Đặc điểm của nguyên tố Cac bon và hình thái tự nhiên của nó

Carbon

Carbon là duy nhất trong các tính chất hóa học của nó vì nó tạo thành một số thành phần vượt trội so với tổng cộng tất cả các yếu tố khác kết hợp với nhau.

Nhóm lớn nhất của tất cả các thành phần này là nhóm được hình thành bởi carbon và hydro. Chúng tôi biết tối thiểu khoảng 1 triệu thành phần hữu cơ và con số này được phát hiện tăng nhanh mỗi năm. Mặc dù việc phân loại không nghiêm ngặt, carbon tạo thành một loạt các hợp chất khác được coi là vô cơ, với số lượng thấp hơn nhiều so với các hợp chất hữu cơ.

Carbon nguyên tố tồn tại ở hai dạng tinh thể đẳng hướng được xác định rõ: kim cương và than chì. Các dạng khác có ít tinh thể là carbon thực vật và khói đen. Carbon tinh khiết hóa học có thể được điều chế bằng cách phân hủy đường (sucrose) trong điều kiện không có không khí. Các tính chất vật lý và hóa học của carbon phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể của nguyên tố.

Mật độ của nó dao động từ 2,25 g / cm³ (1,30 ounce / in³) đối với than chì và 3,51 g / cm³ (2,03 ounce / in³) đối với kim cương. Điểm nóng chảy của than chì là 3500ºC (632ºF) và điểm sôi ngoại suy là 4830ºC (8726ºF). Carbon nguyên tố là một chất trơ, không hòa tan trong nước, axit và bazơ loãng, cũng như các dung môi hữu cơ. Ở nhiệt độ cao, nó liên kết với oxy để tạo thành carbon monoxide hoặc dioxide. Với các tác nhân oxy hóa nóng, như axit nitric và kali nitrat, thu được axit metilic C6 (CO2H) 6. Trong số các halogen chỉ có flo phản ứng trực tiếp với carbon nguyên tố. Một số lượng lớn kim loại kết hợp với nguyên tố ở nhiệt độ cao để tạo thành các cacbua.

Nó tạo thành ba thành phần khí với oxy: carbon monoxide, CO, carbon dioxide, CO2, và carbon suboxide, C3O2. Hai cái đầu tiên là quan trọng nhất từ ​​quan điểm công nghiệp. Carbon tạo thành các hợp chất với các halogen với CX4 là công thức chung, trong đó X là flo, clo, brom hoặc iốt. Ở nhiệt độ môi trường, carbon tetrafluoride là khí, tetrachloride là chất lỏng và hai hợp chất còn lại là chất rắn. Chúng tôi cũng biết tứ diện carbon hỗn hợp. Điều quan trọng nhất trong tất cả có thể là dichlorodifluoromethane, CCl2F2, được gọi là freon.

Carbon trong môi trường

Carbon và các thành phần của nó được phân phối rộng rãi trong tự nhiên. Ước tính là carbon hình thành 0,032% lớp vỏ Trái đất. Carbon tự do được tìm thấy trong các hồ chứa lớn như than cứng, dạng vô định hình của nguyên tố này với các hợp chất phức tạp khác của carbon-hydro-nitơ. Carbon tinh thể tinh khiết được tìm thấy ở dạng than chì và kim cương.

Bầu khí quyển của Trái đất chứa nồng độ carbon dioxide và carbon monoxide ngày càng tăng, hình thành từ đốt nhiên liệu hóa thạch và khí metan (CH4), sự suy giảm cây xanh và tăng số lượng vật nuôi.

Không có yếu tố nào là thiết yếu đối với sự sống hơn carbon, bởi vì chỉ có carbon hình thành các liên kết đơn mạnh mẽ với chính nó đủ ổn định để chống lại sự tấn công hóa học trong điều kiện môi trường xung quanh. Điều này mang lại cho carbon khả năng hình thành chuỗi dài và các vòng nguyên tử, là cơ sở cấu trúc cho nhiều hợp chất bao gồm tế bào sống, trong đó quan trọng nhất là DNA.

Một lượng lớn carbon được tìm thấy ở dạng hợp chất. Carbon có mặt trong khí quyển dưới dạng carbon dioxide với 0,03% về thể tích. Một số khoáng chất, như đá vôi, đôlômit, thạch cao và đá cẩm thạch, có chứa cacbonat. Tất cả các thực vật và động vật sống được hình thành bởi các hợp chất hữu cơ phức tạp, nơi carbon được kết hợp với hydro, oxy, nitơ và các yếu tố khác. Phần còn lại của thực vật và động vật sống tạo thành các mỏ: dầu mỏ, nhựa đường và bitum. Các mỏ khí tự nhiên chứa các hợp chất được hình thành bởi carbon và hydro.

Ứng dụng

Phần tử miễn phí có rất nhiều công dụng, bao gồm cả mục đích trang trí kim cương trong trang sức hoặc bột màu đen trong vành ô tô và mực máy in. Một dạng carbon khác, than chì, được sử dụng cho chén nung ở nhiệt độ cao, tế bào khô và điện cực vòm nhẹ, cho đầu bút chì và làm chất bôi trơn. Carbon thực vật, một dạng carbon vô định hình, được sử dụng làm chất hấp thụ và tẩy trắng khí.

Các hợp chất carbon có rất nhiều công dụng. Carbon dioxide được sử dụng trong cacbonat hóa đồ uống, trong bình chữa cháy và, ở trạng thái rắn, như một chất làm mát (đá khô). Carbon monoxide được sử dụng làm chất khử trong nhiều quá trình luyện kim. Carbon tetraclorua và carbon disulphide là các dung môi công nghiệp quan trọng. Freon được sử dụng trong các hệ thống làm mát. Canxi cacbua được sử dụng để điều chế axetylen; Nó được sử dụng để hàn và cắt kim loại, cũng như để điều chế các hợp chất hữu cơ khác. Các cacbua kim loại khác có công dụng quan trọng là chất chống nhiệt và dao cắt kim loại.