Pegi ngagai isi

Karbon

Edit link
Ari Wikipedia
Fail:Element 6.webm
atom karbon

Karbon bisi dalam semua utai idup karbon sereta asas kimia organik. Bahan ukai logam mega ngembuan penteba kimia ti narit ati iya nya ulih ngikat pangan diri enggau mayuh unsur bukai, nempa nyaut deka 10 juta sebatian ti ditemu.Lebuh begempung enggau oksigen iya nempa karbon dioksida ti amat beguna ngagai penumbuh pun kayu.Lebuh begempung enggau hidrogen, iya nempa mayuh macham sebatian ti dikelala hidrokarbon ke amat beguna ngagai pengilangan nyadibahan api fosil. Lebuh begempung enggau oksigen sereta hidrogen iya ulih nempa mayuh kumpulan sebatian nyengkaum asid lemak, ti beguna ngagai pengidup enggau ester, ti meri perisa ngagai mayuh buah-buah ba perintah langit. Isotop karbon-14 tebalan dikena dalam penentu tarikh radioaktif.

Alotrop

[edit | edit bunsu]

Karbon ngembuan berapa tukuh alotropik :

  • Intan ( mineral ti pemadu keras dikelala ). Struktur: tiap atom bisi kaul tetrahedral enggau empat iti agi, lalu nempa jaringan 3 dimensi ti bisi enam iti gelung persegi.
  • grafit (siti ari utai ti pemadu lembut). Struktur: tiap-tiap atom diikat trigonal ngagai tiga atom bukai, lalu nempa jaringan 2 dimensi ti bisi enam gelung rata ti bebansa; lambar ti rata nya lemi begelung. Dikena dalam pensel dikena nanda keretas .
  • penuh enggau . Struktur: molekul besai ti setanding ti ditempa sepenuh iya ari ikatan karbon trigonal, nempa ( sferoid ) (ti pemadu dikelala sereta mudah iya nya buckminsterfullerene tauka buckyballs ).
  • serafit (permukaan ti balat lembut). Struktur iya enda ulih ditetapka.
  • lonsdaleite ( pengerusak intan ). Struktur: sebaka enggau intan, tang nempa kisi kristal segi enam.
  • karbon amorf (bahan ti bekaca). Struktur: gabungan molekul karbon dalam tukuh ti ukai kristal, enda teratur, baka kaca.
  • nanofoam karbon ( jaringan magnet ti amat ringan). Struktur: jaringan ti kurang pemayuh tubuh ti sebaka enggau rumpun grafit, ke alai atom dipegulai dalam struktur tiga dimensi dalam enam enggau tujuh iku kaban.
  • Tiub nano karbon (tiub ti alus). Struktur: tiap-tiap karbon diikat tiga piak dalam lambar ti begelung ti nyadi silinder ti belubang.

Jelaga terdiri ari kawasan grafit ti mit. Iya the nyerekai enggau chara rambang, nya alai semua struktur nya isotropik.

Karbon bekaca tu isotropik sereta mayuh agi ngembuan liang poros. Bebida enggau grafit biasa, lapis grafit nya enda ditusun baka lambar bup, tang ditusun enggau chara rambang.

Serat karbon nya sebaka enggau karbon bekaca. Enggau rawat khas (ngeregang serat organik enggau karbonisasi) satah karbon ulih diatur ngambika selaras enggau serat. Nya alai, nadai satah karbon ti besukut lurus enggau paksi serat. Asil iya nya serat ti ngembuan pengering ti spesifik ngelui ari besi.

Penteba

[edit | edit bunsu]

Alotrop-alotrop karbon nyengkaum grafit, siti ari zat ti pemadu lembut ti dikelala, enggau intan, utai asal ti pemadu keras. Iya mudah bekaul enggau atom mit bukai, nyengkaum atom elemen ti sama, lalu ulih nempa beberapa ikatan kovalen ti stabil enggau atom multivalen ti engkeman. Karbon dikelala ulih nempa semak sepuluh juta sebatian, majoriti ari semua sebatian kimia ti dikelala . Karbon mega ngembuan titik penguap ti pemadu tinggi ari sebarang elemen. Iya nadai titik lebur ba tekanan atmosfera laban titik tiga kali iya ba 10.8 ± 0.2 megapaskal (106,6) ± 2.0 atm; 1,566 ± 29 psi) enggau 4,600 ± 300 K (4.330 ± 300 °C; 7,820 ± 540 °F), nyentukka iya nyadi wap ba tikas pengangat urung 3,900 K (3.630 °C; 6,560 °F) . Grafit jauh lebih reaktif ari intan ba gaya standard, taja pan iya stabil agi ari sukut termodinamik laban sistem pi ti beserak jauh mudah agi diserang. Ambika chunto, grafit ulih dioksida ngena asid nitrik pekat angat ba gaya standard ngagai asid melitik, C6 ( CO2H ) 6, ti ngetanka unit heksagonal grafit seraya ngerusak struktur ti besai agi.

