- Символ: C
- Атомный номер: 6
- Атомный вес: 12.011
- Классификация: Неметалл
- Фаза при комнатной температуре: Твердое вещество
- Плотность: аморфный: от 1,8 до 2,1, алмаз: 3,515, графит: 2,267 грамма на кубический сантиметр
- Температура плавления (алмаз): 3550 °C
- Температура кипения (алмаз): 4200 °C
- Точка сублимации (графит): 3642 °C
- Обнаружен: Об углероде было известно с древних времен
Углерод — один из важнейших элементов жизни на планете Земля. Он образует больше соединений, чем любой другой элемент, и составляет основу всей растительной и животной жизни. Углерод является четвертым по распространенности элементом во Вселенной по массе и вторым по распространенности элементом в организме человека.
Углерод постоянно циркулирует в океанах Земли, растительной и животной жизни и атмосфере. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о углеродном цикле.
Характеристики и свойства
Углерод встречается на Земле в виде трех различных аллотропов, включая аморфный, графитовый и алмазный. Аллотропы — это материалы, изготовленные из одного и того же элемента, но их атомы по-разному сочетаются друг с другом. Каждый аллотроп углерода обладает различными физическими свойствами.
В своем алмазном аллотропе углерод является самым твердым известным веществом в природе. Он также обладает самой высокой теплопроводностью из всех элементов. Алмаз прозрачного цвета. Графит, с другой стороны, является одним из самых мягких материалов и имеет черно-серый цвет. Графит — хороший электрический проводник. Аморфный углерод обычно черного цвета и используется для описания угля и сажи.
Одной из ключевых характеристик углерода является его способность образовывать длинные цепочки молекул путем соединения с другими атомами углерода. Углерод также имеет самую высокую температуру плавления из всех элементов.
Где на Земле содержится углерод?
Углерод содержится по всей земле. Это основной элемент во многих горных породах, таких как известняк и мрамор. Он содержится в аллотропных формах алмаза, графита и аморфного углерода по всему миру.
Углерод также содержится во многих соединениях, включая диоксид углерода, в атмосфере Земли и растворен в океанах и других крупных водоемах. Углеводороды, из которых образуются многие виды топлива, такие как уголь, природный газ и нефть, также содержат углерод.
Углерод содержится во всех формах жизни. По массе он составляет 18 процентов человеческого тела.
Как углерод используется сегодня?
Углерод так или иначе используется практически во всех отраслях промышленности мира. Он используется в качестве топлива в виде угля, газообразного метана и сырой нефти (которая используется для производства бензина). Он используется для производства всевозможных материалов, включая пластмассы и сплавы, такие как сталь (комбинация углерода и железа). Его даже используют для изготовления черных чернил для принтеров и рисования.
Графит часто используется при изготовлении аккумуляторов, тормозов и смазочных материалов. Он также используется для изготовления пишущей (черной) части карандашей.
Бриллианты используются для изготовления изящных ювелирных изделий и считаются самыми ценными из всех драгоценных камней. Бриллианты также используются из-за их твердости в режущих инструментах и прецизионных инструментах.
Как он был открыт?
Люди знали об углероде как веществе с древних времен. Французский ученый Антуан Лавуазье определил, что алмаз состоит из углерода в 1772 году.
Откуда углерод получил свое название?
Углерод получил свое название от латинского слова «carbo», означающего древесный уголь.
Изотопы
Существует два стабильных природных изотопа углерода, углерод-12 и углерод-13. Углерод-12 составляет почти 99% углерода, обнаруженного на Земле. Известно 15 изотопов углерода. Углерод-14 используется для датирования материалов на основе углерода в «углеродном датировании».
Интересные факты об углероде
- Жизнь на Земле обычно называют «жизнью на основе углерода».
- Недавно был открыт четвертый аллотроп углерода, названный фуллереном.
- Известно, что он образует почти 10 миллионов различных соединений.
- Он легко образует соединения за счет ковалентной связи своих четырех валентных электронов.
- Углерод — четвертый по распространенности элемент во Вселенной и, как правило, четвертый по распространенности элемент в звездах.
- Углеродные звезды — это звезды, в атмосфере которых углерода больше, чем кислорода.
- Растения получают углерод из атмосферы в процессе фотосинтеза.
- Углеродные цепочки составляют основу сложных молекул, таких как ДНК.
