Kohlenstoff-Fakten - Ordnungszahl 6 oder C

Kohlenstoff ist das Element mit der Ordnungszahl 6 im Periodensystem mit dem Symbol C. Dieses nichtmetallische Element ist der Schlüssel zur Chemie lebender Organismen, vor allem aufgrund seines vierwertigen Zustands, der es ihm ermöglicht, vier kovalente chemische Bindungen mit anderen Atomen einzugehen. Hier sind Fakten zu diesem wichtigen und interessanten Element.

Kohlenstoff-Grundfakten

Ordnungszahl: 6

Symbol: C

Atomares Gewicht: 12.011

Entdeckung: Kohlenstoff kommt in der Natur frei vor und ist seit prähistorischer Zeit bekannt. Die frühesten bekannten Formen waren Holzkohle und Ruß. Diamanten waren in China mindestens schon 2500 v. Chr. Bekannt. Die Römer wussten, wie man Holzkohle aus Holz herstellt, indem man sie in einem abgedeckten Behälter erhitzt, um Luft auszuschließen. René Antoine Ferchault de Réaumur zeigte, dass Eisen durch die Absorption von Kohlenstoff im Jahr 1722 in Stahl umgewandelt wurde. Im Jahr 1772 wies Antoine Lavoisier nach, dass Diamanten Kohlenstoff waren, indem er Diamant und Kohle erhitzte und das freigesetzte Kohlendioxid pro Gramm maß.

Elektronenkonfiguration: [Er] 2s²2p²

Wortherkunft: Latein carbo, Deutscher Kohlenstoff, französischer Kohlenstoff: Kohle oder Holzkohle

Isotope: Es gibt sieben natürliche Kohlenstoffisotope. 1961 nahm die Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie das Isotop Kohlenstoff-12 als Basis für Atomgewichte an. Kohlenstoff-12 macht 98,93% des natürlich vorkommenden Kohlenstoffs aus, während Kohlenstoff-13 die anderen 1,07% ausmacht. Biochemische Reaktionen verwenden bevorzugt Kohlenstoff-12 gegenüber Kohlenstoff-13. Carbon-14 ist ein natürlich vorkommendes Radioisotop. Es entsteht in der Atmosphäre, wenn kosmische Strahlung mit Stickstoff in Wechselwirkung tritt. Aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit (5730 Jahre) ist das Isotop in Gesteinen fast nicht vorhanden, der Zerfall kann jedoch zur Radiokohlenstoffdatierung von Organismen verwendet werden. Es sind 15 Kohlenstoffisotope bekannt.

Eigenschaften: Kohlenstoff kommt in der Natur in drei allotropen Formen frei vor: amorph (lampenschwarz, knochenschwarz), Graphit und Diamant. Es wird angenommen, dass eine vierte Form, "weißer" Kohlenstoff, existiert. Andere Allotrope von Kohlenstoff schließen Graphen, Fullerene und glasartigen Kohlenstoff ein. Diamant ist eine der härtesten Substanzen mit hohem Schmelzpunkt und Brechungsindex. Graphit hingegen ist extrem weich. Die Eigenschaften von Kohlenstoff hängen stark von seinem Allotrop ab.

Verwendet: Kohlenstoff bildet zahlreiche und vielfältige Verbindungen mit unbegrenzten Anwendungsmöglichkeiten. Viele tausend Kohlenstoffverbindungen sind ein wesentlicher Bestandteil von Lebensprozessen. Diamant wird als Edelstein geschätzt und zum Schneiden, Bohren und Lagern verwendet. Graphit wird als Schmelztiegel zum Schmelzen von Metallen, in Stiften, zum Rostschutz, zum Schmieren und als Moderator zum Verlangsamen von Neutronen für die Atomspaltung verwendet. Amorpher Kohlenstoff wird zur Entfernung von Geschmack und Gerüchen verwendet.

Elementklassifizierung: Nicht-Metall

Toxizität: Reiner Kohlenstoff gilt als ungiftig. Es kann als Kohle oder Graphit gegessen oder zur Herstellung von Tätowierfarbe verwendet werden. Das Einatmen von Kohlenstoff reizt jedoch das Lungengewebe und kann zu Lungenerkrankungen führen. Kohlenstoff ist lebenswichtig, da er den Baustein für Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate und Fette darstellt.

Quelle: Kohlenstoff ist nach Wasserstoff, Helium und Sauerstoff das vierthäufigste Element im Universum. Es ist das 15. häufigste Element in der Erdkruste. Das Element bildet sich in Riesen- und Überriesensternen über den Triple-Alpha-Prozess. Wenn Sterne als Supernovae sterben, wird Kohlenstoff durch die Explosion zerstreut und Teil der Materie, die in neue Sterne und Planeten integriert ist.

Physikalische Kohlenstoffdaten

Dichte (g / cm³): 2,25 (Graphit)

Schmelzpunkt (K): 3820

Siedepunkt (K): 5100

Aussehen: dicht, schwarz (Ruß)

Atomvolumen (cm³ / mol): 5.3

Ionenradius: 16 (+ 4e) 260 (-4e)

Spezifische Wärme (bei 20 ° C J / g Mol): 0,711

Debye-Temperatur (° K): 1860.00

Pauling-Negativitätszahl: 2,55

Erste ionisierende Energie (kJ / mol): 1085,7

Oxidationszustände: 4, 2, -4

Gitterstruktur: Diagonal

Gitterkonstante (Å): 3,570

Kristallstruktur: sechseckig

Elektronegativität: 2,55 (Pauling-Skala)

Atomradius: 70 Uhr

Atomradius (berechnet): 67 Uhr

Kovalenter Radius: 77 Uhr

Van der Waals Radius: 170 Uhr

Magnetische Bestellung: diamagnetisch

Wärmeleitfähigkeit (300 K) (Graphit): (119-165) W · m - 1 · K - 1

Wärmeleitfähigkeit (300 K) (Diamant): (900-2320) W · m - 1 · K - 1

Wärmeleitfähigkeit (300 K) (Diamant): (503-1300) mm² / s

Mohs-Härte (Graphit): 1-2

Mohs-Härte (Diamant): 10.0

CAS Registrierungsnummer: 7440-44-0

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Quellen

• Deming, Anna (2010). "König der Elemente?". Nanotechnologie. 21 (30): 300201. doi: 10.1088 / 0957-4484 / 21/30/300201
• Lide, D. R., Hrsg. (2005). CRC Handbuch für Chemie und Physik (86. Aufl.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
• Weast, Robert (1984). CRC, Handbuch für Chemie und Physik. Boca Raton, Florida: Veröffentlichen von Chemical Rubber Company. S. E110. ISBN 0-8493-0464-4.