Kulstof | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grafit (venstre) og diamant (højre), de to mest berømte allotropes af kulstof | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Position i det periodiske system | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | VS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Efternavn | Kulstof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom nummer | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 2 e periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Bloker s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Ikke-metal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [ He ] 2 s 2 2 p 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner efter energiniveau | 2, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomare egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 12,01074 ± 0,0008 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomisk radius (calc) | 70 pm ( 67 pm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | sp 3 76 ± 1 pm sp 2 73 ± 2 pm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals-radius | 150 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstand | -4, 0, +4, +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 2,55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Svag syre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kropsfysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Almindelig tilstand | Massiv diamagnetisk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Allotrope i standardtilstand | Grafit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Andre allotropes | Diamant , grafen , nanorør , fullerener , amorft kulstof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse |
1,8 til 2,1 g · cm -3 (amorf) 1,9 til 2,3 g · cm -3 (grafit), |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystal system |
Sekskantet (grafit) Kubisk diamant (diamant) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hårdhed | 0,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farve | Sort (grafit) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogepunkt | 3.825 ° C (sublimering) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fordampningsenergi | 355,8 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Triple point | 4.489 ° C , 10.800 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molært volumen | 5,29 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lydens hastighed | 18 350 m · s -1 til 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 710 J · kg -1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk ledningsevne | 61 x 10 3 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | 129 W · m -1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forskellige | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.321 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ukontrolleret produktDette produkt kontrolleres ikke i henhold til WHMIS-klassificeringskriterierne. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den carbon er det grundstof af atomnummer 6 og symbol C. Det har tre isotoper Elements:
Kulstof er det letteste element i gruppe 14 i det periodiske system . Den enkelte kulstoflegeme har flere allotrope former , hovedsageligt grafit og diamant . Elementet kulstof danner forskellige uorganiske forbindelser såsom kuldioxid CO 2og en lang række organiske forbindelser og polymerer . Det er den grundlæggende byggesten i alle kendte livsformer.
Carbon er det 4 th element mest rigelige i universet og 15 th mest rigelige i jordskorpen . Det er til stede på Jorden som et simpelt legeme ( kul og diamanter ), uorganiske forbindelser (CO 2)) og organiske forbindelser ( biomasse , olie og naturgas ). Mange carbonbaserede strukturer er også blevet syntetiseret: aktivt kul , kønrøg , fibre , nanorør , fullerener og grafen .
Forbrændingen af kulstof i alle dets former har været grundlaget for teknologisk udvikling siden forhistorisk tid. Kulstof-baserede materialer har anvendelse på mange andre områder: kompositmaterialer , lithium-ion batterier , luft- og vandforurening kontrol , elektroder til lysbueovne eller syntese af aluminium , etc.
Navnet kulstof kommer fra det latinske carbo , carbōnis ( "kul" ). Fremstillingen af kulstof i form af trækul ved pyrolyse af træ under et jordlag var også kendt for romerne. Kulstof i sin diamantform har været kendt i Asien siden oldtiden, det nævnes også i Det Gamle Testamente. Navnet stammer også fra de romerske adámas, adámantis ("hårdt stål").
Begrebet kulstofelement vises, når René Antoine Ferchault de Réaumur studerer dannelsen af stål fra jern , han bemærker, at denne transformation svarer til absorptionen af et element af jern. I 1772 studerede Antoine Lavoisier derefter forbrændingen af kul og diamanter, han observerede den kvantitative dannelse af kuldioxid, men detekterede ikke dannelsen af vand. Han beviser således, at disse to materialer udelukkende er dannet af kulstof.
Naturlig grafit har været kendt siden oldtiden, men dens natur blev ikke forstået, da den blev forvekslet med molybdenit og menes at være en form for bly . I 1779 demonstrerede Carl Wilhelm Scheele også ved oxidation af grafit, at den hovedsageligt var sammensat af kulstof. I 1787 skrev den kemiske nomenklatur fra Louis-Bernard Guyton de Morveau en artikel, der definerede kulstof som den rene form for kulstof.
