คาร์บอน
คาร์บอน (อังกฤษ: Carbon) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ C และเลขอะตอม 6 เป็นธาตุอโลหะที่มีอยู่มาก มีวาเลนซ์ 4 และมีหลายอัญรูป:
- เพชร โครงสร้างยึดเหนี่ยว: 4 อิเล็กตรอนใน sp3–orbital แบบ 3 มิติ
- แกรไฟต์ (หนึ่งในสารที่อ่อนที่สุด) โครงสร้างยึดเหนี่ยว: 3 อิเล็กตรอนใน sp2–orbital 2 มิติ และ 1 อิเล็กตรอนใน p-orbital
- ฟูลเลอไรต์ (หรือ ฟูลเลอรีน) คือโมเลกุลขนาดนาโนเมตร ในรูปแบบที่เรียบง่าย คาร์บอน 60 อะตอมจะเรียงตัวคล้ายกับชั้นแกรไฟต์
 Graphite (left) and diamond (right), two allotropes of carbon | ||||||
| คาร์บอน | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| อัญรูป | graphite, diamond and more (see Allotropes of carbon) | |||||
| รูปลักษณ์ | ใส (เพชร) & สีดำ (แกรไฟต์) | |||||
| Standard atomic weight Ar°(C) | ||||||
| ||||||
| คาร์บอนในตารางธาตุ | ||||||
| ||||||
| หมู่ | group 14 (carbon group) | |||||
| คาบ | คาบที่ 2 | |||||
| บล็อก | บล็อก-p | |||||
| การจัดเรียงอิเล็กตรอน | [He] 2s2 2p2 | |||||
| จำนวนอิเล็กตรอนต่อชั้น | 2, 4 | |||||
| สมบัติทางกายภาพ | ||||||
| วัฏภาค ณ STP | ของแข็ง | |||||
| Sublimation point | 3915 K (3642 °C, 6588 °F) | |||||
| ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.) | amorphous:[2] 1.8–2.1 g/cm3 diamond: 3.515 g/cm3 graphite: 2.267 g/cm3 | |||||
| Triple point | 4600 K, 10800[3][4] kPa | |||||
| ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว | 117 (แกรไฟต์) kJ/mol | |||||
| ความจุความร้อนโมลาร์ | 6.155 (เพชร) 8.517 (แกรไฟต์) J/(mol·K) | |||||
| สมบัติเชิงอะตอม | ||||||
| เลขออกซิเดชัน | −4, −3, −2, −1, 0, +1,[5] +2, +3,[6] +4[7] (ออกไซด์เป็นกรดเล็กน้อย) | |||||
| อิเล็กโตรเนกาทิวิตี | Pauling scale: 2.55 | |||||
| พลังงานไอออไนเซชัน |
| |||||
| รัศมีอะตอม | empirical: 77 pm | |||||
| รัศมีโคเวเลนต์ | 77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm | |||||
| รัศมีวานเดอร์วาลส์ | 170 pm | |||||
 | ||||||
| สมบัติอื่น | ||||||
| โครงสร้างผลึก | เพชร (เพชร,ใส) | |||||
| การขยายตัวจากความร้อน | 0.8 (diamond)[8] µm/(m⋅K) (ณ 25 °C) | |||||
| การนำความร้อน | 900-2300 (diamond) 119-165 (graphite) W/(m⋅K) | |||||
| ความเป็นแม่เหล็ก | ไดอะแมกเนติก[9] | |||||
| มอดุลัสของยัง | 1050 (เพชร)[8] GPa | |||||
| โมดูลัสของแรงเฉือน | 478 (เพชร)[8] GPa | |||||
| Bulk modulus | 442 (เพชร)[8] GPa | |||||
| Speed of sound thin rod | 18350 (diamond) m/s (ณ 20 °C) | |||||
| อัตราส่วนปัวซง | 0.1 (เพชร)[8] | |||||
| Mohs hardness | 10 (เพชร) 1-2 (แกรไฟต์) | |||||
| เลขทะเบียน CAS | 7440-44-0 | |||||
| ประวัติศาสตร์ | ||||||
| การค้นพบ | ชาวอียิปต์ and ชาวสุมาเรียน[10] (3750 BC) | |||||
| ได้รับการยอมรับว่าเป็นธาตุโดย | อองตวน ลาวัวซิเอ[11] (1789) | |||||
| ไอโซโทปของคาร์บอน | ||||||
| ไม่มีหน้า แม่แบบ:กล่องข้อมูลไอโซโทปของคาร์บอน | ||||||
Lamp black ประกอบด้วยพื้นที่ที่เป็นแกรไฟต์ขนาดเล็ก ๆ ซึ่งพื้นที่เหล่านี้จะกระจายสุ่ม จึงมีโครงสร้างไอโซโทรปิก
Glassy carbon มีโครงสร้างไอโซโทรปิกและมีความแข็งพอ ๆ กับกระจก ซึ่งต่างจากแกรไฟต์ที่ชั้นแกรไฟต์ไม่ได้เรียงซ้อนกันเหมือนกระดาษเรียบ ๆ แต่เรียงเหมือนกับกระดาษที่ขยำแล้ว
คาร์บอนไฟเบอร์มีลักษณะคล้ายกับ glassy carbon ภายใต้การผลิตแบบพิเศษ (การยืดไฟเบอร์อินทรีย์และการทำเป็นคาร์บอน) ทำให้สามารถจัดระนาบคาร์บอนในทิศทางของไฟเบอร์ได้ ในทิศตั้งฉากกับแกนไฟเบอร์ ไม่มีการตั้งระนาบของคาร์บอน ทำให้ไฟเบอร์ที่ได้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้า
คาร์บอนปรากฏในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และเป็นพื้นฐานของอินทรีย์เคมี นอกจากนี้ อโลหะนี้มีคุณสมบัติทางเคมีที่สามารถทำพันธะกับตัวเอง และธาตุอื่น ๆ เป็นจำนวนมาก เกิดได้เป็นสารประกอบเกือบ 10 ล้านกว่าชนิด เมื่อรวมกับออกซิเจน จะเกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตของพืช เมื่อรวมกับไฮโดรเจน จะเกิดเป็นสารประกอบต่าง ๆ ที่เรียกรวม ๆ ว่าไฮโดรคาร์บอน ซึ่งจำเป็นต่ออุตสาหกรรมในรูปแบบของเชื้อเพลิงฟอสซิล เมื่อรวมกับทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจน สามารถจะเกิดเป็นสารประกอบได้หลายประเภท เช่น กรดไขมัน ซึ่งจำเป็นต่อชีวิต และเอสเทอร์ ซึ่งให้รสชาติแก่ผลไม้หลายชนิด ไอโซโทป คาร์บอน-14 ใช้ในการวัดอายุโดยใช้กัมมันตภาพรังสี
อ้างอิง
แก้- ↑ "Standard Atomic Weights: Carbon". CIAAW. 2009.
- ↑ Lide, D. R., บ.ก. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon. 14 (6): 357. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
- ↑ Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon. 43 (6): 1115. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
- ↑ "Carbon: Binary compounds". สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
- ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 Properties of diamond, Ioffe Institute Database
- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ↑ "History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky". Caer.uky.edu. สืบค้นเมื่อ 2008-09-12.
- ↑ Senese, Fred (2000-09-09). "Who discovered carbon?". Frostburg State University. สืบค้นเมื่อ 2007-11-24.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
- ↑ "Carbon: Binary compounds". สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
 | บทความเคมีนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล |