कार्बनची अपरूपे (Allotropes of Carbon)

  • अपरूपता (Allotropy) : निसर्गात काही मूलद्रव्ये एकापेक्षा अधिक रूपांत आढळतात. त्यांचे रासायनिक गुणधर्म सारखे असले तरी भौतिक गुणधर्म भिन्न असतात. मूलद्रव्यांच्या या गुणधर्माला ‘अपरूपता’ असे म्हणतात.
  • कार्बनची अपरूपे (Allotropes of Carbon) : कार्बनची हिरा (Diamond), ग्रॅफाइट (Graphite), फुलरिन (Fullerene) ही तीन स्फटिकी अपरूपे आहेत. (दगडी कोळसा, लोणारी कोळसा, कोक ही कार्बनची अस्फटिकी अपरूपे आहेत.)

हिरा (Diamond) :-

  • भारतामध्ये प्रामुख्याने हिरा गोवळकोंडा (कर्नाटक) व पन्ना (मध्यप्रदेश) येथे सापडतो. भारताप्रमाणेच दक्षिण आफ्रिका, ब्राझिल, बेल्जियम, रशिया, अमेरिका या देशांमध्येही हिरा सापडतो.
  • रचनाः हिऱ्यात प्रत्येक कार्बन अणू हा शेजारील चार कार्बन अणूंशी सहसंयुज बंधाने बांधलेला असतो. त्यामुळे तो टणक व चतुष्कोनातील त्रिमितीय रचना दाखवतो.

हिऱ्याचे गुणधर्म:

  • तेजस्वी व शुद्ध हिरा हा नैसर्गिक पदार्थांत सर्वांत कठीण असणारा पदार्थ आहे.
  • घनता : 3.5 g/cm3 आहे.
  • द्रवणांक : 35000C आहे.
  • ऑक्सिजनच्या सान्निध्यात 8000C ला हिरा तापविल्यास CO2 बाहेर टाकला जातो. या प्रक्रियेत CO2 शिवाय कोणतेही उत्पादित तयार होत नाही.
  • कोणत्याही द्रावकात हिरा विरघळत नाही.
  • हिऱ्यावर अम्ल/आम्लारी यांचा काहीही परिणाम होत नाही.
  • हिरा विद्युत दुर्वाहक असतो कारण त्यात मुक्त इलेक्ट्रॉन नसतात.

ग्रॅफाइट (Graphite) :-

  • नैसर्गिक स्वरूपात ग्रॅफाइट रशिया, न्यूझिलंड, अमेरिका व भारतात आढळते. ग्रॅफाइटचा शोध निकोलस जॅक्स कॉन्टी यांनी 1795 साली लावला होता. पेन्सिलमध्ये वापरले जाणारे लेड हे ग्रॅफाइट व मातीपासून बनवलेले असते.
  • रचना : ग्रॅफाइटमध्ये कार्बनचा प्रत्येक अणू इतर तीन कार्बन अणूंसोबत अशाप्रकारे बंधित असतो की त्यामुळे त्याची प्रतलीय षटकोनी रचना तयार होते.
  • ग्रॅफाइटचा स्फटिक हा अनेक पापुद्र्यांचा किंवा अणूंच्या स्तरांचा बनलेला असतो. दाब दिल्यास ग्रॅफाइटचे हे स्तर एकमेकांवर घसरतात. ग्रॅफाइटच्या एका पापुद्र्याला ग्राफीन म्हणतात.

ग्रॅफाइटचे गुण धर्म :

  1. निसर्गतः सापडणारे ग्रॅफाइट काळे, मऊ, ठिसूळ व गुळगुळीत असते.
  2. ग्रॅफाइटमध्ये आतील संपूर्ण स्तरात मुक्त इलेक्ट्रॉन फिरत असतात म्हणून हे विद्युत सुवाहक आहे.
  3. थरांच्या रचनेमुळे कागदावर उमटण्याची क्षमता यात असते.
  4. ग्रॅफाइटची घनता 1.9 ते 2.3 g/cm3 इतकी आहे.
  5. ग्रॅफाइट हे बहुतांश द्रावकांत विरघळत नाही.

फुलरिन (Fullerene) :-

  • फुलरिन हे कार्बनचे अपरूप निसर्गा मध्ये कमी प्रमाणात सापडते.
  • फुलरिन काजळीमध्ये, ताऱ्यांच्या अधल्यामधल्या जागांतील ढगांमध्ये तसेच भूगर्भाची बांधणी होतानाच्या मधल्या जागेत सापडते.
  • बकमिन्स्टर फुलरिन (C60) हे फुलरिनचे पहिले उदाहरण आहे. रिचर्ड बकमिन्सटर फुलर या वास्तुशास्त्रज्ञाने केलेल्या गोलाकार घुमटाच्या रचनेवरून कार्बनच्या या अपरूपाला फुलरिन हे नाव देण्यात आले.
  • C60 या फुलरिनच्या कार्बनी अपरूपाच्या शोधासाठी हॅरॉल्ड, क्रोटो, रॉबर्ट कर्ल आणि रिचर्ड स्मॉली यांना 1996 चे रसायनशास्त्राचे नोबेल पारितोषि क देण्यात आले.
  • C60 , C70 , C76 , C82 व C86 ही फुलरिनची आणखी काही उदाहरणे  आहेत. हे रेणू निसर्गात थोड्या प्रमाणात काजळीमध्ये आढळतात.

फुलरिनचे गुणधर्म:

1. फुलरिनचे रेणू बकीबॉल, बकीट्यूबज या स्वरूपात आढळतात.

2. एका फुलरिनच्या रेणूत साधारणत 30 ते 900 कार्बन अणू असतात.

3. फुलरिन कार्बनी द्रावकांमध्ये द्रावणीय असते. उदा. कार्बन डायसल्फाइड व क्लोरोबेंझिन.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *