Węgiel jest jednym z najbardziej niezwykłych minerałów występujących na kuli ziemskiej.
Po pierwsze jest skałą pochodzenia organicznego, czyli powstałą ze szczątków organizmów żywych.
Po drugie, w przeciwieństwie do innych skał pali się, wydzielając dużo ciepła.
Węgiel, który był podstawowym paliwem w czasie rewolucji przemysłowej, przyczynił się do rozwoju wielu gałęzi przemysłu. W skład węgla kamiennego wchodzi węgiel pierwiastkowy, który nadaje mu czarne zabarwienie, oraz łatwopalne gazy, czyli wodór, azot oraz tlen.
Rodzaje węgla
Węgiel kamienny skala osadowa pochodzenia roślinnego, zawierająca 75-97% pierwiastka węgla, powstała głównie w karbonie ze szczątków roślinnych, które bez dostępu tlenu uległy uwęgleniu. Ma czarną barwę, matowy połysk, czarną rysę.
Węgiel brunatny skala osadowa pochodzenia organicznego roślinnego powstała w neogonie, w erze keneozoicznej ze szczątków roślin obumarłych bez dostępu powietrza. Zawartość węgla 62-75%. Często stosowany jako paliwo. Jego wartość opałowa waha się od 7,5 do 21Mj/kg. Węgiel brunatny jest nieodnawialnym źródłem energii.
Odmiany alotropowe węgla
Diament materiał z gromady pierwiastków rodzimych. Z gr."niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.
Diament to odmiana alotropowa węgla, która krystalizuje w układzie regularnym (w klasie tetraedrycznej). Każdy atom węgla połączony jest wiązaniami kowalencyjnymi z czterema innymi atomami znajdującymi się w narożach diamentu, tworząc w przestrzeni siatkę z czworościanów foremnych.Wszystkie odległości między atomami węgla są jednakowe.
Grafit pospolity i szeroko rozpowszechniony materiał z gromady z pierwiastków. Stosowany jako naturalny suchysmar. . Nazwa pochodzi od gr graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.
Tłusty w dotyku, zwykle ma postać ziarnistych lub ziemistych skupień. Powstaje w wysokich temperaturach przy braku tlenu. Grafit dobrze przewodzi prąd elektryczny oraz ciepło, jest łupliwy, nierozpuszczalny. Czysty grafit krystalizuje w układzie heksagonalnym, sieć przestrzenna składa się z równoległych warstw, powiązanych ze sobą siłami Londona
Fuleren cząsteczki składające się z parzystej liczby atomów, tworzące zamkniętą, pustą w środku bryle.Cząsteczki fulerenów zawierają od 28 do ok. 1500 atomów węgla.Właściwości chemiczne fulerenów są zbliżone pod wieloma względami do węglowodorów aromatycznych
zastosowanie wyżej wymienionych rodzai węgla
Zastosowanie węgla kamiennego
Stosowany przede wszystkim jako opał. Stanowi także surowiec wykorzystywany w procesach chemicznych: wytlewania, uwodorniania i zgazowania węgla, w wyniku których otrzymuje się różnego rodzaju paliwa oraz produkty dla innych dziedzin przemysłu chemicznego (m.in.koks gazy opalowe paliwa silnikowe smole węglową i inne
Zastosowanie węgla brunatnego
Węgiel brunatny stosowany jest głównie jako opał (ze względu na dużą zawartość siarki - 3-4%, i wysoką popielność, do 40%, jego spalanie ma ujemny wpływ na środowisko). Stanowi także surowiec do chemicznych procesów wytleniania uworotnienia i zagazowania węgla, stosowany także w ogrodnictwie (jako podłoże).
Zastosowanie diamentu
Jest stosowany przy produkcji materiałów ściernych produkcja past termo przewodzących elementy w aparaturze naukowej i medycznej detektory cząstek elementarnych do wyrobu filier do wyrobu twardościomierzy i igieł fonograficznych w jubilerstwie do wyrobu biżuterii
Zastosowanie grafitu
do wyrobu suchych smarów do wyrobu cegieł ogniotrwałych grafit do ołówków, naczynia ognioodporne, trzonki kijów golfowych typu driver farby środki, polerskie, tygle ogniotrwałe
Zastosowanie fulerenu
- przewodniki półprzewodniki nadprzewodniki smary włókna sztuczne mają szerokie zastosowanie w medycynie (badania wykazały, że pochodne fulerenów- metanofulereny, są pomocne w leczeniu AIDS. Z kolei liposomowa pochodna C60, działa destrukcyjnie na komórki rakowe), specyficzne związki fulerenów
- fulereny, mogą przewodzić prąd poniżej temperatury krytycznej, w polimerach drukarek kopiarek, do ulepszaniu jakości aluminium do produkcji diamentów
Pochodzenie węgla
Większość złóż węgla formowała się od 360 do 286 milionów lat temu i właśnie z tego powodu ten okres w dziejach Ziemi został nazwany karbonem. Węgiel powstał na bagnistych obszarach, które w tamtych czasach porastały wilgotne lasy tropikalne. Drzewa z tamtego okresu w bardzo małym stopniu przypominały jednak te, które spotykamy współcześnie. Do największych należały gigantyczne paprocie, skrzypy i widłaki.
