Ogljik

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
borogljikdušik
 
C
Si  
 
 
C-TableImage.png
Splošno
Ime, simbol, vrstno število ogljik, C, 6
Kemijska vrsta nekovine
Skupina, perioda, blok 14 (IVA), 2, p
Gostota, trdota 2267 kg/m3,
0,5 (grafit)
10,0 (diamant)
Videz črn (grafit)
brezbarven (diamant)
Diamond-and-graphite-with-scale.jpg
Lastnosti atoma
Relativna atomska masa 12,0107 a. e. m.
Atomski polmer (izračunan) 70 (67) pm
Kovalentni polmer 77 pm
van der Waalsov polmer 170 pm
Elektronska konfiguracija [He]2s22p2
e- na energijski nivo 2, 4
Oksidacijska stanja (oksid) 4, 2 (rahlo kisel)
Kristalna struktura heksagonalna (grafit)
oktagonalna (diamant)
amorfna (saje)
Fizikalne lastnosti
Agregatno stanje trdno (diamagnetik)
Tališče 3773 K (6332 °F)
Vrelišče 5100 K (8721 °F)
Molski volumen 5,29 ×10−6 m3/mol
Izparilna toplota 355,8 kJ/mol (sublimira)
Talilna toplota N/A (sublimira)
Parni tlak 0 Pa
Hitrost zvoka 18350 m/s
Razne lastnosti
Elektronegativnost 2,55 (Paulingova lestvica)
Specifična toplota 710 J/(kg · K)
Električna prevodnost 0,061 × 106/(m·ohm)
Toplotna prevodnost 129 W/(m·K)
1. ionizacijski potencial 1086,5 kJ/mol
2. ionizacijski potencial 2352,6 kJ/mol
3. ionizacijski potencial 4620,5 kJ/mol
4. ionizacijski potencial 6222,7 kJ/mol
5. ionizacijski potencial 37831 kJ/mol
6. ionizacijski potencial 47277,0 kJ/mol
Najstabilnejši izotopi
izo NA t1/2 DM DE MeV DP
12C 98,9 % C je stabilen s 6 nevtroni
13C 1,1 % C je stabilen s 7 nevtroni
14C sled 5730 let beta- 0,156 14N
Če ni označeno drugače, so
uporabljene enote SI in standardni pogoji.

Ogljík (latinsko carbonium) je kemični element s simbolom C in vrstnim številom 6. Ogljik ni nastal v prapoku, saj morajo za njegov nastanek trojno trčiti trije delci alfa (jedra helija). Vesolje se je sprva širilo in ohlajalo prehitro, da bi bilo to mogoče. Nastaja pa v notrajnosti zvezd v vodoravni veji, kjer zvezde pretvarjajo helijevo jedro v ogljik v procesu treh delcev alfa.

Ogljik je izreden element zaradi številnih razlogov. Njegove različne oblike vključujejo eno od najmehkejših (grafit) in eno od najtrših (diamant) človeku znanih snovi. Povrh ima veliko afiniteto za spajanje z drugimi manjšimi atomi, vključno z drugimi atomi ogljika, in njegova majhnost mu omogoča, da oblikuje večkratne vezi. Zaradi teh lastnosti je znanih skoraj deset milijonov različnih ogljikovih spojin. Ogljikove spojine tvorijo osnovo za vse življenje na Zemlji, ogljiko-dušikov cikel pa zagotavlja del energije, ki jo dajejo Sonce in druge zvezde.

Oblike[uredi | uredi kodo]

Shema vezi v osmih alotropih ogljika: a) diamant; b) grafit; c) lonsdaleit; d–f) fulereni (C60, C540, C70); g) amorfni ogljik; h) ogljikova nanocevka

Ta nekovinski, tetravalentni element ima več alotropnih oblik:

  • diamant (najtrši znan mineral). Struktura vezi: 4 elektroni v 3-dimenzionalnih tako imenovanih sp3-orbitalah
  • grafit (ena najmehkejših snovi). Struktura vezi: 3 elektroni v 2-dimenzionalnih sp2-orbitalah in 1 elektron om v s-orbitalah.
  • kovalentno vezane sp1-orbitale so le kemijsko zanimive.

Fuleriti (fulereni) so nanometrske molekule. V preprosti obliki 60 ogljikovih atomov oblikuje grafitno plast, ki je zvita v 3-razsežno strukturo, podobno nogometni žogi.

Saje so sestavljene iz majhnih grafitnih območij. Ta območja so naključno razporejena, tako da je celotna struktura izotropna.

Tako imenovani steklasti ogljik (angleško glassy carbon) je izotropen in močan kot steklo. Za razliko od običajnega grafita, grafitne plasti niso urejene kot strani v knjigi, pač pa so zmečkane kot zmečkan papir.

Ogljikova vlakna so podobna steklastemu ogljiku. S posebno obdelavo (natezanje organskih vlaken in karbonizacija) je moč preurediti ravnine ogljika v smeri vlakna. Ogljikove plasti pravokotno na os vlakna niso nikakor orientirane. Rezultat so vlakna z večjo specifično čvrstostjo od jekla.

Reaktivnost[uredi | uredi kodo]

Ogljik se pojavlja v vsem organskem življenju in je osnova za organsko kemijo. Ta nekovina ima tudi zanimivo kemijsko lastnost, da se lahko veže s sabo in z mnogimi drugimi elementi, pri tem pa tvori skoraj 10 milijonov znanih spojin. Ko je vezan s kisikom, tvori ogljikov dioksid, ki je nujno potreben za rast rastlin. Ko je vezan z vodikom, oblikuje različne spojine, imenovane ogljikovodiki, ki jih rabi industrija v obliki fosilnih goriv. Ko je vezan s kisikom in vodikom skupaj, lahko tvori mnoge skupine spojin, vključno s maščobnimi kislinami, ki so nujne za življenje, in estre, ki dajejo okus mnogemu sadju. Ogljikov izotop ogljik-14 se uporablja za radioaktivno datiranje.

Nahajališča[uredi | uredi kodo]

Ogljik je za vodikom, helijem in kisikom četrti najbolj množičen element po masi v Vesolju. Pogost je v Soncu, drugih zvezdah, kometih in atmosferah večine planetov. V obliki ogljikovega dioksida ga je približno 810 gigaton v Zemljinem ozračju in 36.000 gigaton raztopljenega v vseh vodnih telesih. Nadaljnjih 1900 gigaton je vezanih v biosferi. Predstavlja tudi pomembno komponento karbonatnih kamnin (apnenec, dolomit, marmor idr.).

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]

  • Več gradiva o temi ogljik v Wikimedijini zbirki