Navnet "kulstof" vises i ordbogen for det franske Akademi på sit 6 th udgave (1832-5). Den XIX th århundrede er anledning af kulstof til energiproduktion. For eksempel offentliggjorde Antoine César Becquerel i 1865 kulstofindholdet i de vigtigste former for brændselsved købt på det tidspunkt i Paris:
Historie er derefter præget af den øgede betydning af kulstof, for eksempel:
Kulstofelementet kommer ikke direkte fra Big Bang ( urnukleosyntese ), fordi betingelserne for dets dannelse ikke var opfyldt (udvidelsen og afkøling af universet var for hurtig). Kulstof produceres derimod massevis i hjertet af meget massive stjerner , kendt som den vandrette gren , hvor tre heliumkerner smelter sammen ( tredobbelt alfa-reaktion ).
Kulstof har været til stede på Jorden siden dets dannelse. Det eksisterer i form af sediment, kul , råolie og også i sin rene grafit , diamantform . Naturlige diamanter, der findes i kimberlite i skorstene i gamle vulkaner, især i Sydafrika og Arkansas . Du kan nogle gange finde mikroskopiske diamanter i nogle meteoritter.
Kulstof har to stabile isotoper i naturen:
Atommassen af kulstof, 12.010 7, er lidt større end 12 på grund af tilstedeværelsen af isotopen, 13 C.
Kulstof har også to radioisotoper:
Kulstof med seks elektroner vedtager en elektronisk konfiguration i jordtilstanden 1s 2 2s 2 2p 2 . Den har fire elektroner på sin valensskal , som gør det muligt at danne fire kovalente bindinger , inklusive type (første binding med et atom) eller type (anden eller tredje binding) bindinger. Typebindinger ledsages altid af en typebinding . Overlappingen af elektroniske funktioner i et link er lavere. Disse links er derfor mindre "solide".
Kulstof forekommer i naturen i to vigtigste allotrope former :
Under normale trykbetingelser er kulstof i grafitform , hvor hvert atom er bundet til tre andre i et lag af sammensmeltede sekskantede ringe, såsom dem i aromatiske carbonhydridforbindelser. Takket være delokaliseringen af orbitaler leder grafit elektricitet . Grafit er blødt, fordi de kemiske bindinger mellem flyene er svage (2% af planernes) og lagene derfor glider let i forhold til hinanden.
Under meget højt tryk krystalliserer kulstof i et ansigt-centreret kubisk system kaldet diamant , hvor hvert atom er bundet til fire andre (interatomær afstand på 136 µm ). Den diamant gennem modstanden af carbon-carbon-bindinger , er, med bornitrid , det hårdere materiale til bunden. Ved stuetemperatur er metamorfosen i grafit så langsom, at den ikke kan detekteres. Under visse betingelser krystalliserer kulstofet sig til lonsdaleite , en form svarende til diamant men sekskantet. Af alle de ædle sten er diamanten den eneste, der forbruges fuldstændigt.
Foruden grafit (ren sp 2 ) og diamant (ren sp 3 ) findes kulstof i amorf og stærkt uordnet form (aC). Disse amorfe former for kulstof er en blanding af trebindingsgrafitlignende eller firebundne diamantlignende steder. Mange metoder bruges til at fremstille aC: forstøvning, elektronstrålefordampning , lysbuesaflejring, laserablation osv. I 2019 blev det cykliske molekyle C 18(ren sp 1 ) blev syntetiseret ved at fjerne CO-grupper i oxid C 24 O 6.
De carbon løg er strukturer baseret på en fulleren-lignende struktur, men hvis væg består af flere lag af carbon.
De cylindriske former af kulstof kaldes nanorør (carbon nanorør, forkortelse: CNT). De blev opdaget i pelleten, der dannes ved katoden i den elektriske lysbue under syntesen af fullerener. Disse genstande med nanometrisk diameter og længde, der undertiden når millimeteren, fremstår som planer af kulstof med monoatomisk tykkelse (eller grafen ) rullet op på sig selv og danner et rør med nanometrisk diameter). Nanorør, hvis væg kun består af et kulstofplan kaldes "enkeltvægget". Nanorørene produceret ved den elektriske lysbuesmetode er næsten alle "flerbladede".
