کربن – کاربردها و خواص فیزیکی و شیمیایی

عنصر کربن (به انگلیسی: Carbon) عنصر شماره 6 از جدول تناوبی عناصر است که در تناوب 2 و گروه 14 قرار گرفته است.
در ادامه با مهم‌ترین خواص فیزیکی و شیمیایی کربن آشنا خواهید شد.

ویژگی‌های عمومی

معنی نام کربن:به علت ساختار زغال از واژه Carbo به معنای زغال گرفته شده است.
معنی نام عناصر جدول تناوبی

کاشف کربن:نامشخص (این عنصر باستانی است)
فهرست کاشفان عناصر جدول تناوبی

خواص شیمیایی

نماد: ₆C
عدد اتمی (گوشه سمت چپ نماد)، تعداد پروتون‌های یک اتم را نشان می‌دهد.
نماد و عدد اتمی عناصر جدول تناوبی

شماره گروه کربن: گروه 14 جدید
جدول تناوبی از 18 گروه تشکیل شده است. عناصر یک گروه خواص شیمیایی مشابهی دارند.

شماره تناوب کربن: تناوب 2
جدول تناوبی تاکنون از 7 تناوب یا دوره تشکیل شده است. عناصر یک تناوب آخرین لایه الکترونی مشابهی دارند.

بلوک کربن:بلوک p
جدول تناوبی دارای 4 بلوک d ، p ، s و f است. عناصر هر بلوک در حال پر کردن زیرلایه مرتبط با آن بلوک هستند.
فهرست بلوک عناصر جدول تناوبی

آرایش الکترونی کربن:[₂He] 2s² 2p²
آرایش الکترونی، روش پر شدن زیرلایه‌های یک عنصر توسط الکترون‌ها را بیان می‌کند.
آرایش الکترونی عناصر جدول تناوبی

یون‌های کربن:-4 , -3 , -2 , -1 , 0 , +1 , +2 , +3 , +4
عدد اکسایش باری نسبی است که یک اتم در حالت عنصر و یا در ترکیبات خود بدست می‌آورد.
فهرست اعداد اکسایش عناصر جدول تناوبی

یون‌های متداول کربن:-4 , -3 , -2 , -1 , 0 , +1 , +2 , +3 , +4
برخی از اعداد اکسایش یک عنصر متداول‌تر هستند.
فهرست اعداد اکسایش متداول عناصر جدول تناوبی

جرم اتمی کربن:12.0107 g/mol
جرم اتمی عبارتست از جرم یک مول از یک عنصر برحسب گرم.
فهرست جرم اتمی عناصر جدول تناوبی

ایزوتوپ‌ها:¹²C (98.93%) , ¹³C (1.07%)
ایزوتوپ‌های یک عنصر، تنها در تعداد نوترون‌ها تفاوت دارند.
فهرست ایزوتوپ‌های عناصر جدول تناوبی

نیمه عمر کربن:پایدار (نیمه عمر ندارد)
نیمه عمر یک عنصر رادیواکتیو، یعنی زمانی که لازم است تا نصف جرم آن عنصر بر اثر پرتوزایی تبدیل به انرژی شود.
فهرست نیمه عمر عناصر جدول تناوبی

الکترونگاتیوی کربن:2.55
الکترونگاتیوی، عبارتست از میل یک عنصر برای جذب الکترون‌های پیوندی.
الکترونگاتیوی داده شده در مقیاس پاولینگ است.
فهرست الکترونگاتیوی عناصر جدول تناوبی

انرژی یونش کربن:1086.5 kJ/mol
انرژی لازم برای جدا کردن یک مول الکترون از عنصر.
فهرست انرژی نخستین یونش عناصر جدول تناوبی

الکترون خواهی کربن:-121.7763 kJ/mol
انرژی مبادله شده طی فرایند بدست آوردن الکترون.
فهرست الکترون خواهی عناصر جدول تناوبی

شعاع اتمی کربن:67 pm
فاصله هسته یک اتم تا دورترین اوربیتال حاوی الکترون در آن.
فهرست شعاع اتمی عناصر جدول تناوبی

شعاع واندروالسی کربن:170 pm
نصف فاصله بین هسته‌های دو اتمِ تحت جاذبه واندروالسی.
فهرست شعاع واندروالسی عناصر جدول تناوبی

شعاع کووالانسی کربن:77 pm
نصف طول پیوند کووالانسی یک اتم با یک اتم دیگر از نوع خودش.
فهرست شعاع کووالانسی عناصر جدول تناوبی

دمای بحرانی کربن:نامشخص
دمایی است که پس از آن، امکان مایع شدن ماده وجود ندارد.
فهرست دما و فشار بحرانی عناصر جدول تناوبی

