Carbon
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Carbonul este elementul chimic din tabelul periodic care are simbolul C şi numărul atomic 6.
Cuprins |
[modifică] Caracteristici notabile
Carbonul este un element remarcabil din mai multe motive. Printre formele sale diferite se numără una dintre cele mai moi (grafit) şi una dintre cele mai dure (diamant) dintre substanţele cunoscute. Mai mult, are o capacitate deosebită de a forma legături chimice cu alţi atomi mici, incluzând atomii de carbon, iar mărimea sa îl face capabil de a forma legături multiple. Datorită acestor proprietăţi, carbonul poate forma aproape zece milioane de compuşi chimici diferiţi. Compuşii de carbon reprezintă baza vieţii pe Pământ şi ciclul carbon-azot produce o parte din energia radiată de Soare şi de alte stele. În plus, carbonul are cele mai înalte puncte de topire/sublimare dintre toate elementele. La presiunea atmosferică nu are punct de topire deoarece punctul său triplu este la 10 MPa (100 bar), deci sublimează la peste 4000 K. Astfel, el rămâne solid la temperaturi mai înalte decât cele mai mari puncte de topire ale metalelor, precum wolframul sau reniul, indiferent de forma sa alotropică.
Carbonul nu a fost creat în timpul Big Bang-ului, deoarece are nevoie de producerea unei coliziuni triple de particule alfa (nuclee de heliu). Universul s-a extins iniţial şi apoi s-a răcit prea repede pentru ca acest lucru să fie posibil. Oricum, este produs în interiorul stelelor în ramura orizontală, unde un nucleu de heliu este transformat în carbon prin procesul triplu-alfa. A fost de asemenea creat în stări multi-atomice.
[modifică] Istorie şi etimologie
Carbonul a fost descoperit în preistorie şi era cunoscut anticilor, care îl preparau prin arderea materialului organic în spaţii fără mult oxigen (creând cărbune). Diamantele au fost întotdeauna considerate rare şi frumoase. Unul dintre ultimii alotropi ai carbonului, fulerenul, a fost descoperit ca produs secundar în experimente din anii 1980.
Numele său vine din franţuzescul charbone, care, la rândul său, vine din latinescul carbo, însemnând cărbune. În germană şi olandeză, numele carbonului sunt Kohlenstoff şi, respectiv, koolstof, ambele însemnând literal "materia (stofa) cărbunelui".
[modifică] Compuşi anorganici
Cel mai cunoscut şi important oxid al carbonului este dioxidul de carbon, CO2. Este o componentă minoră a atmosferei Pământului, produs şi folosit de toate fiinţele vii, şi un compus volatil în altă parte. În apă formează urme de acid formic, HCO2H, dar ca majoritatea compuşilor cu mai mulţi atomi de oxigen la un singur carbon este instabil.
Prin acest intermediar, sunt produşi ioni carbonaţi. Unele minerale importante sunt carbonaţii, precum calcitul. Disulfura de carbon, CS2, este similară.
Alţi oxizi sunt monoxidul de carbon, CO, şi neobişnuitul suboxid de carbon, C3O2. Monoxidul de carbon se formează prin combustie incompletă şi este un gaz incolor şi inodor. Fiecare moleculă conţine o legătură triplă, care este foarte puţin polară, rezultând tendinţa de a se ataşa permanent de moleculele de hemoglobină, deci gazul este foarte otrăvitor.
Cianura, CN-, are o structură similară şi se comportă ca un ion halid; (CN)2, este înrudită.
Cu metalele reactive, precum wolframul, carbonul formează fie carburi, C-, fie acetilide, C22-, aliaje cu puncte de topire foarte înalte. Aceşti anioni sunt de asemenea asociaţi cu metanul şi acetilena, ambii fiind acizi foarte slabi. Cu o electronegativitate de 2,5, carbonul formează de obicei legături covalente. Unele carburi au matrice covalente, de exemplu carborundul, SiC, care seamănă cu diamantul.
[modifică] Lanţuri de carbon
Carbonul are capacitatea de a forma lanţuri lungi cu legături C-C. Această proprietate se numeşte concatenare. Legăturile carbon-carbon sunt destul de puternice şi anormal de stabile. Această caracteristică este importantă deoarece permite carbonului să formeze un număr foarte mare de compuşi; de fapt, există mai mulţi compuşi chimici care conţin carbon decât toţi compuşii celorlaltor elemente chimice la un loc.
Cea mai simplă formă de moleculă organică este hidrocarbura - o familie mare de molecule organice care, prin definiţie, sunt compuşi din atomi de hidrogen legaţi de un lanţ de atomi de carbon. Lungimea catenei, catenele laterale (ramificaţii) şi grupele funcţionale influenţează proprietăţile moleculelor organice.
[modifică] Izotopi
Carbonul are doi izotopi naturali stabili: carbon-12, sau 12C, (98.89%) şi carbon-13, sau 13C, (1.11%), şi un radioizotop natural, dar instabil, carbon-14 sau 14C. Există 15 izotopi cunoscuţi ai carbonului, iar cel care există cel mai puţin este 8C, care dispare prin emisie de protoni şi degradare alpha. Are un timp de înjumătăţire de 1,98739x10-21 s.
În 1961, Uniunea Internaţională de Chimie Pură şi Aplicată a adoptat izotopul carbon-12 ca bază pentru greutăţile atomice.
Carbonul-14 are un timp de înjumătăţire de 5730 ani şi este folosit intens pentru datarea materialelor pe bază de carbon.
[modifică] Precauţii
Carbonul este în general sigur. Inhalarea de funingine în cantităţi mari poate fi periculoasă. Carbonul poate lua foc la temperaturi înalte şi poate arde puternic (ca în accidentul nuclear din Windscale, Marea Britanie, pe 10 octombrie 1957).
Există numeroşi compuşi chimici pe bază de carbon; unii sunt letali (cianurile, CN-), iar alţii sunt esenţiali vieţii (glucoză).
[modifică] Vezi şi
[modifică] Legături externe
|
|||||
