Karbon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Karbonun en ünlü iki allotropu olan grafit (solda) ve elmas (sağda) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periyodik tablodaki pozisyon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Sembol | VS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Soyadı | Karbon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomik numara | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grup | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periyot | 2 e dönem | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | P'yi engelle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Element ailesi | Metal olmayan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronik konfigürasyon | [ O ] 2 s 2 2 p 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enerji seviyesine göre elektronlar | 2, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementin atomik özellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom kütlesi | 12.01074 ± 0.0008 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom yarıçapı (hesap) | 70 pm ( 67 pm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent yarıçap | sp 3 76 ± 1 pm sp 2 73 ± 2 pm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals yarıçapı | Öğleden sonra 150 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Paslanma durumu | -4, 0, +4, +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegatiflik ( Pauling ) | 2.55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksit | Zayıf asit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
İyonlaşma enerjileri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 11.26030 eV | 2 e : 24.3833 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 47.8878 eV | 4 e : 64.4939 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 392.087 eV | 6 th : 489,99334 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
En kararlı izotoplar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Basit vücut fiziksel özellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sıradan durum | Katı diyamanyetik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Allotrop içinde standart devlet | Grafit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diğer allotroplar | Elmas , grafen , nanotüpler , fullerenler , amorf karbon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hacimsel kütle |
1,8 - 2,1 g · cm -3 (amorf) 1,9 - 2,3 g · cm -3 (grafit), |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristal sistemi |
Altıgen (grafit) Kübik elmas (elmas) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sertlik | 0.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Renk | Siyah (grafit) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kaynama noktası | 3.825 ° C (süblimasyon) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buharlaşma enerjisi | 355,8 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Üçlü nokta | 4,489 ° C , 10,800 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar hacim | 5,29 × 10-6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ses hızı | 18350 m · s -1 ile 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kitlesel ısı | 710 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektiriksel iletkenlik | 61 x 10 3 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termal iletkenlik | 129 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Çeşitli | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
K O AKA | 100.028.321 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Önlemler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kontrolsüz ürünBu ürün WHMIS sınıflandırma kriterlerine göre kontrol edilmemiştir. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aksi belirtilmedikçe SI & STP birimleri . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C olan kimyasal element arasında atom numarası 6 ve sembol C Üç olan izotopları Elemanlar:
Karbon, periyodik tablonun 14. grubundaki en hafif elementtir . Tek karbon gövdesi birçok sahip alotropik formları , özellikle grafit ve elmas . Karbon elementi , karbondioksit CO 2 gibi çeşitli inorganik bileşikler oluşturur.ve çok çeşitli organik bileşikler ve polimerler . Bilinen tüm yaşam formlarının temel yapı taşıdır.
Karbon ise 4 th en eleman evrende bol ve 15 inci en çok bulunan yerkabuğunun . Yeryüzünde basit bir cisim ( kömür ve elmas ), inorganik bileşikler (CO 2) ve organik bileşikler ( biyokütle , petrol ve doğal gaz ). Birçok karbon bazlı yapı da sentezlendi: aktif karbon , karbon siyahı , fiberler , nanotüpler , fullerenler ve grafen .
Karbonun tüm biçimleriyle yanması, tarih öncesi çağlardan beri teknolojik gelişimin temeli olmuştur. Karbon bazlı malzemeler birçok diğer alanlarda uygulamaları vardır kompozit malzemeler , lityum iyon pil , hava ve su kirliliği kontrol için elektrotlar ark fırınları ya da alüminyum sentezi , vb
Karbon adı Latince karbonhidrat olan carbōnis'den ( "kömür" ) gelir. Şeklinde karbon imalatı kömür ile ahşap piroliz bir toprak tabakası altında da Roma biliniyordu. Elmas formundaki karbon, Asya'da antik çağlardan beri biliniyor, Eski Ahit'te de bahsediliyor. Adı ayrıca Roma adámas, adámantis'ten ("sert çelik") gelmektedir.
