Carbon - stare naturală, proprietăți fizice și utilizări

Starea naturală

Proprietăți fizice

Utilizări

Carbonul este al patrulea cel mai răspândit element chimic din univers, fiind în același timp componenta de baza a materiei organice.

♦ În stare liberă

Carbonul nativ se găsește sub două forme alotropice: diamant și grafit. O a treia formă alotropică o constituie folerenele.

În diamant, fiecare atom este unit de alți 4 atomi prin legături covalente orientate în spațiu după vârfurile unui tetraedru regulat.

În grafit, fiecare atom este unit de alți 3 atomi prin legături covalente orientate simetric în plan, după vârfurile unui triunghi echilateral. Între planurile succesive se stabilesc forțe slabe.

În fulerene, fiecare atom este unit de alți 3 atomi prin legături covalente într-o structură aproape sferică formată din 60 până la 84 de atomi de carbon sub formă de hexagoane sau pentagoane.

Carbonul se mai găsește, în diverse proporții, în cărbunii de pământ: antracit (90-95% C), huilă (80-90% C), lignit (60-82% C), turbă (50-60% C).

♦ Sub formă de combinații

Carbonul intră în compoziția unor substanțe anorganice (CO₂, carbonați) și în toate substanțele organice.

Cele mai răspândite minereuri ce conțin carbon sunt: calcarul (CaCO₃), marmura (CaCO₃), dolomitul (CaCO₃•MgCO₃).

♦ Diamantul

♦ solid incolor și transparent (diversele impurități pot determina colorarea acestuia), cristalizat cubic;

♦ p.t. > + 3550 ⁰C;

♦ mai greu decât apa;

♦ ρ= 3,51 g/cm³;

♦ insolubil în toți dizolvanții;

♦ are duritatea maximă pe scara Mohs (10);

♦ izolator electric;

♦ reflectă lumina, fiind strălucitor.

♦ Grafit

♦ solid opac, negru-cenușiu, lucios, unsuros, cristalizat hexagonal;

♦ p.t. > + 3550 ⁰C;

♦ mai greu decât apa, dar mai ușor decât diamantul;

♦ ρ= 2,25 g/cm³;

♦ insolubil în toți dizolvanții;

♦ duritatea mică (1 pe scara Mohs);

♦ conducător electric;

♦ planurile în care se găsesc atomii alunecă unele peste altele, lăsând urme pe hârtie.

♦ Fulerene

♦ solide opace, negre,cristaline;

♦ mai grele decât apa, dar mai ușor decât diamantul și grafitul;

♦ ρ= 1,75 - 2,19g/cm³ (în funcție de numărul de atomi de carbon);

♦ solubil în dizolvanți nepolari;

♦ duritatea mică;

♦ izolatori electrici și termici.

♦ Diamantul

♦ găurirea și șlefuirea metalelor dure;

♦ tăiertea și gravarea sticlei;

♦ lagăre pentru mașini;

♦ bijuterii.

♦ Grafit

♦ mine de creion;

♦ creuzete metalurgice;

♦ electrozi;

♦ lubrifianți.

♦ Cărbuni de pământ

♦ combustibili;

♦ agent reducător în metalurgie;

♦ medicamente (cărbune activ);

♦ datarea antichităților.

SUBSTANTE ANORGANICE

Carbon - stare naturală, proprietăți fizice și utilizări