فشار بحرانی کربن:نامشخص
حداقل فشار لازم برای مایع کردن بخار یک ماده در دمای بحرانی.
فهرست دما و فشار بحرانی عناصر جدول تناوبی

فراوانی طبیعی

درصد C در بدن انسان:% 23
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در بدن انسان

درصد C در کره زمین: % 0.18
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در کره زمین

درصد C در اتمسفر: وجود ندارد
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در اتمسفر (هواکره)

درصد C در اقیانوس‌ها: % 0.0028
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در اقیانوس‌ها

درصد C در شهاب سنگ‌ها: % 1.5
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در شهاب سنگ‌ها

درصد C در خورشید: % 0.3
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در خورشید

درصد C در کائنات: % 0.5
فهرست فراوانی طبیعی عناصر جدول تناوبی در کائنات (جهان هستی)

خواص فیزیکی

حالت فیزیکی کربن: جامد
حالت فیزیکی در دمای 25 درجه سلسیوس و فشار 1 اتمسفر بیان شده است.
فهرست حالت فیزیکی عناصر جدول تناوبی

رنگ عنصر کربن: سیاه
فهرست رنگ عناصر جدول تناوبی

دمای ذوب کربن:3800 K
دمای تغییر فاز یک ماده از جامد به مایع در فشار یک اتمسفر.
فهرست دمای ذوب عناصر جدول تناوبی

دمای جوش کربن:4300 K
دمای تغییر فاز یک ماده از مایع به گاز در فشار یک اتمسفر.
فهرست دمای جوش عناصر جدول تناوبی

چگالی کربن:2.267 g/cm³
نسبت جرم یک ماده به واحد حجم آن.
چگالی داده شده مربوط به آلوتروپ استاندارد هر عنصر است.
فهرست چگالی عناصر جدول تناوبی

حجم مولی کربن:5.3145 × 10^-6 m³/mol
نسبت حجم یک ماده به واحد مول آن.
حجم مولی داده شده مربوط به حالت تک اتمی هر عنصر است.
فهرست حجم مولی عناصر جدول تناوبی

خاصیت فلزی کربن: نافلز
فهرست خاصیت فلزی عناصر جدول تناوبی

آلوتروپ های کربن: گرافیت، الماس، کربن بی شکل (دوده)، لونزدالیت، فولرن، نانولوله ی کربنی
آلوتروپ یا دگرشکل عبارتست از حالت های ساختاری متفاوت برای یک عنصر مشخص.
فهرست آلوتروپ های عناصر جدول تناوبی

ساختار بلوری: شش گوشه (Hexagonal)
ساختار بلوری عناصر مربوط به حالت جامد آنها می‌باشد.
فهرست ساختار بلوری عناصر جدول تناوبی

رسانایی الکتریکی:1 × 10⁵ S/m
توانایی یک عنصر برای هدایت جریان الکتریکی.
فهرست رسانایی الکتریکی عناصر جدول تناوبی

رسانایی گرمایی:140 W/(m.K)
رسانایی یا توانایی یک عنصر برای هدایت جریان گرما.
فهرست رسانایی گرمایی عناصر جدول تناوبی

سختی کربن:0.5 MPa
به معنای میزان مقاومت مواد جامد در برابر تغییر شکل است.
سختی داده شده در مقیاس سختی موس Mohs است.
فهرست سختی عناصر جدول تناوبی

خاصیت مغناطیسی: دیامغناطیس
فهرست خاصیت مغناطیسی عناصر جدول تناوبی

گرمای ذوب کربن:105 kJ/mol
گرمای لازم برای ذوب یک مول از عنصر در حالت جامد.
فهرست گرمای ذوب مولی عناصر جدول تناوبی

گرمای تبخیر کربن:715 kJ/mol
گرمای لازم برای تبخیر یک مول از عنصر در حالت مایع.
فهرست گرمای تبخیر مولی عناصر جدول تناوبی

ظرفیت گرمایی مولی:8.517 J/(mol.K)
گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک مول از یک عنصر به اندازه یک کلوین.
فهرست ظرفیت گرمایی مولی عناصر جدول تناوبی

ظرفیت گرمایی ویژه:710 J/(kg.K)
گرمای موردنیاز برای افزایش دمای یک کیلوگرم از یک عنصر به اندازه یک کلوین.
فهرست ظرفیت گرمایی ویژه عناصر جدول تناوبی

دمای کوری کربن:نامشخص
در مواد فرومغناطیس، دمای‌ تبدیل مغناطیس دائمی به مغناطیس القایی.
فهرست دمای کوری عناصر جدول تناوبی

دمای نیل کربن:نامشخص
دمای تبدیل مواد آنتی فرومغناطیس به پارامغناطیس.
فهرست دمای نیل عناصر جدول تناوبی