Węgiel (pierwiastek)

Z Wikipedii

B - C - N - C Si       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Węgiel, C, 6
Własności metaliczne	niemetal
Grupa, okres, blok	14 (IVA), 2, p
Gęstość twardość	2090 do 2230 kg/m3 (grafit) od 1,5 do 0,5 (grafit) 10,0 (diament)
Wygląd
Kolor	czarny (grafit, fuleren) bezbarwny (diament)
Własności atomowe
Masa atomowa	12,0107 u
Promień atomowy (obl.)	70 (67) pm
Promień kowalencyjny	77 pm
Promień van der Waalsa	170 pm
Konfiguracja elektronowa	[He]2s²2p²
e- na poziom energetyczny	2, 4
Stopień utlenienia	4, 2
Własności kwasowe tlenków	lekko kwaśne
Struktura krystaliczna	heksagonalna
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	3820 K (3547 °C) [1]
Temperatura wrzenia	5100 K (4827 °C) [1]
Objętość molowa	5,29×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	355,8 kJ/mol (sublimuje)
Ciepło topnienia	brak (sublimuje)
Ciśnienie pary nasyconej	0 Pa
Prędkość dźwięku	18,35 km/s
Pozostałe dane
Elektroujemność	2,55 (Pauling) 2,50 (Allred)
Ciepło właściwe	710 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	6,1×104 S/m
Przewodność cieplna	129 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	1 086,5 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	2 352,6 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	4 620,5 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	6 222,7 kJ/mol
V Potencjał jonizacyjny	37 831 kJ/mol
VI Potencjał jonizacyjny	47 277 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 11C {syn.} 20,3 min β+   11B 12C 98,9% stabilny izotop z 6 neutronami 13C 1,1% stabilny izotop z 7 neutronami 14C ślady 5730 lat β- 0,156 14N
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu

Węgiel (C, łac. carboneum) - pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku p w układzie okresowym.

Stabilne izotopy to ¹²C oraz ¹³C. Ważnym niestabilnym izotopem jest ¹⁴C (radiowęgiel) powstający z ¹⁴N w górnych warstwach atmosfery, pod wpływem promieniowania kosmicznego. Izotop ten używany jest do datowania.

Zawartość węgla w skorupie ziemskiej wynosi 0,018%.

Węgiel był znany już ludziom pierwotnym.

Węgiel posiada następujące odmiany alotropowe [patrz: obrazek pod tabelką]:

• grafit
• diament
• fuleren
• formy poliynowe

Niektórzy uważają też, że jego odmianami alotropowymi są:

• nanocebulka
• nanorurka
• nanopianka
• karbin

choć są to raczej nazwy struktur supramolekularnych niż odmiany alotropowe w pełnym tego słowa znaczeniu.

Naturalne złoża węgla kamiennego i węgla brunatnego to mieszanina węgla w postaci grafitu, sadzy i różnego rodzaju zanieczyszczeń.

Liczba znanych związków węgla jest ponad 10 razy większa niż liczba wszystkich znanych związków innych pierwiastków. Wynika to głównie z jego znaczenia biologicznego, powodującego że na badania związków węgla poświęca się znacznie więcej czasu i nakładów niż na inne działy chemii. Oprócz organicznych związków węgla duże znaczenie mają też dwutlenek węgla, tlenek węgla, kwas węglowy, węglany oraz węgliki. Powszechnie stosowany jest w stopach z żelazem (stal i żeliwo).

Węgiel stanowi podstawę życia na Ziemi, gdyż z jego związków są zbudowane praktycznie wszystkie struktury organizmów żywych.

Węgiel jest jednym z paliw kopalnych i ważnym źródłem nieodnawialnej energii. Uważa się, że spalanie węgla, a także innych kopalnych paliw przyczynia się do powstawania efektu cieplarnianego.

Grafit jest stosowany w poligrafii do produkcji ołówków oraz jako jedna z elektrod w spawalnictwie. Diament jest kamieniem szlachetnym stosowanym w jubilerstwie oraz ze względu na swoją wysoką twardość w urządzeniach pomiarowych, narzędziach do skrawania, zwłaszcza szlifowania i wiercenia. Węgiel bezpostaciowy jest używany w medycynie oraz jako węgiel aktywny do procesów filtracji i oczyszczania.

Jako pierwszy polską nazwę - węgiel - zaproponował Filip Walter.

Przypisy