Вуглець – шостий елемент у періодичній таблиці.
Його атом має 6 протонів у ядрі, зазвичай 6 нейтронів і 6 електронів. Два електрони знаходяться на внутрішній оболонці, а ще чотири — на зовнішній. І саме ці 4 електрони визначають унікальні властивості вуглецю, оскільки, за допомогою них Вуглець може утворювати одразу чотири ковалентні зв’язки. Причому не тільки з іншими елементами, а й сам із собою. Завдяки цьому він створює довгі ланцюги, кільця і навіть складні просторові структури. Саме тому існує величезна кількість органічних сполук — від простого метану до ДНК.
В залежності від розташування атомів вуглецю в кристалічній решітці, матеріали можуть мати діаметрально протилежні властивості. Наприклад, графіт — м’який і темний, а алмаз — один із найтвердіших найпрозоріших матеріалів у природі. Основа і графіту, і алмазу – це вуглець, різниця лише в розташуванні атомів.
Вуглець дуже активно вступає в хімічні реакції. Найвідоміша — це горіння. При достатній кількості кисню утворюється вуглекислий газ CO₂ і виділяється тепло. Якщо ж кисню не вистачає — утворюється чадний газ CO, який є надзвичайно токсичним.
Реагуючи з воднем, вуглець утворює вуглеводні. Найпростіший — метан CH₄, основа природного газу. Більш складні — етан, пропан, бутан — це все теж сполуки вуглецю.
При високих температурах вуглець може реагувати з водяною парою, утворюючи так званий «водяний газ» — суміш чадного газу і водню, яку використовують у промисловості.
При взаємодії з металами вуглець утворює карбіди, які роблять матеріали дуже твердими і міцними.
В живій природі вуглець постійно «подорожує»: рослини під час фотосинтезу поглинають CO₂ і виділяють в атмосферу кисень. У процесі дихання люди і тварини споживають кисень з повітря, повертаючи у навколишнє середовище продукт життєдіяльності – вуглекислий газ, який потрібен для рослин.
Як бачимо, вуглець — це не просто елемент. Це універсальний будівельний матеріал, з якого створено практично все живе і величезна частина того, що нас оточує.