Carbonio

Carbonio
BoroCarbonioNitrochén
-

C

Si
Información cheneral
Nombre, simbolo, numero Carbonio, C, 6
Serie quimicaNo metal
Grupo, periodo, bloque 14, 2, p
ColorNegro (grafito)
Incoloro (diamant)
Peso atomico 12.0107(8)g·mol1
Configuración electronica 1s2 2s2 2p2
Electrons por capa 2, 4
Propiedatz fisicas
FaseSolido
Densidat (a t.a.)(Grafito) 1.9-2.3 g·cm3
Punto de fusión3925 K
(3652 °C, 6605 °F)
Entalpía de fusión(Grafito) ? 100 kJ·mol1
Entalpía de fusión(Diamant) ? 120 kJ·mol1
Entalpía de vaporización715 kJ·mol1
Calor especifica(25 °C) (Grafito)
8.517 J·mol1·K1
Calor especifica(25 °C) (Diamant)
6.115 J·mol1·K1
Presión de vapor (Grafito)
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K   2839 3048 3289 3572 3908
Propiedatz atomicas
Estructura cristalina(Grafito) hexagonal
Estatos d'oxidación4, 3 , 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4
Electronegatividat2.55 (escala de Pauling)
Enerchías d'ionización
(mas)
1ª: 1086.5 kJ·mol1
2ª: 2352.6 kJ·mol1
3ª: 4620.5 kJ·mol1
Radio atomico70 pm
Radio atomico (calc.)67 pm
Radio covalent77 pm
Radio de van der Waals170 pm
Atra información
Ordenación magneticaDiamagnetico
Resistividat electrica(Grafito) 1.375*10-5Ω·m
Conductividat termal(300 K) (Grafito)
(80–230) W·m1·K1
Conductividat termal(300 K) (Diamant)
(900–2320) W·m1·K1
Difusividat termica(300 K) (Diamant)
(503–1300) mm²/s
Dureza Mohs(Grafito) 1-2
Dureza Mohs(Diamant) 10.0
Numero CAS7440-44-0
Isotopos mas estables
iso AN Vida MD ED (MeV) PD

15

12C 98.9% 12C ye estable con 6 neutrons
13C 1.1% 13C ye estable con 7 neutrons
14C traza 5730 anyos beta- 0.156 14N

O carbonio ye un elemento quimico de numero atomico 6. Ye un elemento, por un regular, tetravalent, no metalico y solido a temperatura ambient.

Ye l'elemento quimico base en a vida organica, y ye a base d'a quimica organica. Totas as formas de vida conoixidas son formatas de moleculas composatas prencipalment por carbonio, hidrochén, nitrochén y oxichén (amás de muitos atros elementos en menos proporción). Iste elemento no metalico tien a intresant propiedat de poder enlazar-se con ell mesmo y con una ampla variedat d'atros elementos. Se conoix quasi 10 millons de compuestos organicos composaus por estructuras de carbonio.

Caracteristicas prencipals

O carbonio ye un elemento important por diversas razons:

  • O carbonio no fue creyato mientres o Big Bang, ya que requiere ta a suya cheneración una colisión triple de particlas alfa (nuclios d'helio). L'universo en primerías s'expandió y enfrío a escape ta fer ixo posible. Pero en o interior d'as estrelas se troba una concentración suficient d'helio ta transformar bells nuclios d'iste elemento en carbonio a traviés d'o dito proceso triple alfa.
  • En o interior d'as estrelas, o ciclo d'o carbonio y o nitrochén proporciona parti d'a enerchía producita por o Sol y atras estrelas.
  • As suyas diferents estructuras incluyen una d'as sustancias mas tovas conoixitas (o grafito) y una d'as mas duras (o diamant). (se veiga escala de Dureza Mohs)
  • Amás, tien una gran afinidat ta enlazar-se quimicament con atros atomos chicotz, y a suya chicota mida le permite a formación d'enlaces multiples. Istas propiedatz permiten a o carbonio formar quasi 10 millons de compuestos organicos diferents. Istos compuestos de carbonio son a base de toda a vida en a Tierra.
    • Con l'oxichén, forma o dioxido de carbonio, vital ta lo creiximiento d'as plantas y atros autotrofos (se veiga o ciclo d'o carbonio).
    • Con o hidrochén forma numerosos compuestos, ditos chenericament hidrocarburos, esencials ta la industria y o transportes actuals, en forma de combustibles fosils.
    • Con hidrochén y oxichén, forma una gran variedat de compuestos, como por eixemplo os acidos grasos, esencials ta la vida, y os ésters que dan o suyo gusto caracteristico a las fruitas.

