Carbonul

      Simbolul chimic: C

      Numarul atomic "Z": 6

      Numarul de masa "A": 12

      Nemetal

      Carbonul se gaseste in grupa a IV-A si perioada a 2-a

      Nu formeaza ioni

STARE NATURALA:

Carbonul formeaza numai 0 % din masa scoartei terestre. El se gaseste raspandit in natura sub forma de compusi :

      In substantele anorganice :

ex.: carbonati - calcar ( CaCo₃ )

dioxid de carbon (CO₂)

      Carbonul se gaseste in toate substantele organice:

ex.:Se gaseste in corpul uman : corpul unui om de 70 de kg contine 14 kg de carbon.

Carbonul prezinta aliotropie si se gaseste in stare libera sub 4 forme:

      -diamant

      -grafit

      -fulerene

      -carbune de pamant

PROPRIETATI FIZICE:

Proprietatile fizice ale carbonului difera in functie de forma in care se gaseste:

Diamantul

	Structura diamantului

Diamantul, incolor si straveziu , cānd este pur, cristalizeaza in sistemul cubic. Densitatea este 3,51 g/cm3. Indicele de refractie, neobisnuit de mare, da nastere jocului de lumina specific al acestei pietre pretioase. Diamantul este rau conductor de lumina si electricitate.

Diamantul este una dintre cele mai dure substante cunoscute si din aceasta cauza de neinlocuit pentru fabricarea de scule destinate a taia, gauri sau lustrui materiale foarte dure. El īnsusi nu poate fi lustruit decat cu propria sa pulbere. Pe de alta parte diamantul este casant. El poate fi pulverizat intr-un mojar de otel.

Din pacate exista foarte putine depozite de diamante pe Pamānt, cele bogate fiind si mai putine. Unul dintre ele se afla in Africa de Sud si īnca oferea pana la 90 % din productia mondiala de diamante.

In Rusia s-a descoperit in Iakutia o regiune īntinsa continand diamante si acum acestea se obtin la scara industriala.

Formarea diamantelor naturale necesita conditii extraordinare, si anume temperaturi si presiuni uriase. Diamantele s-au nascut in straturile mai adānci ale scoartei terestre. In anumite locuri straturile cu diamante se topesc si apoi ies la suprafata si īngheata, dar aceasta se īntāmpla foarte rar.

Proprietati

Structura cristalina a diamantului da socoteala de toate proprietatile acestei substante. Temperatura īnalta de vaporizare, aproape 4000° si lipsa unei faze lichide se explica prin faptul ca, la trecerea din starea cristalina in starea de vapori trebuie rupte covalente. La temperatura īnalta la care are loc vaporizarea, vaporii de carbon sunt compusi din atomi liberi.

In cristalul de diamant, atomii sunt mentinuti in pozitiile lor de echilibru prin forte mult mai puternice decat in metale sau in cristalele ionice.

Proprietatile optice ale diamantului sunt de asemenea in concordanta cu structura sa cristalina. Transparenta totala fata de lumina vizibila si ultravioleta dovedeste ca electronii legaturilor C-C din diamant nu pot fi excitati de frecventele acestor radiatii electromagnetice.

Diamantul este mult mai putin reactiv decat carbunele negru si chiar decat grafitul. El se aprinde, in oxigen molecular, doar la 800° C. Prin īncalzire īndelungata la 1500° , in absenta oxigenului, diamantul se transforma in grafit.

	Celebrul diamant Hope, de 45 carate este cel mai mare diamant albastru cunoscut. Poarta numele unui bancher american si a fost donat muzeului Smithsonian.

Diamante artificiale

Īncercari numeroase de a fabrica diamante sintetice, efectuate timp de aproape un secol, au dat gres. Īncepānd din 1955 se fabrica industrial diamante sintetice, prin īncalzirea grafitului la 3000° si 125000 atm. Viteza transformarii este marita prin mici adaosuri de Cr, Fe sau Pt.

Se obtin diamante negre, de 0,02-0,05 g, care se utilizeaza pentru scopuri industriale.

	Structura grafitului

Grafit

Grafitul este un solid nergu cu duritate mica (1-2 pe scara duritatii). Prezinta fenomenul de clivaj si lasa urme pe hartie.

Grafitul este singura forma a carbonului care este bun conducator de caldura si elctricitate. Este opac si insolubil

in orice dizolvant, cu densitatea de aprozimativ 2,2 g/cm³.

Este distribuit la scara mare peste tot pe glob, depozite importante gasindu-se in Marea Britanie, Madagascar, Sri Lanka si Canada.

Structura fulerenelor

Fulerene

Fulerenele reprezinta solide opace de culoare neagra cu duritate mica. Sunt proaste conducatoare de caldura si elctricitae si solibile in benzina. Densitatea variaza intre 1,75 si 2,19 g/cm³.

In 1996 a fost oferit Premiul Nobel in domeniul chimiei pentru descoperirea fulerenelor.

PROPRIETATI CHIMICE:

Reactia carbonului cu hidrogenul:

-rezulta hidrocarburi (metanul )

C + 2H₂ CH₄

- reactia are loc la peste 2000C sau in prezenta unui catalizator ( Ni )

Arderea carbonului

arderea poate fi completa sau incompleta

2C + O₂ 2CO ( ardere incompleta )

C  + O₂ CO₂

( ardere completa )

2CO + O₂ 2CO₂

prin arderea carbonului cu oxigenul rezulta caldura

Reactia carbonului cu apa

daca peste carbunii adusi la incandescenta se trece un curent de vapori de apa, se obtine un amestec de gaze ( CO si H₂ ) numit "gaz de apa" :

C  + H₂O CO + H₂

"gazul de apa" se utilizeaza drept combustibil

Reactia carbonului cu oxizii unor metale

C  + 2CuO 2Cu  + CO₂

CIRCUITUL CARBONULUI  IN NATURA