Węgiel, Wikipedia (GNU license), Pierwiastki Chemiczne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Węgiel (pierwiastek) 1 Węgiel (pierwiastek) Węgiel 6 C Rozmieszczenie elektronów na powłokach w atomie węgla Dane ogólne Nazwa, symbol, Grupa, okres, blok Własności metaliczne Własności atomowe 12,0107 70 (67) 77 pm 170 pm [ ]2s²2p² a 2, 4 2,55 ( ) 2,50 ( ) 4 ', 2 Własności kwasowe tlenków lekko Węgiel (pierwiastek) 2 Własności fizyczne stały 2090 do 2230 (grafit) od 1,5 do 0,5 (grafit) 10,0 (diament) 3820 3546.85 5100 K 4826.85 °C 5,29×10 -6 m³/ 355,8 ( brak (sublimuje) 0 18,35 km/s Pozostałe dane 710 6,1×10 4 /m 129 I. 1 086,5 kJ/mol II. 2 352,6 kJ/mol III. 4 620,5 kJ/mol IV. 6 222,7 kJ/mol V. 37 831 kJ/mol VI. 47 277 kJ/mol Najbardziej stabilne izotopy wyst. 11 C 20,4 + 1,982 11 12 C 98,9% stabilny izotop z 6 ami 13 C 1,1% stabilny izotop z 7 ami 14 C 5730 - 0,156 14 Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą Węgiel, C, 6 Węgiel (pierwiastek) 3 Węgiel ( carboneum ) – symbolu C o liczbie atomowej 6. Należy do grupy 14 , jest m. Posiada cztery Istnieją trzy naturalnie występujące około 5700 lat. [1] Węgiel jest jednym z znanych w starożytności [2] [3] . Jako pierwszy polską nazwę – węgiel – zaproponował Znanych jest kilka węgla, z czego najbardziej znane to raz . węgla zależą od odmiany w jakiej występuje. Na przykład diament jest natomiast grafit jest nieprzezroczysty i czarny. Diament jest jednym z najtwardszych materiałów na ziemi, podczas gdy grafitem można narysować kreskę na papierze. Diament ma bardzo niskie , a grafit jest dobrym Diament posiada najwyższą wszystkich znanych materiałów w . Wszystkie odmiany alotropowe węgla są w warunkach normalnych Innymi odmianami alotropowymi węgla są: raz formy poliynowe. Niektórzy uważają też, że jego odmianami alotropowymi są: , choć są to raczej nazwy struktur niż odmiany alotropowe w pełnym tego słowa znaczeniu. Wszystkie formy występowania węgla są wysoce stabilne, wymagają wysokiej temperatury żeby przereagować nawet z m. Największe ilości występuje w postaci ów oraz natomiast znaczne ilości znajdują się w . Węgiel tworzy więcej niż wszystkie inne pierwiastki chemiczne. Liczba organicznych związków węgla zarejestrowanych w bazie w roku 2008 wynosiła 10 853 341 [4] , co jest małą częścią teoretycznych związków jakie można z niego otrzymać. Węgiel znajduje się na czwartym miejscu po , ie. Jest obecny we wszystkich . W ludzkim ciele jest po tlenie najliczniejszym pierwiastkiem ze względu na masę (ok. 18,5%) [5] . Ta ilość w połączeniu z różnorodnością stawia węgiel jako chemiczną podstawę . Charakterystyka Różne wykazują bardzo różne właściwości, np. est najtwardszą naturalnie występującą substancją, jest jedną z substancji o najmniejszej twardości. Ponadto węgiel ma powinowactwo do tworzenia z innymi małymi atomami, włączając w to inne atomy węgla oraz tworzenia wielu z tymi atomami w wyniki czego związki zawierające węgiel w swojej strukturze stanowią znaczną cześć wszystkich znanych związków, liczba ich dochodzi do dziecięciu ów. [6] Węgiel posiada także najwyższe temperatury oraz wszystkich pierwiastków. Przy ciśnieniu atmosferycznym nie występuje w ogóle topnienie węgla, a jego występuje przy 10 100 więc sublimuje