Element chimic · pagină de referință

Carbon

Carbon este elementul chimic cu numărul atomic 6 și simbolul C; se află în perioada 2, grupa 14, blocul p. Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Configurația electronică: [He] 2s2 2p2.

Număr atomic6

Masă atomică standard[12.0096, 12.0116]

Grupă14

Perioadă2

Blocp

Configurație electronică[He] 2s2 2p2

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Elementele grupei 14 au patru electroni de valență. Legăturile covalente sunt astfel deosebit de importante pentru membrii mai ușori, în timp ce caracterul metalic crește spre partea de jos a grupei.

Configurația electronică [He] 2s2 2p2 stabilește numărul și energia electronilor de valență care participă la legături. Structura și starea de oxidare determină apoi proprietățile materialelor și compușilor acestui element.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Carbonul elementar apare în alotropi precum grafitul și diamantul, iar grafenul reprezintă o singură foaie cu structură de tip grafit. În compuși, carbonul formează lanțuri și cicluri C–C, legături multiple, carbonați, dioxid de carbon, hidrocarburi și scheletele moleculare ale biochimiei.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Densitatea indicată este 1.821 g/cm³. Dacă nu este indicată o valoare pentru o tranziție de fază, comportamentul poate fi slab definit la presiune obișnuită, poate depinde puternic de alotrop sau poate lipsi o valoare de referință fiabilă. Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat carbon

În practică, acest element apare în domenii precum moleculele vieții, grafit, diamant și materiale compozite.

În practică

Exemple de utilizări reale

Moleculele vieții

Acest element formează scheletele moleculare ale proteinelor, glucidelor, lipidelor, acizilor nucleici și multor altor compuși biologici.

Grafit

Forma grafitică a acestui element este folosită acolo unde sunt necesare conducția electrică, lubrifierea sau rezistența la căldură.

Diamant

Diamantul este folosit ca abraziv și material de tăiere deoarece rețeaua sa covalentă tridimensională este extrem de dură.

Materiale compozite

Acest element este folosit în materiale compozite pentru a combina masa redusă cu rigiditatea, rezistența, comportamentul la căldură sau alte proprietăți urmărite.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Carbon se află în perioada 2 și grupa 14. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași perioadă, la stânga și la dreapta se află bor și azot; în aceeași grupă, imediat dedesubt se află siliciu. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificarenemetal poliatomic

Stare la temperatura camereisolid

Straturi electronice2 · 4

Densitate1.821 g/cm³

Punct de topire—

Punct de fierbere—

Electronegativitate Pauling2.55

Prima energie de ionizare1 086 kJ/mol

Afinitate electronică121.8 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Carbon sau materialele care îl conțineau erau cunoscute în Antichitate, cu mult înaintea teoriei atomice. Elementul modern este definit prin numărul atomic 6, care îl deosebește fără ambiguitate de compușii și amestecurile cunoscute meșteșugarilor vechi.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este indicată prin intervalul [12.0096, 12.0116]. Proporțiile izotopilor pot varia ușor între probele naturale, astfel încât o singură valoare zecimală universală ar ascunde variații reale între materiale.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.