Grafen består af et enkelt kulstofplan med monoatomisk tykkelse. Grafen kan simpelthen opnås ved at tage et enkelt plan kulstof fra en grafitkrystal.
Sammen med disse strukturer observerer vi et stort antal polyhedrale nanopartikler . Ligesom løg og flerlags nanorør afslører observationer ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi ( (en) HRTEM : Transmissionselektronmikroskopi med høj opløsning ), at disse kulstofnanopartikler består af flere lag grafen, lukket og efterlader et nanometrisk hulrum deres centrum.
Ved atmosfærisk tryk carbon (grafit) vil sublimere på 4100 K . I luftform dannes det normalt i små kæder af atomer kaldet carbyner . Disse afkøles meget langsomt og danner de uregelmæssige og forvrængede grafiske ark, der udgør sod . Blandt sidstnævnte finder vi især den single-walled sfærisk formet C 60 kaldet fulleren , eller mere præcist buckminsterfullerene , og dens sorter C n (20 ≤ n ≤ 100) , som danner ekstremt stive strukturer.
Flydende carbondioxid kun danner over tryk og temperatur af den tredobbelte punkt , og derfor over 10,8 ± 0,2 MPa (ca. 100 gange atmosfærisk tryk) og 4.600 ± 300 K .
Kulstof er den essentielle komponent i organiske forbindelser , som ofte indeholder mindst en carbon-hydrogenbinding . Imidlertid findes kulstof også i naturen i uorganisk form, hovedsageligt i form af kuldioxid og i mineralform.
Kemien af kulstof er i det væsentlige kovalent. Kulstof er grundlaget for en lang række forbindelser, der kan indeholde et stort antal atomer i forbindelse med hydrogen , ilt , nitrogen , halogener , phosphor , svovl og metaller, for eksempel enkelt-, dobbelt- eller tredobbeltbindinger. Undersøgelse og syntese af disse forbindelser udgør organisk kemi . De vigtigste organiske forbindelser af kulstof er " kulbrinterne " i molekyler, der kombinerer kulstof og brint . Kulbrinter er klassificeret i tre familier:
Afhængig af antallet af carbonatomer går suffikset -ane, -ene eller -yne foran:
Rotationen er fri omkring kulstof-kulstof enkeltbindinger. På den anden side er dobbelt- eller tredobbeltbindinger stive: dobbeltbindingen er plan, bindingsvinklerne omkring kulstofatomer er 120 °. Dette fører til dannelsen af diastereomerer , det vil sige forbindelser med den samme kemiske formel, men med et andet arrangement af atomer i rummet. Den tredobbelte binding er lineær.
Derudover kan sp 3 carbon danne chirale forbindelser (fra den græske kheir ( ἣ χείρ ), hånden). Det enkleste tilfælde er en forbindelse med 4 forskellige substituenter omkring et carbonatom. Afhængigt af arrangementet i rummet af disse substituenter opnås to molekyler, som er forskellige: de er ikke overlejrede, de er et par enantiomerer . Enantiomererne er billedet af hinanden i et spejl (som vores to hænder).
I aromatiske carbonhydrider danner carbonatomer ringe eller kerner stabiliseret ved delokaliserede π-bindinger .
Denne type kulstofatomer er relativt sjælden med hensyn til variation sammenlignet med organiske og mineraler. Det er oftest i form af uorganiske eller organometalliske komplekser, der inkorporerer en nøgen carbonatom eller et CO eller CO 2 molekyle.i deres koordineringssfære. For eksempel :
CO 2 kuldioxid molekyleeksisterer i gasform i Jordens atmosfære . En vis mængde af denne CO 2opløses i oceaniske og kontinentale farvande og noget af CO 2opløste reagerer med vand molekyle til dannelse af kulsyre H 2 CO 3 efter reaktionen:H 2 O+ CO 2(opløst) ⇔ H 2 CO 3.
