Fakty o uhlíku – atómové číslo 6 alebo C
Chemické a fyzikálne vlastnosti uhlíka
Grafit a diamant sú dve formy alebo alotrópy prvku uhlíka. Jeffrey Hamilton / Getty Images
Uhlík je prvok s atómovým číslom 6 v periodickej tabuľke so symbolom C. Tento nekovový prvok je kľúčom k chémii živých organizmov, predovšetkým vďaka svojmu štvormocnému stavu, ktorý mu umožňuje vytvárať štyri kovalentné chemické väzby s inými atómami. Tu sú fakty o tomto dôležitom a zaujímavom prvku.
Základné fakty o uhlíku
Atómové číslo : 6
Symbol: C
Atómová hmotnosť : 12 011
Objav: Uhlík sa v prírode vyskytuje voľne a je známy už od praveku. Najstaršie známe formy boli drevené uhlie a sadze. Diamanty boli v Číne známe už v roku 2500 pred Kristom. Rimania vedeli vyrobiť drevené uhlie z dreva jeho zahrievaním v zakrytej nádobe, aby sa vylúčil vzduch. René Antoine Ferchault de Réaumur ukázal, že železo sa premenilo na oceľ absorpciou uhlíka v roku 1722. V roku 1772 Antoine Lavoisier ukázal, že diamanty sú uhlík, zahrievaním diamantu a dreveného uhlia a meraním uvoľneného oxidu uhličitého na gram.
Konfigurácia elektrónov: [On] 2sdva2pdva
Pôvod slova: latinčina karbo , nemecký Kohlenstoff, francúzsky uhlík: uhlie alebo drevené uhlie
Izotopy: Existuje sedem prírodných izotopov uhlíka. V roku 1961 Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie prijala izotop uhlík-12 ako základ pre atómové hmotnosti. Uhlík-12 tvorí 98,93 % prirodzene sa vyskytujúceho uhlíka, zatiaľ čo uhlík-13 tvorí zvyšných 1,07 %. Biochemické reakcie prednostne využívajú uhlík-12 pred uhlíkom-13. Uhlík-14 je rádioizotop, ktorý sa vyskytuje prirodzene. Vzniká v atmosfére pri interakcii kozmického žiarenia s dusíkom. Pretože má krátky polčas rozpadu (5730 rokov), izotop v horninách takmer chýba, ale rozpad sa dá použiť na rádiokarbónové datovanie organizmov. Je známych 15 izotopov uhlíka.
Vlastnosti: Uhlík sa v prírode nachádza voľne v troch alotropné formy : amorfné (lampa, kostná čerň), grafit a diamant. Predpokladá sa, že existuje štvrtá forma, „biely“ uhlík. Ďalšie alotropy uhlíka zahŕňajú grafén, fullerény a sklovitý uhlík. Diamant je jednou z najtvrdších látok s vysokou teplotou topenia a indexom lomu. Grafit je na druhej strane mimoriadne mäkký. Vlastnosti uhlíka do značnej miery závisia od jeho alotropu.
Používa: Formy uhlíka početné a rozmanité zlúčeniny s neobmedzenými aplikáciami. Mnoho tisíc zlúčenín uhlíka je neoddeliteľnou súčasťou životných procesov. Diamant je cenený ako drahokam a používa sa na rezanie, vŕtanie a ako ložiská. Grafit sa používa ako téglik na tavenie kovov, v ceruzkách, na ochranu proti hrdzi, na mazanie a ako moderátor na spomaľovanie neutrónov pri atómovom štiepení. Amorfný uhlík sa používa na odstránenie chutí a pachov.
Klasifikácia prvkov: Nekovové
Toxicita : Čistý uhlík sa považuje za netoxický. Môže sa jesť ako drevené uhlie alebo grafit alebo použiť na prípravu atramentu na tetovanie. Vdychovanie uhlíka však dráždi pľúcne tkanivo a môže viesť k ochoreniu pľúc. Uhlík je nevyhnutný pre život, pretože je stavebným kameňom bielkovín, nukleových kyselín, sacharidov a tukov.
Zdroj : Uhlík je po vodíku, héliu a kyslíku štvrtým najrozšírenejším prvkom vo vesmíre. Je to 15. najrozšírenejší prvok v zemskej kôre. Prvok sa tvorí v obrovských a nadobrích hviezdach prostredníctvom procesu trojitého alfa. Keď hviezdy umierajú ako supernovy, uhlík sa pri výbuchu rozptýli a stane sa súčasťou hmoty integrovanej do nových hviezd a planét.
Fyzické údaje uhlíka
Hustota (g/cc): 2,25 (grafit)
Bod topenia (K): 3820
Bod varu (K): 5100
Vzhľad: hustá, čierna (uhlíková čerň)
Atómový objem (cc/mol): 5.3
Iónový polomer : 16 (+4e) 260 (-4e)
Špecifické teplo (@20 °C J/g mol): 0,711
Teplota Debye (°K): 1860,00
Paulingovo záporné číslo: 2.55
Prvá ionizujúca energia (kJ/mol): 1085,7
Oxidačné stavy : 4, 2, -4
Mriežková štruktúra: Uhlopriečka
Mriežková konštanta (Å): 3 570
Kryštálová štruktúra: šesťuholníkový
Elektronegativita: 2,55 (Paulingova stupnica)
Atómový polomer: 70 večer
Atómový polomer (vypočítané): 67 hod
Kovalentný polomer : 77 hodín večer
Van der Waalsov polomer : 170 hod
Magnetické objednávanie: diamagnetické
Tepelná vodivosť (300 K) (grafit): (119–165) W·m−1·K−1
Tepelná vodivosť (300 K) (diamant): (900–2320) W·m−1·K−1
Tepelná difúznosť (300 K) (diamant): (503–1300) mm²/s
Tvrdosť podľa Mohsa (grafit): 1-2
Tvrdosť podľa Mohsa (diamant): 10,0
Registračné číslo CAS : 7440-44-0
Kvíz: Ste pripravení otestovať svoje znalosti o uhlíkových údajoch? Vezmite siKvíz o uhlíkových faktoch
Návrat do a Periodická tabuľka prvkov
Zdroje
- Deming, Anna (2010). 'Kráľ prvkov?'. Nanotechnológia . 21 (30): 300201. doi: 10.1088/0957-4484/21/30/300201
- Lide, D. R., ed. (2005). Príručka chémie a fyziky CRC (86. vydanie). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- West, Robert (1984). CRC, Príručka chémie a fyziky . Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4.