بکار می رود.
• الماس جهت تزئین ونیز در مته ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.
• برای تولید فولاد، به آهنکربن اضافه می کنند.

کربن در میله کنترل در رآکتورهای اتمی بکار می رود.

• گرافیت به شکل پودر و سفت شده بعنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
• قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند.

خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن ، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی دارد.

آلکانها، هیدروکربنهاییهستند که در آنها هر اتمکربنبا ۴ پیوند به ۴ اتم هیدروژنیا کربن می‌چسبند. در واقع پیوند دو یا سه گانه بین اتمهای کربنوجود ندارد. فرمول کلی آلکان‌ها C_nH_۲n+۲ است. ساده‌ترین آلکان، متان (CH۴) است که بخش عمده گاز طبیعیرا تشکیل می‌دهد. اتان (C۲H۶)، پروپان (C۳H۸) و بوتان (C۴H۱۰) دیگر آلکان‌های گازیهستند. پنتان (C۵H۱۲)، هگزان (C۶H۱۴)، هپتان (C۷H۱۶) و اکتان (C۸H۱۸) مهم‌ترین آلکان‌های مایع هستند.

نامگذاری آلکانها را موسسه آیوپاکانجام می‌دهد.

1.       همه ی آلکان ها ،گاز ها ،مایع ها یا جامد هایی بی رنگ هستند.2.       نقطه ی ذوب و جوش آن ها با افزایش تعداد اتم های کربن (افزایش جرم مولی)زیاد میشود3.       گرانروی آلکان ها ی مایع با افزایش تعداد اتم های کربن (افزایش جرم مولی)بیش تر می شود.4.       همه آلکان ها، به ویژه آلکان های با مولکول های کوچک تر در هوا با شعله ی آبی –زرد تمیزی (بدون تولید دوده)می سوزند.آلکان ها بر اثر سوختن ،همراه با تولید مقدار قابل توجهی انرژی به صورت نور و گرما به آب و کربن دی اکسید تبدیل می شوند .

تعداد ایزومرها در آلکان‌ها

تعداد ایزومرها به ترتیب ۱، ۱. ۱، ۲، ۳، ۵، ۹، ۱۸، ۳۵، ۷۵، ۱۵۹، ۳۵۵،....

تا به حال فرمولی برای تعداد آلکان‌ها پیدا نشده است . فرمول زیر برای آلکان‌هایی است که دارای ۴ تا ۷ کربن هستند.

ویژگی‌های آلکان‌ها

آلکان‌ها می‌توانند راست زنجیر یا شاخه دار باشند . مولکول‌هایی که فرم مولکولی یکسان دارند، اما آرایش اتم‌ها در آنها متفاوت است . هم پاریاایزومر می‌نامند . آلکان‌هایی که چهار یا تعداد بیش تری اتم کربن داشته باشند دارای ایزومر هستند . همهٔ آلکان‌ها، گازها، مایع‌ها یا جامدهایی بی رنگ هستند که با افزایش اعداد کربن نقطه جوش و گرانوری(گرانوری یک مایع،میزان عدم تمایل آن رابرای جاری شدن معین می کند) آنها افزایش می‌یابد . همهٔ آلکان‌ها در هوا با شعله زرد – آبی تمیزی می‌سوزند .

خواص فیزیکی آلکانها

خواص فیزیکی آلکانها از همان الگوی خواص فیزیکی متان پیروی می‌کند و با ساختار آلکانها سازگار است. یک مولکول آلکان فقط به‌وسیله پیوندهای کووالانسی برپا نگه داشته شده‌است. این پیوندها یا دو اتم از یک نوع را بهم متصل می‌کنند و در نتیجه، غیر قطبی‌اند، یا دو اتم را که تفاوت الکترونگاتیوی آنها بسیار کم است، به یکدیگر ربط می‌دهند و در نتیجه قطبیت آنها کم است. به علاوه، این پیوندها به طریقی بسیار متقارن جهت گرفته‌اند، بطوری که این قطبیهای پیوندی نیز یکدیگر را خنثی می‌کنند.

در نتیجه یک مولکول آلکان یا غیر قطبی است یا قطبیت بسیار ضعیفی دارد. نیروهایی که مولکولهای غیر قطبی را گرد هم نگه می‌دارند (نیروهای واندروالسی) ضعیف هستند و گستره بسیار محدودی دارند. این نیروها فقط بین بخش‌هایی از مولکولهای مختلف که با یکدیگر در تماس نزدیک باشند، یعنی بین سطوح مولکولها، عمل می‌کنند. بنابراین در یک خانوداه معین، انتظار داریم که هر اندازه مولکول بزرگ‌تر و شود در نتیجه سطح تماس آنها بیشتر شود، نیروهای بین مولکولی نیز قوی‌تر می‌شوند.