Karbon elemanının kavramı görüntülenen Rene Antoine Ferchault de Réaumur oluşumunu çalışmalar çelik gelen demir , o demir ile bir elemana emilmesine bu dönüşüm tekabül kaydeder. 1772'de Antoine Lavoisier kömür ve elmasın yanmasını inceledi, kantitatif karbondioksit oluşumunu gözlemledi, ancak su oluşumunu tespit etmedi. Böylelikle bu iki malzemenin tamamen karbondan oluştuğunu kanıtlıyor.
Doğal grafit eski çağlardan beri bilinmekteydi, ancak molibdenit ile karıştırıldığı ve bir kurşun türü olduğuna inandığı için doğası anlaşılamamıştı . 1779'da Carl Wilhelm Scheele , grafitin oksidasyonu ile esas olarak karbondan oluştuğunu da gösterdi. 1787'de Louis-Bernard Guyton de Morveau'nun Kimyasal Adlandırması , karbonu saf karbon formu olarak tanımlayan bir makale yazdı.
Adı "karbon" onun Fransız Akademisi sözlükte görünen 6 inci baskı (1832-5). XIX inci yüzyılın enerji üretimi için karbonun artıştır. Örneğin, 1865'te Antoine César Becquerel, o sırada Paris'te satın alınan ana yakacak odun formlarının karbon içeriğini yayınladı:
Daha sonra tarih, karbonun artan önemi ile işaretlenir, örneğin:
Karbon elementi doğrudan Büyük Patlama'dan ( ilksel nükleosentez ) gelmez , çünkü oluşum koşulları karşılanmamıştır ( evrenin genişlemesi ve soğuması çok hızlıydı). Öte yandan karbon, üç helyum çekirdeğinin birleştiği ( üçlü alfa reaksiyonu ) yatay dal olarak bilinen çok büyük yıldızların kalbinde toplu halde üretilir .
Karbon, oluşumundan bu yana Dünya'da mevcuttur. Tortu, kömür , petrol formunda ve ayrıca saf grafit , elmas formunda bulunur . Özellikle Güney Afrika ve Arkansas'ta eski volkanların bacalarında bulunan kimberlitte bulunan doğal elmaslar . Bazen bazı meteorlarda mikroskobik elmaslar bulabilirsiniz.
Karbonun doğada iki kararlı izotopu vardır:
Karbonun atomik kütlesi, 12.010 7, izotopun ( 13 C) varlığından dolayı 12'den biraz daha büyüktür .
Karbonun ayrıca iki radyoizotopu vardır:
Altı elektronlu karbon, bir kabul elektronik konfigürasyonu içinde temel durum 1s 2 2s 2 2p 2 . Değerlik kabuğunda , tip (bir atomla ilk bağ) veya tip (ikinci veya üçüncü bağ) bağlar dahil olmak üzere dört kovalent bağ oluşturmasına izin veren dört elektrona sahiptir . Tür bağlamalarına her zaman bir tür bağlama eşlik eder . Bir bağlantıdaki elektronik işlevlerin örtüşmesi daha düşüktür. Bu bağlantılar bu nedenle daha az "sağlamdır".
Karbon, doğada iki ana allotropik biçimde oluşur :
Normal basınç koşulları altında , karbon grafit formundadır ; burada her atom, aromatik hidrokarbon bileşiklerindekiler gibi, kaynaşmış altıgen halkalardan oluşan bir katman içinde diğer üçüne bağlanır . Orbitallerin yer değiştirmesi sayesinde grafit elektriği iletir . Grafit yumuşaktır çünkü düzlemler arasındaki kimyasal bağlar zayıftır (düzlemlerin% 2'si) ve bu nedenle katmanlar birbirlerine göre kolayca kayarlar.
