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Lexikon der Biologie

Kohlenstoff

Kohlenstoff, Carboneum, chemisches Zeichen C, nichtmetallisches chemisches Element (Ordnungszahl 6; Atom), das Bestandteil aller organischen Verbindungen und daher von zentraler Bedeutung für den Aufbau nahezu aller in Lebewesen vorkommenden Moleküle (Ausnahmen z.B. H2O, O2, NH3) ist (Biomoleküle). Kohlenstoff kommt in Form der beiden stabilen Isotope 12C und 13C sowie des instabilen und daher radioaktiven Isotops 14C (C14) vor. Die Masse eines Atoms des Kohlenstoffisotops 12C dient seit 1961 als Bezugsgröße zur Festlegung der relativen Atommassen. Reiner Kohlenstoff findet sich kristallisiert als farbloser, kubischer Diamant, als grauer, hexagonal kristallisierender Graphit und in Form verschiedener Fulleren-Modifikationen (Fullerene), ferner amorph bzw. in weniger reiner Form als Steinkohle, Braunkohle, Holzkohle und Tierkohle (Blutkohle). Im Mineralreich ist Kohlenstoff in Form von Carbonaten weitverbreitet. In der Atmosphäre ist Kohlenstoff als Kohlendioxid, in Gewässern als gelöstes Kohlendioxid bzw. Kohlensäure enthalten. Seiner Position im Periodensystem entsprechend tritt Kohlenstoff bevorzugt kovalent vierbindig auf (chemische Bindung). Seine Fähigkeit, stabile C-H- (Kohlenwasserstoffe) und C-C-Bindungen zu bilden, zu langen Ketten und zu Ringen (Ringsysteme) zusammenzutreten und auch stabile Mehrfachbindungen (Doppelbindung, Dreifachbindung) einzugehen, verschafft dem Kohlenstoff seine Sonderstellung unter den Elementen. Vom Gesamtkohlenstoffgehalt der Erde (0,12% der Erdkruste) entfallen über 99,8% auf mineralische Vorkommen einschließlich der Kohle, etwa 0,001% enthält die belebte Natur. Bedeutende Arbeiten zum Kohlenstoff(atom) leisteten u.a. A.M. Butlerow, H. Davy, J.B.A. Dumas, Em.H. Fischer, J.H. van't Hoff, F.A. Kekulé von Stradonitz, A.W.H. Kolbe, A. Ladenburg, J.A. Le Bel, J. von Liebig, J.S. Stas, S. Tennant. – asymmetrisches Kohlenstoffatom, chemische Evolution, extraterrestrisches Leben, Kohlendioxidassimilation, Kohlenstoffkreislauf (Farbtafel); Kohlenstoff , ä chemische und präbiologische Evolution .

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