كربون

الكربون هو عنصر كيميائي له الرمز C و العدد الذرّي 6، ويقع ضمن عناصر الدورة الثانية وعلى رأس المجموعة الرابعة عشر (المجموعة الرابعة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية) في الجدول الدوري وذلك كعنصر مجموعة رئيسي، حيث أنّ مجموعته تسمّى باسمه مجموعة الكربون. يصنّف الكربون ضمن اللا فلزّات، وهو عنصر رباعي التكافؤ، بحيث أنّ لديه أربع إلكترونات متاحة من أجل تشكيل روابط تساهميّة، كما أنّ له القدرة على الارتباط مع ذرّات كربون أخرى لتشكيل سلاسل كربونيّة طويلة، كما يرتبط مع عدد من العناصر الأخرى، بحيث يشكّل الملايين من المركّبات العضويّة. يتوافر الكربون في كل أشكال الحياة العضويّة وهو أساس الكيمياء العضويّة، كما يوجد الكربون بصيغته اللاعضويّة في العديد من المركّبات والتي من أشهرها ثنائي أكسيد الكربون وأملاح الكربونات.

نتروجينكربونبورون
-

C

Si
6C
المظهر
أسود (غرافيت) أو شفاف (ألماس)

الغرافيت (يمين) والألماس (يسار) هما أكثر أشكال الكربون انتشاراً من بين متآصلاته.

الخطوط الطيفية للكربون
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز كربون، 6، C
تصنيف العنصر لا فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 14، 2، p
الكتلة الذرية 12.011 غ·مول−1
توزيع إلكتروني He] 2s2 2p2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2,4 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) لابلوري: 1.8–2.1 غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) غرافيت: 2.267 غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) ألماس: 3.515 غ·سم−3
نقطة التسامي 3915 ك، 3642 °س
نقطة ثلاثية 4600 كلفن (4327°س 
10800 كيلوباسكال
حرارة الانصهار 117 (غرافيت) كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س) 8.517 (غرافيت)،
6.155 (ألماس) جول·مول−1·كلفن−1
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة 4, 3 , 2, 1 ، 0، -1، -2، -3، -4
الكهرسلبية 2.55 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 1086.5 كيلوجول·مول−1
الثاني: 2352.6 كيلوجول·مول−1
الثالث: 4620.5 كيلوجول·مول−1
نصف قطر تساهمي 77 (sp³)،

73 (sp²)،
69 (sp) بيكومتر

نصف قطر فان دير فالس 170 بيكومتر
خواص أخرى
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة
الناقلية الحرارية 119-165 (غرافيت)
900-2300 (ألماس) واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 0.8 (ألماس) ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) 18350 (ألماس) متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ 1050 (ألماس) غيغاباسكال
معامل القص 478 (ألماس) غيغاباسكال
معامل الحجم 442 (ألماس) غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.1 (ألماس)
صلادة موس 1-2 (غرافيت)
10 (ألماس)
رقم CAS 7440-44-0
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الكربون
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
12C 98.9% 12C هو نظير مستقر وله 6 نيوترون
13C 1.1% 13C هو نظير مستقر وله 7 نيوترون
14C نادر 5730 y β- 0.156 14N

يوجد الكربون في الطبيعة بالشكل الحرّ على شكل عدة متآصلات أشهرها الألماس والغرافيت. تختلف الخواص الفيزيائيّة لعنصر الكربون حسب طبيعة الارتباط في المتآصل، فبينما يكون الألماس شفّافاً وصلداً وضعيف الموصليّة للكهرباء، فإنّ الغرافيت، على العكس من ذلك، يكون على شكل مادّة سوداء سهلة التفتّت، ذات موصليّة جيّدة للكهرباء. من المتآصلات الأخرى للكربون كلّ من الأنابيب النانويّة الكربونيّة والغرافين، اللّذَين لهما أعلى ناقليّة حراريّة من بين المواد المعروفة. للكربون ثلاثة نظائر معروفة، وهي الكربون-12 12والكربون-13 13C، وكلاهما مستقرّان، بالإضافة إلى النظير المشعّ كربون-14، والذي يستخدم في التأريخ الإشعاعي.

يتوفّر الكربون بشكل كبير في الطبيعة، فهو يحتلّ المرتبة الخامسة عشر في ترتيب وفرة العناصر في القشرة الأرضيّة من حيث التركيز، والرابع في الوفرة في الكون من حيث الكتلة. يعدّ الكربون ثاني أكثر العناصر وفرةً في جسم الإنسان من حيث الكتلة. يوجد الكربون بشكل مرتبط في العديد من المنتجات الطبيعيّة مثل صخور الكربونات وثنائي أكسيد الكربون وفي النفط وفي الفحم وفي الخثّ، بالإضافة إلى وجوده على شكل هيدرات الميثان في قاع المحيطات. نظراً للأهميّة الحيويّة للكربون، وتنوّعه وتشكيله لعدد كبير وضخم من المركّبات العضويّة، فإنّ الكربون يعدّ من العناصر الأساسيّة لوجود الحياة.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.