Çok yüksek basınç altında karbon, elmas adı verilen yüz merkezli bir kübik sistemde kristalleşir ve burada her atom diğer dört atomla birleşir (atomlar arası mesafe 136 µm ). Elmas karşı direnci , karbon-karbon bağları ile, bir bor nitrid , sert bir malzeme kazımak için. Oda sıcaklığında, grafite dönüşümü o kadar yavaştır ki, tespit edilemez. Belirli koşullar altında, karbon , elmasa benzer, ancak altıgen bir şekil olan lonsdaleite kristalize olur . Her şeyden değerli taşlar , elmas tamamen tüketilmesi sadece bir tanesidir.
Grafit (saf sp 2 ) ve elmasa (saf sp 3 ) ek olarak, karbon amorf ve oldukça düzensiz (aC) formda bulunur. Bu amorf karbon formları, üç bağlı grafit benzeri veya dört bağlı elmas benzeri yerlerin bir karışımıdır. AC yapmak için birçok yöntem kullanılır: püskürtme, elektron ışını buharlaştırma , elektrik arkı biriktirme, lazer ablasyon vb. 2019'da, döngüsel molekül C 18(saf sp 1 ), CO gruplarının kaldırılması ile sentezlenmiştir oksit Cı 24 O 6.
C soğan fulleren gibi yapısına dayalı yapılar vardır, ama duvar karbon birkaç tabakadan oluşur.
Silindirik karbon şekillerine nanotüpler (karbon nanotüp, kısaltma: CNT) denir . Bu şekillendirme pelet keşfedildi katot fulleren sentezi sırasında elektrik ark. Nanometrik çap ve uzunluktaki bu nesneler bazen bir milimetreye ulaşan monoatomik kalınlıktaki karbon düzlemleri (veya grafen ) kendi üzerlerine sarılmış ve nanometrik çapta bir tüp oluşturan) olarak görünür . Duvarı tek bir karbon düzleminden oluşan nanotüplere "tek duvarlı" denir. Elektrik arkı yöntemiyle üretilen nanotüplerin neredeyse tamamı "çok yapraklıdır".
Grafen, monoatomik kalınlıkta tek bir karbon düzleminden oluşur. Grafen, bir grafit kristalinden tek bir karbon düzlemi alınarak basitçe elde edilebilir.
Bu yapılarla birlikte çok sayıda çok yüzlü nanoparçacık gözlemliyoruz . Soğanlar ve çok yapraklı nanotüpler gibi, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu ( (en) HRTEM : Yüksek çözünürlüklü Transmisyon Elektron Mikroskobu ) ile yapılan gözlemler , bu karbon nanopartiküllerinin birkaç grafen katmanından oluştuğunu, kapalı bir şekilde nanometrik bir boşluk bıraktığını ortaya koymaktadır. onların merkezi.
Atmosferik basınçta karbon (grafit) olacaktır süblime az 4100 K . Gaz halinde, genellikle karbin adı verilen küçük atom zincirleri oluşturur . Çok yavaş soğutulan bunlar, kurumu oluşturan düzensiz ve bozuk grafitik tabakaları oluşturmak için birleşir . İkinci arasında, özellikle bulmak tek duvarlı küresel bir şekilde Cı- 60 olarak adlandırılan fulleren , veya daha kesin Buckminsterfulleren , ve çeşitleri Cı n (20 ≤ n ≤ 100) , son derece sert yapıların oluşturulması.
Sıvı karbon, yalnızca üçlü noktanın basıncı ve sıcaklığının üzerinde ve dolayısıyla 10,8 ± 0,2 MPa'nın (atmosfer basıncının yaklaşık 100 katı) ve 4,600 ± 300 K'nin üzerinde oluşur .
Karbon, sıklıkla en az bir karbon-hidrojen bağı içeren organik bileşiklerin temel bileşenidir . Bununla birlikte karbon, doğada inorganik formda, esas olarak karbondioksit formunda ve mineral formunda da bulunur.