دمای جوش و ذوب با افزایش شمار اتمهای کربن، زیاد می‌شود. فرایند جوشیدن و ذوب شدن، مستلزم فایق آمدن بر نیروهای بین مولکولی در یک مایع و یک جامد است. دمای جوش و دمای ذوب بالا می‌رود، زیرا این نیروهای بین مولکولی با بزرگ شدن مولکولها افزایش می‌یابند.

متانيک گاز گلخانه‌اي است. همين طور به عنوان سوخت از آن استفاده مي‌شود.متان گازيست بي رنگ و بي بو.ماده اصلي گاز طبيعي همراه با نفت است از تجزيه مواد گياهي در نواحي مردابي تشکيل مي شود.

گاز طبيعي که در منازل وجود دارد و مورد استفاده قرار مي‌گيرد، مخلوطي از هيدروکربن‌هاي زنجيري سير شده است که %95 از آن ، گاز متان است و در اثر ترکيب با گاز اکسيژن، توليد گاز دي‌اکسيدکربنو بخار آب و حرارت مي‌کند.

مخلوطي از يک حجم از گاز متان و ده حجم از هوا در اثر جرقه ، توليد انفجار بسيار شديد مي‌نمايد که انفجار معادنزغالسنگاز آن ناشي مي‌شود.


از مخلوط آهکباسديم هيدروکسيد ، توليد آهک سُده (آهک سود دار) مي‌شود که جاذب گازهايي نظير CO2 ، SO2 است و به جايسديم هيدروکسيددر تهيه بسياري از واکنش‌هامثلا تهيه متان بکار مي‌رود. گاز متان امروزه در زندگي بشر جايگاه بسيار مهمي داردو در زندگي روزمره با اين مادهحياتي استفادهنمايد.

اين گاز از گازهاي مهم گلخانه اي است.البته اثر آن از مولکولهاي دي اکسيد کربن کمتر است.اين گاز به مقدار زياد در تيتان قمر زحل يافت شده است .تريتون وسياره کوتوله پلوتون نيز داراي مقادير قابل توجه متان هستند.

در تيتان اين گاز بعد از نيتروژن فراوان ترين گاز جوي مي باشد.اين گاز مي تواند با توجه به سرد محيط به شکل مايع يا جامد نيز ديده شود.با توجه به سردي بسيار زياد ?در تريتون وپلوتون اين گاز بهمراه بعضي گازهاي ديگر به شکل لايه اي جامد ونازک سطح را پوشانده است.

در زمين . متان ، محصول متلاشي شدن ناهوازي (بدون هوا) گياهان يعني شکستن بعضي از مولکولهايخيلي پيچيده مي باشد. اين گاز همچنين تشکيل دهنده قسمت اعظم (حدود 79%) گاز طبيعي است. متان ، گاز آتشگير خطرناک معادنزغالسنگو به صورت جبابهاي گاز از سطح مرداب‌ها خارج مي‌شود

دانشمندان آلماني به تازگي دريافته‌اندکه گياهان معمولي، مقادير قابل توجهي گاز متان توليد مي‌کنند.

به گزارش سرويس علمي پژوهشي ايسکانيوز، به نقل از مجله Nature، اين نتايج محققان را بر اين داشت که بررسي مجدد نقش جنگل‌ها در کنترل گرماي بيش از حد کره زمين بپردازند.
تحقيقات همچنين حاکي از آن است که گياهان معمولي حتي در حضور اکسيژن نيز قادر به توليد اين گاز گلخانه‌اي که به مهار کردن انرژي خورشيد در داخل جو زمين کمک مي‌کند، هستند.
اين درحالي است که تاکنون تصور برآن بود که گاز متان، به طور کلي در محيط‌هايي توليد مي‌شود که باکتري‌ها در شرايط کم اکسيژن، روي گياهان به فعاليت مي‌پردازند. اهميت اين کشف، نه تنها تاثير شگرف بر روي تحقيقات گياهي دارد، بلکه در درک رابط ميان افزايش گرماي زمين و ميزان گازهاي گلخانه‌اي نيز موثر خواهد بود. هنوز از علت بروز اين پديده ـ توليد گاز متان توسط گياهان عادي ـ نتايجي در دست نيست.