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1 # 破聯絡我
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2 # 破聯絡我
碳是一種非金屬元素,位於元素週期表的第二週期iva族。它的化學符號是c,它的原子序數是6,電子構型為[he]2s22p2。碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在於大氣和地殼之中。碳單質很早就被人認識和利用,碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。拉丁語為carbonium,意為“煤,木炭”。漢字“碳”字由木炭的“炭”字加表固體非金屬元素的石字旁構成,從炭字音。性狀碳單質通常是無臭無味的固體。單質碳的物理和化學性質取決於它的晶體結構,外觀、密度、熔點等各自不同。碳的單質已知以多種同素異形體的形式存在:石墨金剛石富勒烯(fullerenes,也被稱為巴基球)無定形碳(amorphous,不是真的異形體,內部結構是石墨)碳奈米管(carbonnanotube)六方金剛石(lonsdaleite,與金剛石有相同的鍵型,但原子以六邊形排列,也被稱為六角金剛石)趙石墨(chaoite,石墨與隕石碰撞時產生,具有六邊形圖案的原子排列)汞黝礦結構(schwarzite,由於有七邊形的出現,六邊形層被扭曲到“負曲率”鞍形中的假想結構)纖維碳(filamentouscarbon,小片堆成長鏈而形成的纖維)碳氣凝膠(carbonaerogels,密度極小的多孔結構,類似於熟知的矽氣凝膠)碳奈米泡沫(carbonnanofoam,蛛網狀,有分形結構,密度是碳氣凝膠的百分之一,有鐵磁性)最常見的兩種單質是高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨,它們晶體結構和鍵型都不同。金剛石每個碳都是四面體4配位,類似脂肪族化合物;石墨每個碳都是三角形3配位,可以看作無限個苯環稠合起來。常溫下單質碳的化學性質比較穩定,不溶於水、稀酸、稀鹼和有機溶劑。同位素目前已知的同位素共有十二種,有碳8至碳19,其中碳12和碳13屬穩定型,其餘的均帶放射性,當中碳14的半衰期長達五千多年,其他的均全不足半小時。在地球的自然界裡,碳12在所有碳的含量佔98.93%,碳13則有1.07%。c的原子量取碳12、13兩種同位素丰度加權的平均值,一般計算時取12.01。碳12是國際單位制中定義摩爾的尺度,以12克碳12中含有的原子數為1摩爾。碳14由於具有較長的半衰期,被廣泛用來測定古物的年代。成鍵碳原子一般是四價的,這就需要4個單電子,但是其基態只有2個單電子,所以成鍵時總是要進行雜化。最常見的雜化方式是sp3雜化,4個價電子被充分利用,平均分佈在4個軌道里,屬於等性雜化。這種結構完全對稱,成鍵以後是穩定的σ鍵,而且沒有孤電子對的排斥,非常穩定。金剛石中所有碳原子都是這種以此種雜化方式成鍵。烷烴的碳原子也屬於此類。根據需要,碳原子也可以進行sp2或sp雜化。這兩種方式出現在成重鍵的情況下,未經雜化的p軌道垂直於雜化軌道,與鄰原子的p軌道成π鍵。烯烴中與雙鍵相連的碳原子為sp2雜化。由於sp2雜化可以使原子共面,當出現多個雙鍵時,垂直於分子平面的所有p軌道就有可能互相重疊形成共軛體系。苯是最典型的共軛體系,它已經失去了雙鍵的一些性質。石墨中所有的碳原子都處於一個大的共軛體系中,每一個片層有一個。化合物碳的化合物中,只有以下化合物屬於無機物:碳的氧化物:一氧化碳、二氧化碳碳酸鹽、碳酸氫鹽氰一系列擬鹵素及其擬鹵化物、擬滷酸鹽:氰、氧氰,硫氰其它含碳化合物都是有機化合物。由於碳原子形成的鍵都比較穩定,有機化合物中碳的個數、排列以及取代基的種類、位置都具有高度的隨意性,因此造成了有機物數量極其繁多這一現象,目前人類發現的化合物中有機物佔絕大多數。有機物的性質與無機物大不相同,它們一般可燃、不易溶於水,反應機理複雜,現已形成一門獨立的分科有機化學。分佈碳存在於自然界中(如以金剛石和石墨形式),是煤、石油、瀝青、石灰石和其它碳酸鹽以及一切有機化合物的最主要的成分,在地殼中的含量約0.027%。碳是佔生物體乾重比例最多的