Karbonun kimyası esasen kovalenttir. Karbon, hidrojen , oksijen , nitrojen , halojenler , fosfor , sülfür ve metaller, örneğin tekli, çiftli veya üçlü bağlar ile birlikte çok sayıda atom içerebilen çok sayıda bileşiğin temelidir . Bu bileşiklerin incelenmesi ve sentezi organik kimyayı oluşturur . Karbonun ana organik bileşikleri, karbon ve hidrojeni birleştiren moleküllerin " hidrokarbonları " dır . Hidrokarbonlar üç ailede sınıflandırılır:
Karbon atomlarının sayısına bağlı olarak, -ane, -en veya -yne sonekinden önce gelir:
Karbon-karbon tekli bağları etrafında dönme serbesttir. Öte yandan, çift veya üçlü bağlar serttir: çift bağ düzlemseldir, karbon atomlarının etrafındaki bağ açıları 120 ° 'dir. Bu, diastereomerlerin , yani aynı kimyasal formüle sahip ancak uzayda atomların farklı bir düzenlemesine sahip bileşiklerin oluşumuna yol açar . Üçlü bağ doğrusaldır.
Ek olarak, sp 3 karbon kiral bileşikler oluşturabilir (Yunanca kheir'den ( ἣ χείρ ), elden). En basit durum, bir karbon atomu etrafında 4 farklı ikame ediciye sahip bir bileşiktir. Bu ikame edicilerin uzaydaki düzenlemesine bağlı olarak, farklı olan iki molekül elde edilir: üst üste binemezler, bunlar bir çift enantiomerdir . Enantiyomerler, aynadaki birbirlerinin görüntüsüdür (iki elimiz gibi).
Olarak , aromatik hidrokarbonlar , karbon atomuna halkalar ya da oluşturan çekirdek ile stabilize delokalize π bağlar .
Bu tür karbon atomları, organik ve mineral karbonlara kıyasla çeşitlilik açısından nispeten nadirdir. Bu çıplak karbon atomu veya bir araya inorganik veya organo-metalik kompleksler halinde en sık olan CO veya CO 2 molekülü.koordinasyon alanlarında. Örneğin :
CO 2 karbon dioksit molekülüvar olan bir gaz halinde de Dünya'nın atmosferine . Bu CO 2'nin belirli bir miktarıokyanus ve kıta sularında ve CO 2'nin bir kısmında çözünürçözünmüş reaksiyona girerek su molekülü oluşturmak üzere , karbonik asit , H 2 CO 3 reaksiyonun ardından:H 2 O+ CO 2(çözünmüş) ⇔ H 2 CO 3.
Sonra H 2 CO 3( Dihidrojen karbonat ya da karbonik asit), bir varlık diasit , iki verir proton ölçümünde asitliği sabitleri asit-baz çift (H 2 CO 3 / HCO 3 -) ve (HCO 3 - / CO 3 2–) ve denklemlere göre suyun asit-baz çözünenlerinin başlangıç bileşimi :H 2 CO 3+ H 2 O⇔ HCO 3 -( hidrojen karbonat iyonu veya bikarbonat ) + H 3 O +( hidronyum iyonu veya hidratlı proton )ve:HCO 3 -+ H 2 O⇔ CO 3 2–(karbonat iyonu) + H 3 O +.
Bununla birlikte, deniz suyunda , bu karbonat sisteminin büyük miktarlarda ve okyanus suyunun asitliğinde ( pH 8.1-8, 4) bunu mümkün kılan temel bir tampon rolü oynayacak oranlarda mevcut olduğu ortaya çıktı. çok kararlı hale getirmek için. Bu karbonat seviyesine (ve tam olarak boratlara ) alkalinite veya tam alkalinite (TAC, Fransızca derece cinsinden ölçülür veya kH Alman ° cinsinden ölçülür; başka birimler de vardır. En iyisi ppm veya parça başına) milyon). Bu pH "miktarlarda izin jeolojik ait" testleri kireçtaşı ve protozoa plankton oluşturulması için tortul kalker, bir esas olarak oluşan kristal bir kalsiyum karbonat ve magnezyum (karışım kireçtaşı olarak adlandırılır) Paris taş, mermer , vs. Bütün bu kimya geleneksel olarak inorganik , yani mineral kimyasına dahil edilir , ancak bunun haklı olmadığı açık birçok nokta vardır. Böylece karbondioksit, karbonik asit, hidrojenkarbonat ve karbonatta bulunan karbon, inorganik karbon olarak nitelendirilebilir. Bu aynı zamanda karbon için de geçerlidir elmas ve diğer allotropik çeşitleri arasında kristal karbon.
