Karbono

Ĉi tiu artikolo temas pri kemia elemento. Por terhistoria epoko rigardu la paĝon Karbonio. Por solida fosilia brulaĵo legu la artikolon Terkarbo. Koncerne aliajn signifojn aliru la apartigilon Karbo (apartigilo).

C ↓ Si boro ← karbono → nitrogeno • He 2s2 2p2 12 C 6 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Perioda tabelo de elementoj↓
kemia elemento • atmophile element
poliatoma nemetalo • nemetalo
Ĝeneralaj informoj
Nomo (latine), simbolo, numero	karbono (carbonium), C, 6
CAS-numero	7440-44-0
Loko en perioda tabelo	14-a grupo, 2-a periodo, bloko p
Karakteriza grupo	Nemetaloj
abundeco en terkrusto	0,18 %
Nombro de naturaj izotopoj	2
Aspekto	nigra (grafito), travidebla (diamanto)
Atomaj ecoj
Relativa atompezo	12.0096-12.0116 [1] amu
Atomradiuso	70 pm
Kovalenta radiuso	77 pm
Radiuso de van der Waals	170 pm
Elektrona konfiguracio	He 2s2 2p2
Elektronoj en ĉiu energia ŝelo	2; 4
Oksidiĝa nombro	−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4
Fizikaj ecoj
Materia stato	solida
Kristala strukturo	heksagona (grafito), kuba (diamanto)
Denseco	(grafito) 2,26 g/cm3 (diamanto) 3,515 g/cm3
Malmoleco	0,5 (grafito), 10 (diamanto) (Mohs-skalo)
Magneta konduto	diamagneta
Degelpunkto	3550 °C (3823 K)
Bolpunkto	4827 °C (5100 K)
Molvolumeno	(grafito) 5,31 · 10−6 m3/mol
Specifa varmokapacito	710 J/(kg·K) (grafito) J/(kg · K)
Elektra konduktivo	61,000 S/m (grafito)
Elektra rezistivo	1,64 · 10−5 (grafito) Ω · m
Termika konduktivo	119-165 W/(m·K) (grafito) 2000-2500 W/(m·K) (diamanto) W/(m · K)
Diversaj
Elektronegativeco	2.55 (Pauling-skalo)
Joniga energio	1086,5 kJ/mol kJ/mol
Izotopoj
Izotopo Naturapero t1/2 radioaktiveco de disfalo Energio de disfalo MeV Produkto de radioaktiva disfalo 11C sinteza 20,334 min β+ 0,960 11B 12C 98,93 % estas stabila kun 6 neŭtronoj 13C 1,07 % estas stabila kun 7 neŭtronoj 14C sinteza 5730 a β− 0,156 14N
Se ne estas indikite alie, estas uzitaj unuoj de SI kaj SVP.

Karbono (latine carbo: "karbo") estas kemia elemento kun simbolo C kaj atomnumero 6. Ĝi estas nemetala kaj kvarvalenta—kvar el ĝiaj elektronoj povas formi kovalentajn ligojn. Ĝi apartenas al grupo 14 de la perioda tabelo.^[2] Karbono faras nur ĉirkaŭ 0,025% de la krusto de Tero.^[2] Tri izotopoj okazas nature, ¹²C kaj ¹³C restas stabilaj, kvankam ¹⁴C estas radioaktiva kaj havas duonvivon de ĉirkaŭ 5 730 jaroj.^[3] Karbono estas unu el la malmultaj elementoj konataj ekde antikvo.^[4]

Karbono estas la 15-a plej abunda elemento en la krusto de la Tero kaj la kvara plej abunda en la universo post hidrogeno, heliumo kaj oksigeno. Pro ĝia abundeco, unika diverseco de organikaj substancoj kaj ĝia nekutima kapablo formi polimerojn je la temperaturoj pli oftaj sur Tero, tiu elemento troviĝas en ĉiu konata vivo-formo. Ĝi estas la dua plej abunda elemento en la homa korpo (ĉirkaŭ 18,5% laŭ maso) post oksigeno.

La atomoj da karbono aranĝas plurmaniere, kaj tio rezultas en diversaj alotropoj. Ĝiaj plej konataj alotropoj estas grafito, diamanto, amorfa karbono, kaj fulereno.^[5] La fizikaj ecoj de karbono vaste varias laŭ la alotropa formo. Ekzemple, grafito estas maldiafana kaj nigra dum diamanto estas tre travidebla. Grafito estas sufiĉe mola por formi strion sur papero (tial ties nomo, el la greka verbo "γράφειν" kiu signifas "skribi"), dum diamanto estas la plej dura nature okazanta materialo konata. Grafito estas bona elektra konduktanto sed diamanto estas izolaĵo. Sub normalaj kondiĉoj, diamanto, nanotuboj de karbono kaj grafeno estas la plej bonaj varmokonduktantoj de ĉiuj konataj materialoj. Sub normaj kondiĉoj pri temperaturo kaj premo, ĉiuj karbonalotropoj estas solidaj, kaj grafito estas la plej termodinamike stabila formo. Ili estas inertaj kaj bezonas altan temperaturon por reagi eĉ kun oksigeno.

La plej ofta oksidiĝa nombro de karbono en neorganikaj kombinaĵoj estas +4, dum +2 troviĝas en karbona monooksido kaj en transirmetalaj karbonilaj kompleksoj. La plej grandaj fontoj de neorganika karbono estas kalkoŝtonoj, dolomitoj kaj karbona dioksido, sed signifaj kvantoj okazas en organikaj ercoj da karbo, torfo, petrolo kaj metano-klatratoj. Karbono formas vastan nombron da kombinaĵoj, pli ol iu alia elemento, kun preskaŭ dek milionoj da kombinaĵoj konataj ĝis nun, tamen tiu nombro estas nur frakcieto de la nombro da teorie eblaj kombinaĵoj sub normaj kondiĉoj.^[6] Tial, oni priparolas karbonon kiel la "reĝo de la elementoj".

1. ↑  (angle): Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (PDF), p. 8
2. ↑ ^{2,0 2,1} carbon | Facts, Uses, & Properties (angle). Encyclopædia Britannica (25-a de aŭgusto de 2017). Arkivita el la originalo je 17-a de oktobro de 2017.
3. ↑ Carbon: the essentials (angle). WebElements.
4. ↑ Carbon History (angle). Center for Applied Energy Research. Arkivita el la originalo je 2012-11-01. Alirita 2021-02-28 .
5. ↑ Carbon (angle). Arkivita el la originalo je 2008-10-05. Alirita 2021-02-28 .
6. ↑ Carbon (angle). Los Alamos National Laboratory. Arkivita el la originalo je 2008-09-13. Alirita 28-a de februaro 2021 .