Karbon memejalwap dalam lengkung karbon ti ngembuan pengangat urung 5,800 K (5,530 °C tauka 9,980 °F). Nya alai, karbon ti bebas ari tukuh allotropik iya deka mengkang pejal ba tikas pengangat ti tinggi agi ari logam ti ngembuan titik lebur ti pemadu tinggi baka tungsten tauka rhenium . Taja pan karbon mudah kena reaksyen oksidasyen ari sukut termodinamik, karbon ngelaban oksidasyen enggau lebih lengkap ari elemen baka besi enggau temaga, ti nyadi ejen pengurang ti lemi agi ba tikas pengangat bilik.

Karbon nya elemen keenam dalam jadual berkala enggau konfigurasyen elektron asas 1s 2 2s 2 2p 2, iya nya empat elektron valens iya ti pemadu luar. Empat tenaga ionik keterubah iya, 1086,5, 2352,6, 4620,5 enggau 6222,7. kJ/mol, jauh tinggi agi ari elemen kumpulan 14 ti berat agi. Elektronegativiti karbon iya nya 2.5. jauh tinggi agi ari elemen kumpulan 14 ti berat agi (1.8–1.9), tang semak enggau tebal agi nonlogam ti pemadu semak, pia mega sekeda logam transisyen baris kedua enggau ketiga . Radius kovalen karbon selalu iya diambi nyadi 77.2. lemai (C-C), 66.7 lemai (C=C) enggau 60.3. pm (C≡C), taja pan rega tu bebida bepanggai ba lumur koordinasyen enggau ngagai utai ti diikat karbon. Sechara umum, radius kovalen nurun enggau lumur koordinasyen ti baruh sereta atur ikatan ti tinggi.

Sebatian karbon nyadika blok pengemun semua utai idup ti dikelala ba Bumi, lalu putar iya ti begempung enggau nitrogen nyendiaka sekeda ari tenaga ti diasilka Matahari enggau bintang bukai . Taja pan karbon ulih nempa mayuh macham sebatian ti nyelai, tang tebal agi tukuh karbon nya enda reaktif ba gaya ti biasa tauka dikuasa ba tikas pengangat enggau tekanan standard kelimpah ari enggau oksidator ti pemadu kuat. Iya enda bereaksi enggau asid sulfurik, asid hidroklorik, klorin, tauka sebarang alkali . Ba tikas pengangat ti tinggi, karbon bereaksi enggau oksigen ngambika nyadi karbon oksida lalu deka ngambi oksigen ari oksida logam ngambika pansut ari elemen logam. Reaksyen eksotermik tu dikena dalam industri besi enggau besi dikena bau besi sereta dikena ngawal kandungan karbon besi :

Fe3O4 + 4 C(s) + 2 O2 → 3 Fe(s) + 4 CO2(g).

Karbon bereaksyen enggau belerang ngasilka tukuh karbon disulfida sereta bereaksyen enggau wap dalam reaksyen arang batu-gas ti dikena dalam gasifikasyen arang batu:

C (s) + H 2 O (g) → CO (g) + H 2(g) .

Karbon ditempa enggau sekeda logam ba tikas pengangat ti tinggi dikena nempa karbida logam, baka karbida besi ( simentit) dalam besi enggau karbida tungsten ti mayuh dikena nyadika bahan penguat lalu ditempa nyadi kereban nebang ungkup ujung ti keras dikena nebang.

Isotop

[edit | edit bunsu]

Lima belas isotop karbon udah dikelala, enggau karbon-8, 8 C, ngembuan timpuh setengah idup ti pemadu pandak iya nya 1.98739 x 10 −21 saat lalu repuk nengah pemansut proton enggau pengerusak alfa . Bisi dua isotop stabil karbon ti nyadi sechara semula jadi, karbon-12, 12 C, ti nyadika 98.93% karbon ba Bumi, enggau karbon-13, 13 C, ti nyadika 1.07% ti agi tinggal.

Karbon-14, 14 C, iya nya radioisotop karbon semula jadi ti diasilka ba atmosfera atas Bumi nengah reaksyen nitrogen enggau sinar kosmik, [1] enggau timpuh setengah idup 5730 taun.

Penteba ti terang

[edit | edit bunsu]

Karbon iya nya elemen ti narit ati laban mayuh kebuah. Bentuk bukai iya nyengkaum siti ari utai ti pemadu lembut (grafit) enggau siti ari utai ti pemadu keras (intan) ti dikelala mensia. Kelimpah ari nya, iya bisi ulah deka bekaul ngena chara kimia enggau atom mit bukai, nyengkaum atom karbon bukai, lalu saiz iya ti mit ngasuh iya ulih nempa mayuh macham ikatan. Ketegal pengelebih tu, karbon dikelala ulih nempa semak sepuluh juta sebatian kimia. Sebatian karbon nyadika pelasar semua utai idup ba Bumi lalu putar karbon-nitrogen nyendiaka sekeda ari tenaga ti diasilka matahari enggau bintang bukai .

Sejarah

[edit | edit bunsu]

Karbon ditemu ba jeman prasejarah lalu dikelala dalam tukuh jelaga enggau arang ba tamadun mensia ke pemadu tumu . Intan engka udah dikelala kenyau ari taun 2500 . SM ba tanah besai China, seraya karbon dalam tukuh arang digaga urung jeman Rome enggau proses kimia ti sama baka kemaya hari tu, nengah chara ngasuh kayu angat dalam piramid ti dilapis enggau tanah liat dikena muai angin.

Pansik

[edit | edit bunsu]
Carl Wilhelm Scheele

Dalam taun 1722, René Antoine Ferchault de Réaumur nunjukka besi diubah nyadi besi nengah chara nyerap she sat ke diatu dikelala nyadi karbon. [2] Dalam taun 1772, Antoine Lavoisier nunjukka intan nya siti tukuh ti bekaul enggau arang lalu sampel betunuka kededua nya nadai ngasilka ai lalu ngelepaska penyampau karbon dioksida ti sama dalam segram . Dalam taun 1779, Carl Wilhelm Scheele nunjukka grafit, ke sebedau tu dipelabaka sebansa plumbum, diperatika sebaka enggau arang tang bisi champur besi ti mit sereta ulih ngelepaska karbon dioksida lebuh dioksida enggau asid nitrik.

Lavoisier dalam taun 1781 ngeklasifikasyenka arang nyadi "bahan api lengkap" ( zat ti tau angus de entier ) ngembuan zat ti tau angus ti ngasilka karbon dioksida (nyadi zat chrabonneuse, "zat arang"). [3] Dalam taun 1786, saintis Perancis Claude Louis Berthollet, Gaspard Monge enggau C. A. Vandermonde ngaga eksperimen ba pengawa betunuka sampel grafit dikena ngayanka kandungan karbon iya ti tinggi ngena chara ngena oksigen, baka ti udah digaga Lavoisier enggau sampel intan. [4] Pengawa angus tu ninggalka bekau besi, ti dipelabaka sida nyadi produk sampingan ti beguna ba struktur grafit. Keretas kereja sida pasal eksperimen tu merambu nama carbone (ari jaku Latin carbonum "arang") ke elemen dalam grafit ti dilepaska nyadi gas lebuh grafit ditunu, bepelasarka penerang Lavoisier. Lavoisier udah nya ngerintaika karbon nyadi elemen dalam bup teks iya taun 1789.

Alotrop karbon baru, fullerene, ti ditemu dalam taun 1985 nyengkaum tukuh ti bestruktur nano baka buckyball enggau tiub nano . Penemu sida . – Robert Curl, Harold Kroto enggau Richard Smalley . – nerima Hadiah Nobel dalam Kimia dalam taun 1996. Minat baru ti ditempa dalam tukuh baru ngujungka penemu allotrope eksotik agi, nyengkaum karbon kaca, enggau sedarka " karbon amorf " ukai amorf sepenuh iya .

Pemisi

[edit | edit bunsu]

Kitar karbon

[edit | edit bunsu]
Diagram kitar karbon enggau. Lumur burak nya nunjukka berapa pemayuh karbon ti disimpan dalam mayuh macham entali ai, dalam billion tan ("GtC" bediri ba gigaton karbon; lumur nya urung taun 2004). Lumur ti bechura ungu nunjukka berapa pemayuh karbon ti mindah entara entali ai ninting taun. Sedimen, baka ke digambar dalam diagram tu, enda nyengkaum ≈70 . juta GtC batu karbonat enggau kerogen .

