คาร์บอน

คาร์บอน (อังกฤษ: Carbon) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ C และเลขอะตอม 6 เป็นธาตุอโลหะที่มีอยู่มาก มีวาเลนซ์ 4 และมีหลายอัญรูป:

• เพชร โครงสร้างยึดเหนี่ยว: 4 อิเล็กตรอนใน sp3–orbital แบบ 3 มิติ
• แกรไฟต์ (หนึ่งในสารที่อ่อนที่สุด) โครงสร้างยึดเหนี่ยว: 3 อิเล็กตรอนใน sp2–orbital 2 มิติ และ 1 อิเล็กตรอนใน p-orbital
• ฟูลเลอไรต์ (หรือ ฟูลเลอรีน) คือโมเลกุลขนาดนาโนเมตร ในรูปแบบที่เรียบง่าย คาร์บอน 60 อะตอมจะเรียงตัวคล้ายกับชั้นแกรไฟต์

คาร์บอน, ₀₀C

Graphite (left) and diamond (right), two allotropes of carbon
คาร์บอน
อัญรูป	graphite, diamond and more (see Allotropes of carbon)
รูปลักษณ์	ใส (เพชร) & สีดำ (แกรไฟต์)
Standard atomic weight Ar°(C)
	[12.0096, 12.0116] 12.011±0.002 (abridged)[1]
คาร์บอนในตารางธาตุ
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson - ↑ C ↓ Si โบรอน ← คาร์บอน → ไนโตรเจน
หมู่	group 14 (carbon group)
คาบ	คาบที่ 2
บล็อก	บล็อก-p
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[He] 2s2 2p2
จำนวนอิเล็กตรอนต่อชั้น	2, 4
สมบัติทางกายภาพ
วัฏภาค ณ STP	ของแข็ง
Sublimation point	3915 K ​(3642 °C, ​6588 °F)
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	amorphous:[2] 1.8–2.1 g/cm3 diamond: 3.515 g/cm3 graphite: 2.267 g/cm3
Triple point	4600 K, ​10800[3][4] kPa
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว	117 (แกรไฟต์) kJ/mol
ความจุความร้อนโมลาร์	6.155 (เพชร) 8.517 (แกรไฟต์) J/(mol·K)
สมบัติเชิงอะตอม
เลขออกซิเดชัน	−4, −3, −2, −1, 0, +1,[5] +2, +3,[6] +4[7] (ออกไซด์เป็นกรดเล็กน้อย)
อิเล็กโตรเนกาทิวิตี	Pauling scale: 2.55
พลังงานไอออไนเซชัน	(more)
รัศมีอะตอม	empirical: 77 pm
รัศมีโคเวเลนต์	77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	170 pm
Color lines in a spectral range เส้นสเปกตรัมของคาร์บอน
สมบัติอื่น
โครงสร้างผลึก	​เพชร เพชร crystal structure for คาร์บอน (เพชร,ใส)
การขยายตัวจากความร้อน	0.8 (diamond)[8] µm/(m⋅K) (ณ 25 °C)
การนำความร้อน	900-2300 (diamond) 119-165 (graphite) W/(m⋅K)
ความเป็นแม่เหล็ก	ไดอะแมกเนติก[9]
มอดุลัสของยัง	1050 (เพชร)[8] GPa
โมดูลัสของแรงเฉือน	478 (เพชร)[8] GPa
Bulk modulus	442 (เพชร)[8] GPa
Speed of sound thin rod	18350 (diamond) m/s (ณ 20 °C)
อัตราส่วนปัวซง	0.1 (เพชร)[8]
Mohs hardness	10 (เพชร) 1-2 (แกรไฟต์)
เลขทะเบียน CAS	7440-44-0
ประวัติศาสตร์
การค้นพบ	ชาวอียิปต์ and ชาวสุมาเรียน[10] (3750 BC)
ได้รับการยอมรับว่าเป็นธาตุโดย	อองตวน ลาวัวซิเอ[11] (1789)
ไอโซโทปของคาร์บอน ด ก
ไม่มีหน้า แม่แบบ:กล่องข้อมูลไอโซโทปของคาร์บอน
หมวดหมู่: คาร์บอน ดู คุย แก้ | แหล่งอ้างอิง

Lamp black ประกอบด้วยพื้นที่ที่เป็นแกรไฟต์ขนาดเล็ก ๆ ซึ่งพื้นที่เหล่านี้จะกระจายสุ่ม จึงมีโครงสร้างไอโซโทรปิก

Glassy carbon มีโครงสร้างไอโซโทรปิกและมีความแข็งพอ ๆ กับกระจก ซึ่งต่างจากแกรไฟต์ที่ชั้นแกรไฟต์ไม่ได้เรียงซ้อนกันเหมือนกระดาษเรียบ ๆ แต่เรียงเหมือนกับกระดาษที่ขยำแล้ว

คาร์บอนไฟเบอร์มีลักษณะคล้ายกับ glassy carbon ภายใต้การผลิตแบบพิเศษ (การยืดไฟเบอร์อินทรีย์และการทำเป็นคาร์บอน) ทำให้สามารถจัดระนาบคาร์บอนในทิศทางของไฟเบอร์ได้ ในทิศตั้งฉากกับแกนไฟเบอร์ ไม่มีการตั้งระนาบของคาร์บอน ทำให้ไฟเบอร์ที่ได้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้า

คาร์บอนปรากฏในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และเป็นพื้นฐานของอินทรีย์เคมี นอกจากนี้ อโลหะนี้มีคุณสมบัติทางเคมีที่สามารถทำพันธะกับตัวเอง และธาตุอื่น ๆ เป็นจำนวนมาก เกิดได้เป็นสารประกอบเกือบ 10 ล้านกว่าชนิด เมื่อรวมกับออกซิเจน จะเกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตของพืช เมื่อรวมกับไฮโดรเจน จะเกิดเป็นสารประกอบต่าง ๆ ที่เรียกรวม ๆ ว่าไฮโดรคาร์บอน ซึ่งจำเป็นต่ออุตสาหกรรมในรูปแบบของเชื้อเพลิงฟอสซิล เมื่อรวมกับทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจน สามารถจะเกิดเป็นสารประกอบได้หลายประเภท เช่น กรดไขมัน ซึ่งจำเป็นต่อชีวิต และเอสเทอร์ ซึ่งให้รสชาติแก่ผลไม้หลายชนิด ไอโซโทป คาร์บอน-14 ใช้ในการวัดอายุโดยใช้กัมมันตภาพรังสี

อ้างอิง

1. "Standard Atomic Weights: Carbon". CIAAW. 2009.
2. Lide, D. R., บ.ก. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
3. Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon. 14 (6): 357. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
4. Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon. 43 (6): 1115. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
5. "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
6. "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
7. "Carbon: Binary compounds". สืบค้นเมื่อ 2007-12-06.
8. Properties of diamond, Ioffe Institute Database
9. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
10. "History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky". Caer.uky.edu. สืบค้นเมื่อ 2008-09-12.
11. Senese, Fred (2000-09-09). "Who discovered carbon?". Frostburg State University. สืบค้นเมื่อ 2007-11-24.