Углерод, свойства атома, химические и физические свойства


Углерод, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

С 6  Углерод

12,0096-12,0116*     1s2s2p2

 

Углерод — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 6. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), втором периоде периодической системы.

 

Атом и молекула углерода. Формула углерода. Строение атома углерода

Изотопы и модификации углерода

Свойства углерода (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства углерода

Химические свойства таллия. Взаимодействие углерода. Химические реакции с углеродом

Получение углерода

Применение углерода

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 




Атом и молекула углерода. Формула углерода. Строение атома углерода:

Углерод (лат. Carboneum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением С и атомным номером 6. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), втором периоде периодической системы.

Углерод – неметалл.

Углерод обладает способностью образовывать полимерные цепочки, что порождает огромный класс соединений на основе углерода, называемых органическими, которых значительно больше, чем неорганических.

Как простое вещество углерод при нормальных условиях представляет собой матово-чёрное (графит) либо прозрачное (алмаз) вещество. Встречаются и иные аллотропные модификации углерода, имеющие иной внешний вид.

Молекула углерода одноатомна.

Химическая формула углерода С.

Электронная конфигурация атома углерода 1s2 2s2 2p2. Потенциал ионизации атома углерода равен 11,25 эВ (1085,7 кДж/моль).

Строение атома углерода. Атом углерода состоит из положительно заряженного ядра (+6), вокруг которого по двум оболочкам движется 6 электронов. При этом 2 электрона находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем. Поскольку углерод расположен во втором периоде, оболочек всего две. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внешняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. На внешнем энергетическом уровне атома углерода на 2s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 2p-орбитали находятся два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома углерода состоит из 6 протонов и 6 нейтронов. Углерод относится к элементам p-семейства.

Радиус атома углерода составляет 77 пм.

Атомная масса атома углерода составляет 12,0096-12,0116 а. е. м.

Содержание углерода в земной коре составляет 0,18 %, в морской воде и океане – 0,0028 %.

 


Изотопы и модификации углерода:

 


Свойства углерода (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Общие сведения  
Название Углерод
Прежнее название
Латинское название Carboneum
Символ С
Номер в таблице 6
Тип Неметалл
Подтип
Открыт Известен с древних времен
Внешний вид и пр. Матово-чёрный (графит) либо прозрачный (алмаз)
Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)
Содержание в земной коре (по массе) 0,18 %
Содержание в морях и океанах (по массе) 0,0028 %
Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,5 %
Содержание в Солнце (по массе) 0,3 %
Содержание в организме человека (по массе) 23 %
Свойства атома  
Атомная масса (молярная масса)* 12,0096-12,0116 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s2p2
Радиус атома (вычисленный) 67 пм
Эмпирический радиус 70 пм
Ковалентный радиус 73 пм
Радиус иона 16 (+4e) 260 (-4e)пм
Радиус Ван-дер-Ваальса 170 пм
Химические свойства  
Степени окисления -4 , -3 , -2 , -1 , 0 , +1, +2, +3, +4
Валентность II, IV
Электроотрицательность 2,55 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 1086,45 кДж/моль (11,2602880(11) эВ)
Электродный потенциал
Физические свойства  
Плотность***** 1,8–2,1 г/см3 – аморфный углерод (при 20 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

2,267 г/см3 – графит (при 20 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

3,515 г/см3 – алмаз (при 20 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело)

Температура плавления
Температура кипения
Температура сублимации 3642 °C (3915 K, 6588 °F) – графит
Температура разложения 1000 °C (1273 K, 1832 °F) – алмаз. Продукты разложения алмаза – графит.
Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)
Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) 715  кДж/моль (сублимация)
Удельная теплоемкость при постоянном давлении
Молярная теплоёмкость 8,517Дж/(K·моль) – графит,

6,155 Дж/(K·моль) – алмаз,

Молярный объём 5,31 см³/моль – графит,

3,42 см³/моль – алмаз,

Теплопроводность (при нормальных условиях) 119-165 Вт/(м·К) – графит,

900-2300 Вт/(м·К) – алмаз

Теплопроводность (при 300 K)
Критическая температура
Критическое давление
Критическая плотность
Тройная точка 4326,85 °C (4600 К), 10,8 МПа
Давление паров 0,000000001 мм.рт.ст. (при 1591 °C) – графит,
0,00000001 мм.рт.ст. (при 1690 °C) – графит,
0,0000001 мм.рт.ст. (при 1800 °C) – графит,
0,000001 мм.рт.ст. (при 1922 °C) – графит,
0,00001 мм.рт.ст. (при 2160 °C) – графит,
0,0001 мм.рт.ст. (при 2217 °C) – графит,
0,001 мм.рт.ст. (при 2396 °C) – графит,
0,01 мм.рт.ст. (при 2543 °C) – графит,
0,1 мм.рт.ст. (при 2845 °C) – графит,
1 мм.рт.ст. (при 3214 °C) – графит,
10 мм.рт.ст. (при 3496 °C) – графит,
100 мм.рт.ст. (при 4373 °C) – графит
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
Стандартная энтальпия образования ΔH 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – графит,

717 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ) – графит,

1,828 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – алмаз

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – графит,

2,833 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – алмаз

Стандартная энтропия вещества S 5,74 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – графит,

158 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ) – графит,

2,368 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – алмаз

Стандартная мольная теплоемкость Cp 8,54 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – графит,

20,8 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ) – графит,

6,117 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) – алмаз

Энтальпия диссоциации ΔHдисс 
Диэлектрическая проницаемость
Магнетизм диамагнитный материал
Магнитная восприимчивость -5,9·10−63/моль (при 298 K)
Электропроводность в твердой фазе
Удельное электрическое сопротивление 7,837 мкОм·М (при 20 °C) – графит
Сверхпроводимость при температуре  
Твёрдость по Моосу 1-2 – графит,

10 – алмаз

Твёрдость по Бринеллю
Твёрдость по Виккерсу
Скорость звука 17500 м/с (при 20°C, состояние среды – кристаллы, ось L100) – алмаз,
12800 м/с (при 20°C, состояние среды – кристаллы, ось S100) – алмаз,
18600 м/с (при 20°C, состояние среды – кристаллы, ось L111) – алмаз,
11600 м/с (при 20°C, состояние среды – кристаллы, ось S110) – алмаз
Поверхностное натяжение  
Динамическая вязкость газов и жидкостей
Коэффициент теплового расширения 0,8 мкм/(М·К) (при 25 °С) – алмаз
Модуль Юнга 1050 ГПа – алмаз
Модуль сдвига 478  ГПа – алмаз
Объемный модуль упругости 442 ГПа – алмаз
Коэффициент Пуассона 0,1 – алмаз
Структура решётки гексагональная – графит,

кубическая – алмаз

Параметры решётки a = 2,46 Å, c = 6,71 Å – графит,

a = 3,567 Å – алмаз

Отношение c/a 2,73 – графит
Температура Дебая 1860 K – алмаз
Конденсат Бозе-Эйнштейна
Двумерные материалы графен

 

Примечание:

* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

***** Плотность графита согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Углерод [Россия] составляет 2,25 г/см3 (при 0 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело).

 


Физические свойства углерода:

 

Химические свойства углерода. Взаимодействие углерода. Химические реакции с углеродом:

 


Получение углерода:

 

Применение углерода:

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Углерод, https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff, https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon, http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=216, http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=217

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 





Найти что-нибудь еще?










Похожие записи:



карта сайта

углерод атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле углерода
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические