Вуглярод
Вуглярод, вуглец, вуглятвор (па-лацінску: Carboneum) C — хімічны элемэнт IV групы галоўнай падгрупы 2-га пэрыяду пэрыядычнай сыстэмы; атамны нумар 6, немэтал, атамная маса 12,01115. Часам завецца «вугаль»[1]. Тры ізатопы сустракаюцца ў прыродзе, 12С і 13С зьяўляюцца стабільнымі, тады як 14С ёсьць радыёнуклідам з пэрыядам паўраспаду каля 5730 гадоў[2]. Ізатоп 12C зьяўляецца эталонам для азначэньня атамнай адзінкі масы[3]. Вуглярод вядомы са старажытных часоў[4] у выглядзе алмаза ды графіта[5].
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| Выгляд | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Антрацыт (зьмяшчае 95% вугляроду)  алмаз ды графіт | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Агульная інфармацыя | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Назва, сымбаль, атамны нумар | Вуглярод, C, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Катэгорыя элемэнту | Немэталы | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Група, пэрыяд, блёк | 14, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Адносная атамная маса | 12,01115 г·моль−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Канфігурацыя электронаў | [He] 2s2 2p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Электронаў у абалонцы | 2, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Фізычныя ўласьцівасьці | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Фаза | Цьвёрдае цела | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Шчыльнасьць (пры п. т.) | 3,52 г·см−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Шчыльнасьць (пры п. т.) | (графіт) 2,25 г·см−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Шчыльнасьць (пры п. т.) | (аморфны) 1,9 г·см−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Тэмпэратура плаўленьня | 3550 °C, 6420 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Тэмпэратура кіпеньня | 4827 °C, 8721 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Удзельная цеплыня плаўленьня | 20,5 кДж·моль−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Электрычны супор | (0 °C) 13,75*10-6Ω·м | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Цеплаправоднасьць | (300 K) 80-220 Вт·м−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Каэф. цеплавога расшырэньня | 2,10 мкм/(м·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Уласьцівасьці атама | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Ступені затляненьня | 2, 3, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Электраадмоўнасьць | 2,55 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Атамны радыюс | 160 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Кавалентны радыюс | 75 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Радыюс Ван дэр Ваальса | 177 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Іншыя характарыстыкі | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Нумар CAS | 7440-44-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Найбольш стабільныя ізатопы | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Асн. артыкул: ізатопы | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Вуглярод 15-ы элемэнт паводле распаўсюджанасьці ў зямной кары, і чацьвёрты — у Сусьвеце паводле масы пасьля вадароду, гелю і тлена. Вуглярод забясьпечвае ўнікальную разнастайнасьць арганічных злучэньняў, а таксама мае здольнасьць утвараць палімэры пры тэмпэратурах, якія часта фіксуюцца на Зямлі. Гэты элемэнт ёсьць агульным элемэнтам усіх вядомых формаў жыцьця. Вуглярод зьяўляецца другім самым распаўсюджаным элемэнтам у арганізьме чалавека паводле масы пасьля кісьлі, ён складае каля 18,5% ад масы чалавека[6].
Прыродныя крыніцы
Вуглярод — адзін з найбольш распаўсюджаных элемэнтаў у зямной кары, залягае ў выглядзе мінэралаў (графіт, алмаз) і гаручых выкапняў (вугаль). Каля траціны сусьветных запасаў глебавага вугляроду знаходзіцца ў тарфяніках[7]. У атмасфэры знаходзіцца ў выглядзе дыаксіду вугляроду CO2. Злучэньні вугляроду — асноўная састаўная частка тканак расьлінаў і жывёлаў. Валентнасьць вуглярода ў большасьці злучэньняў роўная 4.
Прымяненьне
Вуглярод выкарыстоўваюць у вытворчасьці алмазных інструмэнтаў, электра-тэхнічных вырабаў, у гумавай, паліграфічнай, лякафарбавай прамысловасьці, мэталюргіі.
Алятропныя мадыфікацыі вугляроду
- аморфны вуглярод (анг. amorphous carbon);
- графіт;
- алмаз;
- фулерэн (анг. fullerene);
- анг. buckyball ці buckminsterfullerine
- вугляродная нанатрубка (анг. carbon nanotube);
- графэн;
- вугляродная нанапочка (анг. carbon nanobude);
- вугляроднае нанавалакно (анг. carbon nanofibers);
- лансдэйліт (анг. lonsdaleite);
- шкляны вуглярод (анг. glassy carbon);
- вугляроднае нанашумавіньне (анг. carbon nanofoam);
- карбін (анг. carbyne).
Ізатопы
Штучна атрыманыя ізатопы вуглярода с атамнымі масамі ад 8 да 22.
| Ізатоп | Натуральная частотнасьць | t1/2 | Радыеактыўнасьць | Энэргія распаду МэВ | Прадукт распаду |
|---|---|---|---|---|---|
| 11C | 20,4 хв | β+ | 0,961 | 11B | |
| 12C | 98,9% | стабільны | |||
| 13C | 1,1% | стабільны | |||
| 14C | 5730 год | β- | 0,060 | 14N | |
Крыніцы
Літаратура
- Ізатопы: уласьцівасьці, атрыманьне, прымяненьне = Изотопы: свойства, получение, применение / Под ред. В. Ю. Баранова. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — Т. 2. — С. 625. — ISBN 5-9221-0534-X
Вонкавыя спасылкі
- Carbon Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc. (May 13, 2020). Праверана 28 верасьня 2020 г.