Saf karbon, insanlar için düşük toksisiteye sahiptir ve güvenli bir şekilde işlenebilir ve hatta grafit veya odun kömürü şeklinde alınabilir. Örneğin sindirim sisteminin asidik içeriğinde bile çözünmeye veya kimyasal saldırıya karşı dirençlidir.
Bunun aksine, karbon disülfid CS 2 karbon dioksit ile benzer yapıda olmasına rağmen, bir şekilde kullanılan oldukça toksik bir sıvıdır, çözücü ( lastik vulkanizasyon ).
Diğer karbon oksitler , karbon monoksit CO ve daha az yaygın olan karbon suboksit C 3 O 2'dir . Karbon monoksit ile oluşturulan bir renksiz, kokusuz bir gazdır yanma eksik organik bileşiklerin ya da saf karbon (kömür). Karbon monoksit bağlandığı daha güçlü oksijenden, hemoglobin , kan, kararlı bir bileşik meydana getirmek üzere carboxyhemoglobin. Bu reaksiyonun sonucu, ölümcül olabilen hemoglobin moleküllerinin zehirlenmesidir ( söz konusu girişe bakınız).
Siyanür iyonu CN - bir halojenür iyonuna benzer bir kimyasal davranışa sahiptir . Siyanür iyonu içeren tuzlar oldukça zehirlidir. Bileşim (CN) 2 gazı olan siyanojen de halojenlere yakındır .
Metaller ile, karbon C oluşturan 4- karbürler veya C 2 2- asetilidler . 2.5 elektronegatiflik ile ne olursa olsun, karbon kovalent bağlar oluşturmayı tercih eder . Bazı karbürler, elmas gibi görünen silikon karbür , SiC gibi kovalent kafeslerdir ve ayrıca bunların boyutu için kullanılır.
Yeni allotropik karbon formlarının (fullerenler, nanotüpler, grafen) toksisitesi artık geniş çapta incelenmektedir. Doğal hallerinde, bu nano yapıların havada filtrelenmesi zor ve değerlendirilmesi gereken bir tehlike oluşturabilir. Kullanımları bağlamında, bu bileşiklerin genellikle bir çözücü içinde dağılmış veya katı bir substrat üzerinde sabitlenmiş olarak bulunduklarına dikkat edilmelidir.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hey | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Ol | B | VS | DEĞİL | Ö | F | Doğmuş | |||||||||||||||||||||||||
3 | Yok | Mg | Al | Evet | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | O | Sık iğne | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Veya | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Pzt | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | İçinde | Sn | Sb | Sen | ben | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Bu | Pr | Nd | Pm | Sm | Vardı | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Okuyun | Hf | Sizin | W | Yeniden | Kemik | Ir | Pt | Şurada: | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Şurada: | Rn | ||
7 | Fr | Ra | AC | Th | Baba | U | Np | Abilir | Am | Santimetre | Bk | Cf | Dır-dir | Fm | Md | Hayır | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | DS | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkali Metaller |
Alkali toprak |
Lantanitler |
Geçiş metalleri |
Zayıf metaller |
Metal- loidler |
Olmayan metaller |
halo genleri |
Asil gazlar |
Sınıflandırılmamış öğeler |
Aktinitler | |||||||||
Süperaktinitler |