Derefter H 2 CO 3( Dihydrogen carbonat , eller kulsyre), er en disyre , giver sine to protoner i målingen af surhedsgrad konstanter de syre-base-par (H 2 CO 3 / HCO 3 -) Og (HCO 3 - / CO 3 2-) og den oprindelige sammensætning af syre-base- opløste stoffer i vandet ifølge ligningerne:H 2 CO 3+ H 2 O⇔ HCO 3 -( Hydrogencarbonat ion , eller bicarbonat ) + H 3 O +( hydroniumion eller hydreret proton )og:HCO 3 -+ H 2 O⇔ CO 3 2–(carbonation) + H 3 O +.
Imidlertid viser det sig, at i havvand er dette karbonatsystem til stede i store mængder og i forhold, således at det spiller en grundlæggende bufferrolle i surhedsgraden i havvand ( pH 8,1-8, 4), som det tillader at fremstille meget stabil. Dette niveau af carbonater (og borater , for at være nøjagtigt) kaldes alkalinitet eller fuldstændig alkalinitet (TAC, målt i franske grader eller kH målt på tysk °; der er andre enheder. Det er bedst at tale i ppm eller dele pr. million). Denne pH tillod mængder " geologisk " af test kalksten af protozoisk plankton til dannelse af sedimentære kalksten består i det væsentlige af en krystal af calciumcarbonat og magnesium (blanding kaldet kalksten) af Paris, marmor osv. Alt dette kemi er traditionelt inkluderet i uorganisk , det vil sige mineralsk kemi , skønt der naturligvis er mange punkter, hvor dette ikke er berettiget. Således kan kulstof indeholdt i carbondioxid, kulsyre, hydrogencarbonat og carbonat kvalificeres som uorganisk carbon. Dette gælder også for kulstof diamant og andre allotrope sorter af krystal kulstof.
Rent kulstof har lav toksicitet for mennesker og kan håndteres sikkert og endda indtages i form af grafit eller trækul. Det er modstandsdygtigt over for opløsning eller kemisk angreb, selv i det sure indhold i fordøjelseskanalen, for eksempel.
I modsætning hertil carbondisulfid CS 2 , selv om det ligner i struktur til carbondioxid, er en meget giftig væske, der anvendes som et opløsningsmiddel ( gummi vulkanisering ).
De andre carbonoxider er carbonmonoxid CO og det mindre almindelige carbon-suboxid C 3 O 2 . Den carbonmonoxid er en farveløs, lugtfri gas dannet ved forbrænding ufuldstændig organiske forbindelser eller rent kulstof (kul). De kulilte binder kraftigere end oxygen, den hæmoglobin blod for at danne carboxyhæmoglobin, en stabil forbindelse. Resultatet af denne reaktion er forgiftning af hæmoglobinmolekyler , som kan være fatale (se den aktuelle post).
Den cyanid ion CN - har en kemisk adfærd, der ligner en halogenid ion . Salte indeholdende cyanidion er meget giftige. Cyanogen, en gas med sammensætning (CN) 2, er også tæt på halogener .
Med metaller, carbon danner C 4- karbider eller C 2 2- acetylider . Uanset hvad der sker, med en elektronegativitet på 2,5, foretrækker kulstof at danne kovalente bindinger . Nogle carbider er kovalente gitter som siliciumcarbid , SiC, der ligner diamant , og som desuden bruges til størrelsen af disse.
Toksiciteten af nye allotrope former for kulstof (fullerener, nanorør, grafen) er nu meget undersøgt. I deres oprindelige tilstand forbliver disse nanostrukturer vanskelige at filtrere i luften og kan udgøre en fare, der skal vurderes. Det skal bemærkes, at disse forbindelser i forbindelse med deres anvendelse generelt findes dispergeret i et opløsningsmiddel eller er fikseret på et fast substrat.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | 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 |
Alkalisk jord |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metal- loids |
Ikke- metaller |
halo -gener |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides | |||||||||
Superactinider |