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碳是一種非金屬元素,位於元素週期表的第二週期iva族。它的化學符號是c,它的原子序數是6,電子構型為[he]2s22p2。碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在於大氣和地殼之中。碳單質很早就被人認識和利用,碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。拉丁語為carbonium,意為“煤,木炭”。漢字“碳”字由木炭的“炭”字加表固體非金屬元素的石字旁構成,從炭字音。性狀碳單質通常是無臭無味的固體。單質碳的物理和化學性質取決於它的晶體結構,外觀、密度、熔點等各自不同。碳的單質已知以多種同素異形體的形式存在:石墨金剛石富勒烯(fullerenes,也被稱為巴基球)無定形碳(amorphous,不是真的異形體,內部結構是石墨)碳奈米管(carbonnanotube)六方金剛石(lonsdaleite,與金剛石有相同的鍵型,但原子以六邊形排列,也被稱為六角金剛石)趙石墨(chaoite,石墨與隕石碰撞時產生,具有六邊形圖案的原子排列)汞黝礦結構(schwarzite,由於有七邊形的出現,六邊形層被扭曲到“負曲率”鞍形中的假想結構)纖維碳(filamentouscarbon,小片堆成長鏈而形成的纖維)碳氣凝膠(carbonaerogels,密度極小的多孔結構,類似於熟知的矽氣凝膠)碳奈米泡沫(carbonnanofoam,蛛網狀,有分形結構,密度是碳氣凝膠的百分之一,有鐵磁性)最常見的兩種單質是高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨,它們晶體結構和鍵型都不同。金剛石每個碳都是四面體4配位,類似脂肪族化合物;石墨每個碳都是三角形3配位,可以看作無限個苯環稠合起來。常溫下單質碳的化學性質比較穩定,不溶於水、稀酸、稀鹼和有機溶劑。同位素目前已知的同位素共有十二種,有碳8至碳19,其中碳12和碳13屬穩定型,其餘的均帶放射性,當中碳14的半衰期長達五千多年,其他的均全不足半小時。在地球的自然界裡,碳12在所有碳的含量佔98.93%,碳13則有1.07%。c的原子量取碳12、13兩種同位素丰度加權的平均值,一般計算時取12.01。碳12是國際單位制中定義摩爾的尺度,以12克碳12中含有的原子數為1摩爾。碳14由於具有較長的半衰期,被廣泛用來測定古物的年代。成鍵碳原子一般是四價的,這就需要4個單電子,但是其基態只有2個單電子,所以成鍵時總是要進行雜化。最常見的雜化方式是sp3雜化,4個價電子被充分利用,平均分佈在4個軌道里,屬於等性雜化。這種結構完全對稱,成鍵以後是穩定的σ鍵,而且沒有孤電子對的排斥,非常穩定。金剛石中所有碳原子都是這種以此種雜化方式成鍵。烷烴的碳原子也屬於此類。根據需要,碳原子也可以進行sp2或sp雜化。這兩種方式出現在成重鍵的情況下,未經雜化的p軌道垂直於雜化軌道,與鄰原子的p軌道成π鍵。烯烴中與雙鍵相連的碳原子為sp2雜化。由於sp2雜化可以使原子共面,當出現多個雙鍵時,垂直於分子平面的所有p軌道就有可能互相重疊形成共軛體系。苯是最典型的共軛體系,它已經失去了雙鍵的一些性質。石墨中所有的碳原子都處於一個大的共軛體系中,每一個片層有一個。化合物碳的化合物中,只有以下化合物屬於無機物:碳的氧化物:一氧化碳、二氧化碳碳酸鹽、碳酸氫鹽氰一系列擬鹵素及其擬鹵化物、擬滷酸鹽:氰、氧氰,硫氰其它含碳化合物都是有機化合物。由於碳原子形成的鍵都比較穩定,有機化合物中碳的個數、排列以及取代基的種類、位置都具有高度的隨意性,因此造成了有機物數量極其繁多這一現象,目前人類發現的化合物中有機物佔絕大多數。有機物的性質與無機物大不相同,它們一般可燃、不易溶於水,反應機理複雜,現已形成一門獨立的分科有機化學。分佈碳存在於自然界中(如以金剛石和石墨形式),是煤、石油、瀝青、石灰石和其它碳酸鹽以及一切有機化合物的最主要的成分,在地殼中的含量約0.027%。碳是佔生物體乾重比例最多的