Penyampau karbon ba Bumi ti diasilka nya efektif tetap, iya nya enda berubah. Nya alai, proses ti ngena karbon mesti ngulihka iya ari endur bukai lalu muai iya ngagai endur bukai. Jalai karbon rampa menua nyadika kitar karbon . Ambika chunto, utai tanam fotosintesis ngambi karbon dioksida ari atmosfera (tauka ai tasik) lalu ngaga iya nyadi biojisik, baka dalam kitar Calvin, proses fiksasi karbon. Sekeda ari biomass tu diempa jelu, lalu sekeda ari karbon dilepaska nyadi karbon dioksida. Kitar karbon jauh lebih kompleks ari kitar pandak tu; ambika chunto, sekeda karbon dioksida larut ba tasik besai; enti bakteria enda ngerusak iya, utai tumbuh tauka jelu ke udah mati ulih nyadi minyak tanah tauka arang batu, ke ngelepaska karbon lebuh ditunu.

Penyadi

[edit | edit bunsu]
Bijih grafit, dipandangka enggau duit syiling satu sen dikena manding .
Kristal intan mentah
Pemerat karbon inorganik ti larut ba permukaan tasik "diatu" (1990-an) (ari iklimologi GLODAP )

Karbon unsur kimia keempat pemadu mayuh ba dunya raya nitihka jisim pengudah hidrogen, helium, enggau oksigen. Karbon mayuh ba Matahari, bintang, komet, enggau ba atmosfera tebal agi planet . Sekeda meteorit ngundan partikel intan tiru ti nyadi lebuh Sistem Solar agi betukuh cakera protoplanet . [5] Intan mikroskopik mega ulih ditempa ketegal tekanan ti balat sereta pengangat ti tinggi ba endur empas meteorit . [6]

Dalam taun 2014, NASA madahka data asas ti amat dikemansangka dikena nyidi hidrokarbon aromatik polisiklik ( hidrokarbon aromatik polisiklik, PAH) ba dunya raya . Lebih ari 20% karbon dalam dunya raya engka bisi kaul enggau PAH, senyawa kompleks karbon enggau hidrogen ti nadai oksigen. Senyawa-senyawa tu bisi ayan dalam hipotesis dunya PAH ke alai iya dihipotesis bisi pangku pengawa dalam abiogenesis enggau penumbuh pengidup . PAH dipeda udah tebentuk "beberapa billion taun" pengudah Big Bang, ngerembai ngagai serata dunya raya, lalu dikaitka enggau bintang baru enggau planet ekstrasolar .

Semua Bumi ti pejal dipelabaka ngundan 730 bagi sejuta karbon, enggau 2000 ppm ba teras enggau 120 ppm ba mantel enggau kerak ti digabung. Laban jisim Bumi ditimbang seberat 5.972 × 10 24 . kg, sepenyampau 4360 juta gigaton karbon ke ulih dikira, jauh lebih ari penyampau karbon ba tasik tauka atmosfera (ba baruh).

Ba campur enggau oksigen dalam karbon dioksida, karbon bisi ditemu ba atmosfera Bumi (kira-kira 900 gigaton karbon — tiap ppm sama enggau 2.13 . Gt) lalu larut ba semua ai (urung 36,000 gergasi karbon). Karbon biosfera dipelabaka manggai 550 . gigatons tang enggau penetap ti besai, mayuh ketegal penetap ti besai ba penyampau bakteria baruh tanah ti dalam . Hidrokarbon (baka arang batu, minyak tanah, enggau gas semula jadi ) mega bisi ngundan karbon. Cadang arang batu manggai urung 900 . gigatons enggau peluang 18,000 Gt Sumber daya. Rizab petroleum bisi urung 150 . gergasi Pengeraja asal gis asli ti udah tebukti iya nya meter padu (ngundan urung 105 gigat karbon), tang pansik melabaka deposit "enda konvensional" baka gis sher, ti ngarika urung 540 gigat karbon.

Karbon mega bisi ditemu dalam hidrat metana ba kandang endur kutub enggau baruh tasik. Bemacham anggar ngengkahka karbon tu entara 500, 2500, tauka 3000 Gt.

Suba, penyampau hidrokarbon nya mayuh agi. Nitihka siti penerang, dalam taun 1751 ngagai 2008 urung 347 gigaton karbon dilepaska nyadi karbon dioksida ngagai atmosfera ari pengawa betunuka minyak fosil. Sumber bukai madahka penyampau ke ditambah ngagai atmosfera kenyau ari taun 1750 iya nya 879 Gt, lalu penyampau ke tama ngagai atmosfera, tasik, enggau darat (baka paya gambut ) nya nyau deka manggai 2,000 Gt.