on powyżej 4000K. Węgiel sublimuje do łuku węglowego w temperaturze ok. 5800K. więc niezależnie od odmian alotropowych węgiel pozostaje w wyższych temperaturach niż metale o najwyższych temperaturach topnienia ( i . Jednakże termodynamicznie węgiel bardzo łatwo się utlenia, znacznie lepiej niż czy tóre są słabymi reduktorami w temperaturze pokojowej. Związki zawierające węgiel są podstawą życia na a dostarcza część energii wytwarzanej przez inne . Pomimo różnorodności związków węgla większość tych form jest węgla, 12 C oraz 13 C są stabilne, natomiast izotop 14 C jest promieniotwórczy o czasie połowicznego rozpadu równym Diament i grafit są dwoma odmianami alotropowymi węgla: różnymi formami tego samego pierwiastka różniące się strukturami. Węgiel (pierwiastek) 4 stosunkowo słabo reaktywna w warunkach normalnych. Nie reaguje z , m ani . W podwyższonej temperaturze węgiel reaguje z tlenem tworząc tlenki węgla, oraz redukuje wiele tlenków metali, takich jak , do metalu. Ta est używana w przemyśle żelazowym i stalowym do kontroli zawartości węgla w stali: Fe 3 O 4 + 4 (g) C (s) + H 2 O (g) → CO (g) + H 2(g) Węgiel reaguje z niektórymi metalami tworząc takie jak (cementyt), który dzięki swojej twardości jest używany w różnego rodzaju narzędziach tnących. Odmiany alotropowe węgla Węgiel posiada następujące odmiany : • • • • • formy poliynowe Niektórzy uważają też, że jego odmianami alotropowymi są: • • • • Choć są to raczej nazwy struktur niż odmiany alotropowe w pełnym tego słowa znaczeniu. Występowanie Odmiany alotropowe węgla: a) b) , c) d) 60 e) 540 f) 70 g) h) Naturalne złoża i to mieszanina węgla w postaci grafitu, i różnego rodzaju zanieczyszczeń. Zawartość węgla w wynosi 0,018%. • W postaci pierwiastka chemicznego: • • • • W postaci związków chemicznych: • nieorganicznych: • organicznych: , , , , itp. • W mieszaninach jakimi są : • • Z tworzy dwusiarczek węgla, a z i Węgiel (pierwiastek) 5 • • • Obieg węgla W warunkach, zmiana jednego związku w drugi jest rzadka. jednak ilość węgla na ziemi jest stała. Dlatego musi istnieć proces powodujący utrzymanie równej ilości węgla w różnych częściach ziemi. Ścieżki jakimi "wędruje" węgiel tworzą . Np. rośliny pochłaniają z powietrza i używają go do produkcji biomasy w procesie lub Część biomasy produkowanej przed rośliny zostaje zjedzona przed zwierzęta, podczas gdy część węgla jest wydychana w postaci dwutlenku węgla. Diagram przedstawiający obieg węgla w przyrodzie. Związki węgla Związki organiczne Węgiel ma zdolność do tworzenia bardzo długich łańcuchów zawierających wiązanie C-C. Zdolność ta nosi nazwę Wiązanie węgiel-węgiel jest bardzo silne i stabilne. Ta zdolność pozwala węglowi tworzyć praktycznie nieskończoną ilość związków. Ilość związków zawierających węgiel w swojej strukturze jest większa niż wszystkich pozostałych związków nie zawierających węgla (nie licząc związków zawierających gdyż praktycznie każdy związek organiczny zawiera atom wodoru). Najprostszymi związkami organicznymi są - związki zawierające w swojej strukturze tylko atomy węgla i wodoru. Długość łańcucha, boczne łańcuchy oraz e wpływają na właściwości związku. Struktura u, najprostszego związku organicznego. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |