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炭 。
碳 6 C
外觀 透明(鑽石)或黑色(石墨) 鑽石(左)和石墨(右)是碳最常見的兩種同素異形體。 概況 名稱·符號 ·序數 碳(Carbon)·C·6 元素類別 非金屬 族 ·週期 ·區 14 ·2 ·p 標準原子質量 12.011(1) 电子排布 [He] 2s2 2p2 2, 4
碳的电子層(2, 4) 歷史 發現 古埃及 人和蘇美 人[1] (公元前3750年)確認為化學元素 安東萬·拉瓦節 [2] (1789年)物理性質 物態 固體 密度 (接近室温 ) 無定形:[3] 1.8–2.1 g ·cm −3 密度 (接近室温) 鑽石:3.515 g·cm−3 密度 (接近室温) 石墨:2.267 g·cm−3 昇華點 3915 K ,3642 °C ,6588 °F 三相点 4600 K(4327 °C),10800[4] [5] kPa 熔化热 117(石墨) kJ·mol−1 比熱容 6.155(鑽石) 8.517(石墨) J·mol−1 ·K−1 原子性質 氧化态 4 , 3[6] , 2, 1[7] , 0 , −1 , −2 , −3 , −4 [8] 电负性 2.55(鲍林标度) 电离能 第一:1086.5 kJ·mol−1
第二:2352.6 kJ·mol−1
第三:4620.5 kJ·mol−1
(更多 ) 共价半径 77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm 范德华半径 170 pm 碳的原子谱线 雜項 晶体结构 钻石
(鑽石,透明)
六方
(石墨,黑色)磁序 反磁性 [9] 熱導率 900-2300(鑽石) 119-165(石墨) W·m−1 ·K−1 膨脹係數 (25 °C)0.8(鑽石)[10] µm·m−1 ·K−1 聲速 (細棒)(20 °C)18350(鑽石) m·s−1 杨氏模量 1050(鑽石)[10] GPa 剪切模量 478(鑽石)[10] GPa 体积模量 442(鑽石)[10] GPa 泊松比 0.1(鑽石)[10] 莫氏硬度 10(鑽石) 1-2(石墨) CAS号 7440-44-0 同位素 主条目:碳的同位素
碳 ( tàn ) (英語:Carbon ;拉丁語 :Carbonium ,意為「煤炭 」),是一種化學元素 ,化學符號 为C ,原子序數 为6,原子量 為7001120110000000000♠ 12.011 u ,位於元素週期表 中的IV A族 ,屬於非金屬 。每個碳原子有四顆能夠進行鍵合的電子 ,因此其化合價 通常為4。自然產生的碳由三種同位素 組成:12 C 和13 C 為穩定同位素 ,而14 C 則具放射性 ,其半衰期 約為5730年。[11] 碳是少數幾個自遠古就被發現的元素之一(見化學元素發現年表 )。[12]
碳的同素異形體 有數種,最常見的包括:石墨 、鑽石 及無定形碳 。[13] 這些同素異形體之間的物理性質 ,包括外表、硬度 、電導率 等等,都具有極大的差異。在正常條件下,鑽石、碳納米管 和石墨烯 的熱導率 是已知材質中最高的。
所有碳的同素異形體在一般條件下都呈固态 ,其中石墨的熱力學穩定性 最高。它們不易受化學侵蝕,甚至連氧 都要在高溫下才可與其反應。碳在無機化合物 中最常見的氧化態 為+4,並在一氧化碳 及過渡金屬 羰基配合物 中呈+2態。無機碳主要來自石灰石 、白雲石 和二氧化碳 ,但也大量出現在煤 、泥炭 、石油 和甲烷水合物 等有機礦藏中。碳是所有元素中化合物 种类最多的,目前有近一千萬種已記錄的純有機化合物 ,但這只是理論上可以存在的化合物中的冰山一角。[14]
碳的豐度在地球地殼中排列第15(见地球的地殼元素豐度列表 ),並在全宇宙中排列第4(见化學元素豐度 ),名列氫 、氦 和氧 之下。由於碳元素極為充沛,再加上它在地球環境下所能產生的聚合物 種類極為繁多,因此碳是地球上所有生物的化學根本。[15]
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