Karbon iya nya ramu utama (kira-kira 12% ari jisim) ari jisim batu karbonat ti besai bendar ( batu kapur, dolomit, marmar enggau ti bukai). Arang batu kaya amat enggau karbon ( antrasit ngundan 92–98%) [7] lalu nyadi pun penatai karbon mineral komersial ti pemadu besai, penyampau 4,000 . gigatan tauka 80% ari minyak fosil .

Bagi alotrop karbon individu, grafit ditemu dalam penyampau ti mayuh di Amerika Syarikat (tebal agi di New York enggau Texas ), Rusia, Mexico, Greenland, enggau India . Intan asal bisi ba batu kimberlit ti ditemu ba lubang gunung berapi kelia. Tebal agi deposit intan nya ba Afrika kelebih agi ba Afrika Selatan, Namibia, Botswana, Republik Congo, enggau Sierra Leone . Deposit intan mega bisi ditemu ba Arkansas, Kanada, Arktik Rusia, Brazil, enggau ba Australia Utara enggau Barat . Intan diatu mega bisi ditemu ari dasar tasik di Tanjung Harapan . Intan ulih ditemu sechara semula jadi, tang urung 30% ari semua intan industri ti dikena di US kemaya hari tu digaga mensia.

Karbon-14 terbentuk ba lapis atas troposfer enggau stratosfer ba peninggi 9–15 km ari tindak balas ti diendap ulih sinar kosmos. Neutron termal diasil ari empas enggau nukleus nitrogen-14, nempa karbon-14 enggau proton. Nya alai,1.5%×10−10 karbon dioksida atmosfera ngembuan karbon-14.[8]

Asteroid kaya karbon relatif lebih dominan didapati di pinggiran terluar lingkaran asteroid di Sistem Suria. Asteroid-asteroid ini belum diambil sampelnya secara langsung oleh para saintis. Asteroid dapat digunakan dalam penambangan karbon hipotetis berbasis ruang angkasa, yang mungkin terjadi di masa depan, tetapi saat ini tidak mungkin secara teknologi.

Penumbuh bintang

[edit | edit bunsu]

Penumbuh nukleus atom karbon nyadi ba bintang besai tauka superbesai nengah proses triple-alpha . Proses tu begunaka kuasa empas ti nyau deka serentak ari tiga partikel alfa ( nukleus helium ) laban produk ari reaksyen fusi nuklear ke lebih jauh ari helium enggau hidrogen tauka nukleus helium bukai ngasilka litium-5 enggau berilium-8, ti balat enda entap sereta repuk nyau deka mit agi tekala nya pulai nyadi nukleus. Proses triple-alpha nyadi ba tikas pengangat ngelui 100 megakelvin enggau penumpat helium ti ditagang ketegal pengerembai enggau penyejuk ti jampat ba dunya raya keterubah, lalu ketegal nya nadai karbon ti signifikan ditempa maya Big Bang .

Nitihka teori kosmologi fizikal ke diatu, karbon ditempa ba dalam bintang ba chabang horizontal . [9] Lebuh bintang ti besai mati nyadi supernova, teda karbon ari tubuh tu beserak ngagai luar angkasa nyadi debu ti ditanchang, nyadi blok pengemun dikena nempa sistem bintang rebak nangka ke nya enggau planet sida ti majak nambah [10] nyengkaum Sistem Solar ti endur Bumi bepalan.

Kitar CNO nya tatalakuran hidrogen tambah ti ngerakka bintang, ke alai karbon nyadi pemangkin .

Peralihan putar mayuh macham tukuh isotop karbon monoksida (chunto, 12 CO, 13 CO, enggau 18 CO) ulih ditemu dalam jurai pemanjai gelombang submilimeter sereta dikena dalam pansik penumbuh bintang baru dalam awan molekul . [11]

  1. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  2. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  3. ↑ Penyalat nyebut: Tag <ref> tidak sah; tiada teks disediakan bagi rujukan yang bernama :0
  4. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  5. ↑ Lauretta, D.S.; McSween, H.Y. (2006). Meteorites and the Early Solar System II. Space science series. University of Arizona Press. p. 199. ISBN 978-0-8165-2562-1. Archived from the original on 22 November 2017. Retrieved 19 Aug 2022.
  6. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  7. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  8. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  9. ↑ Ostlie, Dale A. & Carroll, Bradley W. (2007). An Introduction to Modern Stellar Astrophysics. San Francisco (CA): Addison Wesley. ISBN 978-0-8053-0348-3.
  10. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
  11. ↑ {{cite web}}: Empty citation (help)
Diambi ari "https://iba.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbon&oldid=15947"