Węgiel i jego formy alotropowe
Węgiel (symbol 6C) ma konfigurację elektronową He 2s²2p² i może przyjmować stopnie utlenienia -IV i IV. Występuje w naturze w różnych formach: rudy węgla, CO₂, CaCO₃ (w skałach wapiennych), materii organicznej (np. w ciele człowieka) oraz jako diamenty.
Interesującą cechą węgla jest alotropia - zdolność występowania w różnych formach strukturalnych. Grafit charakteryzuje się hybrydyzacją sp², kątem między wiązaniami 120°, jest miękki, ścieralny, kruchy, łupliwy i przewodzi prąd. Z kolei diament ma hybrydyzację sp³, kąt między wiązaniami 90°, jest najtwardszym minerałem, nie ulega łatwo reakcjom, jest łupliwy i nie przewodzi prądu.
Inne formy węgla to fullereny i grafen (oba z hybrydyzacją sp² i kątem 120°). Warto również wspomnieć o metanie (CH₄) - najprostszym węglowodorze, który w warunkach pokojowych jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, łatwopalnym i nierozpuszczalnym w wodzie. Metan jest głównym składnikiem gazu ziemnego używanego m.in. w kuchenkach gazowych.
Ciekawostka: Węgiel jest świetnym reduktorem - może odbierać tlen innym związkom. Proces pirolizy węgla (sucha destylacja) prowadzi do powstania trzech frakcji: gazu świetlnego, wody pogazowej oraz koksu i smoły osadowej.