Karbon
Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
| Karbon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Općenito | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hemijski element, Simbol, Atomski broj | Karbon, C, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serija | Nemetali | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, Perioda, Blok | 14, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izgled | crn (grafit) bezbojan (dijamant) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zastupljenost | 0,09 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomske osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomska masa | 12,0107 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomski radijus (izračunat) | 70 (67) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalentni radijus | 77 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waalsov radijus | 170 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronska konfiguracija | He 2s2 2p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Broj elektrona u energetskom nivou | 2, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. energija ionizacije | 1086,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. energija ionizacije | 2352,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. energija ionizacije | 4620,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. energija ionizacije | 6222,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fizikalne osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Agregatno stanje | čvrsto | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohsova skala tvrdoće | 0,5 (grafit) 10 (dijamant) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura kristala | heksagonalna (grafit) kubično prostorno centrirana (dijamant) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gustoća | 2250 (grafit) 3510 (dijamant) kg/m3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetizam | diamagnetičan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tačka topljenja | 3820 K (3550 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tačka ključanja | 5100 K (4800 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molarni volumen | 5,29 · 10-6 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplota isparavanja | 715 (sublimacija) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplota topljenja | kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pritisak pare |
1 Pa kod 2710 K |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brzina zvuka | 18350 m/s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifična toplota | 709[1] J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifična električna provodljivost | grafit: 3 · 106 S/m dijamant: 1 · 10-4 S/m |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Toplotna provodljivost | grafit: 119–165 W/(m · K) dijamant: 900–1300 W/(m · K) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hemijske osobine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidacioni broj | 2, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidi | CO2; CO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrodni potencijal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativnost | 2,55 (Pauling-skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izotopi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sigurnosno obavještenje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oznake upozorenja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
R: nema oznaka upozorenja R | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S: nema oznake upozorenja S | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Karbon ili ugljik ili ugljenik (C, latinski carboneum) je nemetal, IVA grupe. Stabilni izotopi su mu: 12C i13C. Bitan nestabilan izotop je 14C (nastaje od 14N u gornjim slojevima atmosfere).
Sadržaj |
[uredi] Alotropske modifikacije
Ovaj četvorovalentni nemetal ima nekoliko alotropskih modifikacija. Dijamant je najtvrđi poznati mineral, kod kojeg atomi ugljika prave sp3-hibridizaciju sa tetraedarskim prostornim rasporedom. Svaki atom ugljika u dijamantu je povezan s četiri druga ugljikova atoma sigma vezom, te je čitav kristal jedna velika molekula.
Grafit (jedna od najmekših supstanci) ima lisnatu strukturu. Svaki ugljikov atom je povezan s tri druga ugljikova atoma. To znači da je prisutna sp2-hibridizacija i tri hibrida leže u jednoj ravni. Preostali π-elektron pravi dvostruku vezu, te je prisutna rezonancija. Kod grafita je zbog toga svaka od tri veze nešto pojačana, pa je on stabilniji od dijamanta za energiju rezonancije.[2] Razlike u fizikalnim osobinama ove dvije modifikacije su ekstremne. Dijamant je jedan od najtvrđih minerala, dok je grafit meka supstanca. Dijamant je najbolji provodnik toplote, dok je grafit izolator. Dijamant je izrazito transparentan, a grafit neproziran. Grafit je provodnik električne struje, dok je dijamant izolator.
Osim grafita i dijamanta poznate su još neke alotropske modifikacije, kao npr. fulereni.
[uredi] Amorfni ugljik
Postoji više oblika elementarnog ugljika, pod zajedničkim nazivom amorfni ugljik. Rentgenskom analizom je utvrđeno da čestice amorfnog ugljika sadrže grafitnu strukturu, pa zbog toga amorfni ugljik nije posebna alotropska modifikacija. Glavne vrste amorfnog ugljika su: aktivni ugalj, mineralni ugalj, koks, čađ.[2]
[uredi] Zastupljenost
Karbon je zastupljen u zemljinoj kori u količini od 0,018%.[citat potreban] U prirodi ugljik dolazi pretežno u spojevima, ali i slobodan. Ugljik je sastavni dio živog svijeta, što proučava organska hemija. Također, se nalazi u atmosferi u obliku ugljik (IV) oksida, u stijenama kao karbonat kalcijuma ili magnezijuma.
[uredi] Historija
René A. F. de Réaumur je 1772. pokazao da se željezo prevodi u čelik apsorpcijom suspstance, za koju se danas zna da je ugljik.[3] Godine 1772, Antoine Lavoisier je dokazao da je dijamant forma ugljika, spaljivanjem uzorka ugljika i dijamanta, pri čemu je dokazao da ne nastaje voda kao produkt i da i jedan i drugi oslobađaju istu količinu ugljik dioksida po gramu. Carl Wilhelm Scheele je dokazao da je grafit, za koji se mislilo da je oblik olova, u stvari oblik ugljika.[4] Godine 1786, francuski naučnici Claude Louis Berthollet, Gaspard Monge i C. A. Vandermonde pokazali su da je ova supstanca ugljik.[5] Oni su predložili ime karbon za ovaj element (latinski carbonum). Antoine Lavoisier uveo je karbon kao hemijski element u svojoj knjizi iz 1789 godine.[6]
[uredi] Spojevi
Broj poznatih jedinjenja ugljika je preko 10 puta veći od poznatih jedinjenja svih ostalih elemenata. Ugljikovi atomi imaju sposobnost povezivanja u dugačke lance, a mali volumen atoma omogućava i stvaranje dvostrukih i trostrukih veza. Prilikom stvaranja višestrukih veza ugljiku preostaje i jedan slobodan elektron, koji može dalje reagovati, za razliku od takvih veza kod kisika i dušika. To znači da se otvaraju mogućnosti za dalje reakcije i formiranje spojeva. Zbog velikog broja takvih spojeva, oni su predmet proučavanja organske hemije.
Anorganski spojevi ugljika dolaze u oksidacijskim stanjima (-4), +2, +4. Najvažniji spojevi su karbidi, ugljik (IV) oksid CO2, ugljik (II) oksid CO, ugljična kiselina H2CO3, ugljik disulfid CS2, itd.
[uredi] Reference
- ↑ D. R. Lide: CRC handbook of chemistry and physics: A ready-reference book of chemical and physical data. 87.izd., Boca Raton Fla., CRC Taylor & Francis, 2006, ISBN 0-8493-0487-3
- ↑ 2,0 2,1 Filipović, I., Lipanović, S.:Opća i anorganska kemija, Školska knjiga, 1973
- ↑ Ferchault de Réaumur, R-A (1722). L'art de convertir le fer forgé en acier, et l'art d'adoucir le fer fondu, ou de faire des ouvrages de fer fondu aussi finis que le fer forgé (English translation from 1956).
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml
- ↑ Federico Giolitti (1914): The Cementation of Iron and Steel,McGraw-Hill Book Company, inc.
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml
 |
Odjeljak isključivo posvećen hemiji |
