Unsur kimia · halaman rujukan

Karbon

Karbon ialah unsur kimia dengan nombor atom 6 dan simbol C. Unsur ini terletak pada kala 2, kumpulan 14, blok p. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [He] 2s2 2p2.

Nombor atom6

Berat atom piawai[12.0096, 12.0116]

Kumpulan14

Kala2

Blokp

Konfigurasi elektron[He] 2s2 2p2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Konfigurasi elektron Karbon ialah [He] 2s2 2p2. Taburan elektron pada petala dan subpetala terluar mengawal cara atom membentuk ikatan serta keadaan pengoksidaan yang paling mungkin.

Untuk memahami kereaktifan, konfigurasi elektron perlu dibaca bersama kedudukan dalam jadual berkala. Kedua-duanya menunjukkan elektron valens, kesan pemerisaian, saiz atom dan kecenderungan atom kehilangan, menerima atau berkongsi elektron.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Karbon membentuk pelbagai jenis bahan bergantung pada struktur elektron dan persekitaran kimianya. Oksida, halida, hidrida, aloi atau sebatian kovalen boleh menjadi penting; keadaan pengoksidaan menentukan struktur, ikatan dan kereaktifan.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 1.821 g/cm³. Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Karbon ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Karbon ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan molekul kehidupan, grafit, berlian dan bahan komposit. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Molekul kehidupan

Karbon membentuk rangka molekul protein, karbohidrat, lipid, asid nukleik dan banyak sebatian biologi lain.

Grafit

Karbon dalam bentuk grafit digunakan apabila pengaliran elektrik, pelinciran atau rintangan haba diperlukan.

Berlian

Berlian digunakan sebagai bahan pelelas dan pemotong kerana rangkaian kovalen tiga dimensinya mempunyai kekerasan yang sangat tinggi.

Bahan komposit

Karbon digunakan dalam bahan komposit untuk menggabungkan jisim rendah dengan kekakuan, kekuatan, rintangan haba atau sifat sasaran lain.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Karbon terletak pada kala 2, kumpulan 14. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Boron; Nitrogen; Aluminium; Silikon; Fosforus. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanbukan logam poliatom

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 4

Ketumpatan1.821 g/cm³

Takat lebur—

Takat didih—

Keelektronegatifan Pauling2.55

Tenaga pengionan pertama1 086 kJ/mol

Afiniti elektron121.8 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Karbon telah dikenali atau digunakan sejak zaman purba. Penggunaan bahan yang mengandungi unsur ini mendahului konsep unsur kimia moden, jadi sejarahnya tidak boleh diringkaskan kepada satu penemuan tunggal.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai Karbon dinyatakan sebagai julat [12.0096, 12.0116]. Perkadaran isotop dalam bahan semula jadi boleh berubah, jadi satu angka perpuluhan tidak semestinya mewakili semua sampel.

Karbon mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Karbon bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.