Carbon
Tên tiếng Việt: Cacbon · C
Carbon (cacbon) là phi kim có ký hiệu C, số hiệu nguyên tử 6 và là nền tảng của hoá học hữu cơ. Carbon có khả năng tạo rất nhiều hợp chất nhờ liên kết cộng hoá trị bền và khả năng liên kết với chính nó. Khi học Carbon, người học cần chú ý các dạng thù hình như kim cương, than chì và vai trò của Carbon trong sự sống.
Cấu tạo nguyên tử
Nguyên tử Carbon trung hoà có 6 proton và 6 electron. Cấu hình tham khảo: [He] 2s² 2p². Phân bố electron theo lớp: 2, 4.
[He] 2s² 2p²Tính chất vật lý
Carbon có nhiều dạng thù hình với tính chất vật lý rất khác nhau. Kim cương rất cứng, trong suốt và không dẫn điện tốt; than chì mềm, màu đen xám và dẫn điện do cấu trúc lớp; than vô định hình có cấu trúc kém trật tự hơn. Sự khác nhau này cho thấy cùng một nguyên tố nhưng cách sắp xếp nguyên tử khác nhau có thể tạo ra tính chất vật lý hoàn toàn khác.
Tính chất hoá học
Carbon có thể phản ứng với Oxygen tạo CO₂ khi cháy hoàn toàn hoặc CO khi cháy không hoàn toàn. Carbon có tính khử ở nhiệt độ cao, có thể khử một số oxide kim loại trong luyện kim. Trong hợp chất hữu cơ, Carbon tạo liên kết với Hydrogen, Oxygen, Nitơ, halogen và nhiều nguyên tố khác. Số oxi hoá của Carbon có thể thay đổi trong nhiều hợp chất, vì vậy Carbon xuất hiện trong rất nhiều phản ứng hoá học quan trọng.
Ứng dụng
Carbon có vai trò đặc biệt trong đời sống và công nghiệp. Kim cương được dùng trong trang sức và dụng cụ cắt; than chì dùng trong bút chì, điện cực, chất bôi trơn; than hoạt tính dùng để hấp phụ chất bẩn và xử lý nước. Carbon cũng là thành phần cơ bản của nhiên liệu hoá thạch, hợp chất hữu cơ, sinh vật sống và vật liệu mới như graphene.
Nguyên tử khối và đồng vị
Nguyên tử khối chuẩn: [12.0096, 12.0116]. Số neutron phụ thuộc vào đồng vị; với số khối A, số neutron bằng A − 6.
Phân bố trong tự nhiên
Carbon có trong kim cương, than chì, các khoáng cacbonat và nhiều hợp chất hữu cơ. Nước, đất, khí quyển và sinh vật trao đổi carbon qua nhiều quá trình; khí CO₂ chỉ là một trong các dạng chứa carbon.
Lịch sử phát hiện
Than và muội được biết từ thời cổ đại. Cuối thế kỷ XVIII, các thí nghiệm cho thấy kim cương khi cháy tạo CO₂, góp phần xác định kim cương và những vật liệu carbon khác thuộc cùng một nguyên tố.
Lưu ý an toàn
Nguy cơ phụ thuộc dạng carbon và sản phẩm tạo ra. Bụi vật liệu cần được kiểm soát; sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu chứa carbon có thể sinh CO độc. Không đánh đồng an toàn của than chì với khí CO hoặc vật liệu nano carbon.
Bảng dữ liệu nguyên tố
| Tên quốc tế | Carbon |
|---|---|
| Tên tiếng Việt | Cacbon |
| Ký hiệu | C |
| Số hiệu nguyên tử | 6 |
| Nguyên tử khối chuẩn | [12.0096, 12.0116] |
| Nhóm | 14 |
| Chu kỳ | 2 |
| Khối | p |
| Cấu hình electron tham khảo | [He] 2s² 2p² |
| Trạng thái ở 20 °C | Chất rắn |
| Nhiệt độ nóng chảy | Chưa có giá trị cho điều kiện xác định |
| Nhiệt độ sôi | Chưa có giá trị cho điều kiện xác định |
Số khối đồng vị khác với nguyên tử khối chuẩn. Các tính chất còn là dự đoán được ghi rõ trong nội dung; điều kiện đo cần được xem cùng tài liệu nguồn.
Tham khảo thêm
Bạn có thể đọc thêm các tài liệu nguồn dưới đây để tìm hiểu sâu hơn về nguyên tố và bối cảnh của các số liệu.