碳:物理性质:碳(carbon)是一种非金属元素,化学符号:C 元素原子量:12
011 质子数:6 原子序数:6 周期:2 族:IVA 电子构型:1s22s22p2电子在每能级的排布: 2,4 熔点:约为3550 ℃(金刚石)沸点:约为 4827 ℃(升华)颜色和外表:黑色(石墨), 无色(金刚石)同位素:自然产生的碳由三种同位素构成: 12C 和 13C 为稳定同位素(碳-12 占地球上碳的98
93%,而碳-13 则占剩余的 1
07%,13C、14C 惯用作示踪剂,生物体中 12C 同位素的比率更高,由于生物化学反映会选择性地消除 13C,而核磁共振所探测的是 13C),而 14C 则具放射性,其半衰期约为 5,730 年,是少数几个自远古就被发现的元素之一,是构成碳基生物的最基本元素,可测量年纪在 4 万年下列的含碳物质(年代测定、生物遗体遗骸)
碳有 15 种已知同位素,其中存活时间最短的是 8C,它会进行质子发射和 α 衰变,半衰期为 1
98739x10−21秒
成键:碳原子普通是四价的,这就需要 4 个单电子,但是其基态只有 2 个单电子,因此成键时总是要进行杂化
最常见的杂化方式是 sp3杂化,4 个价电子被充足运用,平均分布在 4 个轨道里,属于等性杂化
这种构造完全对称,成键后来是稳定的 σ 键,并且没有孤电子对的排斥,非常稳定
金刚石中全部碳原子都是这种以此种杂化方式成键
烷烃的碳原子也属于这类
同素异形体:金刚石:是现在在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质,可作为工艺品和工业中的切割工具;石墨:一种最软的矿物,可用于制造铅笔芯和润滑剂;石墨烯(单原子层石墨)是一种只有一种原子层厚度的准二维材料,现在发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,很可能会成为硅的替代品,也非常适合作为透明电子产品的原料;富勒烯(Fulle