Carboni racó superior dret
Carboni
C
6
posición  Història
 Abundància
 Estructura
 Propietats
 Preparació
 Usos
 Isòtops
racó inferior esquerre racó inferior dret
 Configuració electrònica racó superior dret
1s22s2p2
Tabla de Configuraciones Electrónicas
racó inferior esquerre racó inferior dret

 Propietats racó superior dret

Podem trobar el carboni en tres varietats al·lotròpiques: diamant, grafit i carboni amorf. Aquestes varietats són sòlides amb uns punts de fusió extremadament alts i són insolubles en tots els dissolvents a temperatures ordinàries. Les propietats físiques de les tres formes difereixen àmpliament com a conseqüència de les diferències en l'estructura cristal·lina. En el diamant, una de les substàncies conegudes com a més dures, cada àtom es vincula amb quatre àtoms més en una estructura tridimensional. El carboni és incolor i no condueix l'electricitat.

Els diamants acostumen a tenir un  to groguenc lleu i la presència d'algunes “impureses” li dóna uns lleugers tons rosat, blau, vermell i verd que són molt apreciats en la joieria. Els diamants imperfectes acostumen a utilitzar-se en la construcció d'eines de tall i també per tallar i polir altres pedres.

El diamant, a 800ºC, crema en l'oxigen pur produint diòxid de carboni. És possible fabricar diamants artificials sotmetent el carbó a altes pressions i temperatures però els diamants obtinguts així són molt petits i el cost de producció és excessivament elevat.

El grafit es troba molt difós en la naturalesa. Estructuralment consisteix en capes planes d'àtoms organitzats hexagonalment que s'uneixen dèbilment unes amb les altres. És una substància tova, untuosa i de color negre brillant.

El grafit és un bon conductor del corrent elèctric, resisteix a l'acció de molts reactius químics i és força estable davant de la calor. Per totes aquestes propietats és utilitzat per fabricar elèctrodes així com  en alguns processos de galvanoplàstia. Mesclat amb argila és el principal constituent de les mines dels llapis.

El carboni amorf es caracteritza per tenir un grau molt baix de cristal·lització. El carboni amorf pur pot obtenir-se escalfant sucre purificat a 900ºC en absència d'aire. El punt de fusió del grafit és 3.925ºC i el del diamant 3.823ºC. Les densitats són 2,25 i 3,51 kg/m³, respectivament.

Si es dissol una petita proporció de carboni en el ferro fos obtenim l'acer. La configuració electrònica del carboni explica les altes possibilitats de combinació amb ell mateix i amb altres elements, produint una quantitat de compostos que requereixen un estudi específic  que anomenem la química del carboni.

La seva reacció amb l'hidrogen a alta temperatura produeix metà:

C + 2H2 = CH4

A temperatures ordinàries el carboni es caracteritza per la baixa reactivitat. A altes temperatures reacciona directament amb la majoria dels metalls per tal de formar carburs i amb l'oxigen per formar monòxid de carboni (CO) i diòxid de carboni (CO2 ).

El carboni en forma de coc s'utilitza per treure oxigen a minerals d'òxids metàl·lics amb la finalitat d'obtenir el metall pur. El carboni també forma compostos amb la majoria dels elements no metàl·lics, malgrat que alguns d'ells, com el tetraclorur de carboni (CCl4 ) s'han d'obtenir indirectament.

El 1985 els científics van vaporitzar el grafit per produir una forma estable de la molècula de carboni que consisteix en 60 àtoms de carboni de forma esfèrica, semblant a una pilota de futbol.

[FULLERENO]
"buckyball"

La molècula se l'anomenà familiarment  buckyball en honor a R. Buckminster Fuller, el seu descobridor. La molècula podria ser comuna en la pols interestel·lar.

Valors de les Propietats

Massa Atòmica 12,0107 uma
Punt de Fusió 3800 K
Punt d'Ebullició 5100 K
Densitat 3513 kg/m³
Duresa (Mohs) 0,8 (grafit)
Potencial Normal de Reducció + 0,52 V CO | C solució àcida
Conductivitat Tèrmica 1,59 J/m s ºC
Conductivitat Elèctrica 0,7 (mOhm.cm)-1
Calor Específica 689,70 J/kg ºK
Calor de Vaporització 355,8 kJ/mol
Calor d'Atomització 717,0 kJ/mol d'àtoms
Estats d'Oxidació -4, -3, -2, -1, +1, +2, +3 , +4
1a Energia d'Ionització 1086,4 kJ/mol
2a Energia d'Ionització 2352,6 kJ/mol
3a Energia d'Ionització 4620,4 kJ/mol
Afinitat Electrònica 153,9 kJ/mol
Radi Atòmic 0,914 Å
Radi Covalent 0,77 Å
Radi Iònic C-4 = 2,60 Å
C+4 = 0,15 Å
Volum Atòmic 4,58 cm³/mol
Polaritzabilitat 1,8 ų
Electronegativitat (Pauling) 2,55

 

Resum de Reactivitat

Amb aire: Vigorosa; flecha CO2
Amb H2O: No reacciona
Amb HCl 6M: No reacciona
Amb HNO3 15M: Suau; amb calor flecha C6(COOH)6
Amb NaOH 6M: No reacciona
racó inferior esquerre racó inferior dret
torna