Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

Cacbon

Cacbon là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 6, ký hiệu C. Nó nằm ở chu kỳ 2, nhóm 14, khối p. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [He] 2s2 2p2.

Số hiệu nguyên tử6

Nguyên tử khối chuẩn[12.0096, 12.0116]

Nhóm14

Chu kỳ2

Khốip

Cấu hình electron[He] 2s2 2p2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Các nguyên tố nhóm 14 có bốn electron hóa trị. Vì vậy liên kết cộng hóa trị đặc biệt quan trọng ở các nguyên tố nhẹ, trong khi tính kim loại tăng dần khi đi xuống nhóm.

Cấu hình electron [He] 2s2 2p2 của Cacbon cho thấy lớp ngoài có thể tham gia nhiều kiểu liên kết. Các trạng thái oxi hóa +4 và +2 trở nên quan trọng với mức độ khác nhau tùy vị trí trong nhóm.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Cacbon có thể xuất hiện trong hydride, oxide, halide, hợp chất cộng hóa trị mạng hoặc hợp kim, tùy tính kim loại của nguyên tố. Ở phần nhẹ của nhóm, liên kết cộng hóa trị chiếm ưu thế; ở phần nặng, liên kết kim loại và trạng thái +2 trở nên quan trọng hơn.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 1.821 g/cm³. Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Cacbon được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Cacbon thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến phân tử của sự sống, graphite, kim cương và vật liệu composite. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Phân tử của sự sống

Trong lĩnh vực phân tử của sự sống, Cacbon hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Graphite

Trong lĩnh vực graphite, Cacbon hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Kim cương

Trong lĩnh vực kim cương, Cacbon hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Vật liệu composite

Trong lĩnh vực vật liệu composite, Cacbon hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Cacbon nằm ở chu kỳ 2, nhóm 14. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Bo, Nitơ, Nhôm, Silic và Phốtpho. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạiphi kim đa nguyên tử

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 4

Mật độ1.821 g/cm³

Điểm nóng chảy—

Điểm sôi—

Độ âm điện Pauling2.55

Năng lượng ion hóa thứ nhất1 086 kJ/mol

Ái lực electron121.8 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Cacbon đã được biết và sử dụng từ thời cổ đại. Việc con người dùng vật liệu chứa nguyên tố này có trước khái niệm nguyên tố hóa học hiện đại, nên không thể gán toàn bộ lịch sử cho một lần phát hiện duy nhất.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn của Cacbon được cho dưới dạng khoảng [12.0096, 12.0116]. Tỉ lệ đồng vị trong mẫu tự nhiên có thể thay đổi đôi chút, nên một giá trị thập phân duy nhất sẽ che mất biến thiên thật giữa các vật liệu.

Cacbon có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Cacbon phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.