Aplicacions

O carbonio ye un component vital de totz os sers vivos, y sin o qual a vida, tal como a conoixemos, no podría existir. L'actividat economica mas gran relativa a o carbonio (en l'actualidat) ye en forma d'hidrocarburos, os ditos combustibles fosils, gas metano y crudo. O crudo ye emplegato por a industria petroquimica ta producir mas que mas petrolio, benzina, gasolio y queroseno a traviés d'un proceso de destilación en as ditas refinerías. O crudo ye a materia primera ta muitas sustancias sinteticas, entre ellas os omnipresents plasticos.

Tochetz de carbón vechetal

Atros usos:

  • O isotopo 14C, descubierto o 27 de febrero de 1940 se fa servir en a datación radioactiva.[1][2]
  • O grafito ye combinato con archilas ta formar as minas emplegatas en os lapiceros.
  • O diamant s'emplega como piedra preciosa con finalidatz decorativas debito a o suyo brillo, y tamién s'emplega ta fabricar esmoladeras de perforación, gracias a la suya dureza.
  • O carbonio s'adhibe a o fierro ta fabricar acero.
  • O carbonio ye emplegato ta fabricar barras de control en reactors nucleyars
  • Os polvos de grafito cuetos s'emplegan como carbón ta fer cocer piezas d'arte y ta atros usos.
  • O carbón en pindolas u en polvo s'emplega ta absorber toxinas u verenos en l'aparato dichestivo

As propiedatz quimicas y estructurals d'os fulerenos, en a forma de nanotubos de carbonio, tienen un futuro prometedor en o naixient campo d'a nanotecnolochía.

Historia

Caseta de carboners en a val de l'Asieso

O carbonio (l'orichen latín d'a parola proviene d'o carbón), fue descubierto en a prehistoria, y se creyaba cremando material organico (lenya) en manca d'oxichén. L'obchectivo de l'oficio de carbonero yera a obtención de carbón.

Os diamants, tamién conoixitos dende fa muito tiempo, son consideratos a piedra preciosa por excelencia, debito a la suya gran dureza y brillo.

Os fulerenos, descubiertos en a decada de 1980, tienen un futuro prometedor en o campo d'a nanotecnolochía.

En a naturaleza

Os diamants son carbonio puro

O carbonio no se creyó mientres o Big Bang ya que hese amenistato a triple colisión de particlas alfa (nuclios atomicos d'helio) y l'universo s'expandió y enfrió prou a escape ta que a probabilidat de que ixo pasase fuese significativa. A on sí ocurre iste proceso ye en o interior d'as estrelas (en a fase «RH (Branca horizontal)») a on iste elemento ye abundant, trobando-se amás en atros cuerpos celestes como as estrelas y en as atmosferas d'as planetas. Bells meteoritos contienen diamants microscopicos que se formoron quan o sistema solar yera encara un disco protoplanetario.

En combinación con atros elementos, o carbonio se troba en l'atmosfera terrestre y disuelto en l'augua, y acompanyato de menors cantidatz de calcio, magnesio y fierro forma masas granizas de roca (calcaria, dolomia, marbre, etc.).

O grafito se troba en grans cantidatz en Estatos Unitos, Rusia, Mexico, Gronlandia y India.

Os diamants naturals se troban asociatos a rocas vulcanicas (kimberlita y lamproita). Os mayors depositos de diamants se troban en o continent africán (Sudafrica, Namibia, Botswana, Republica d'o Congo y Sierra Leona. Existe amás depositos importants en Canadá, Rusia, Brasil y Australia.

Precaucions

Os compuestos de carbonio tienen una gran variedat d'efectos toxicos. O monoxido de carbonio (CO), present en os gases d'escape d'os motors de combustión, y o cianuro (CN-), que a vegadas contamina as menas, son extremadament toxicos ta os mamifers. Muitos atros compuestos no son toxicos, sino esencials ta la vida, pero presentan atros periglos. Gases organicos como o etileno (CH2=CH2), l'acetileno (HC≡CH), y o metano (CH4) son explosivos y inflamables si se mezclan con l'aire.

Se veiga tamién

  • Carbonio-14.

Referencias

  1. Libby, W. F. (1952). Radiocarbon dating. Chicago University Press and references therein.
  2. (en) The Nobel Prize in Chemistry 1960 A. Westgren. Nobel Foundation, 1960

Vinclos externos

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