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    碳原子的物理性質(zhì)

    2016/10/27 11:01:25

    碳原子(carbon) 化學(xué)符號(hào):C 元素原子量:12.011 質(zhì)子數(shù):6 原子序數(shù):6 周期:2 族:IVA

    是構(gòu)成生物體的最基本元素

    物理性質(zhì)

    碳原子(carbon)


    化學(xué)符號(hào):C

    元素原子量:12.011

    質(zhì)子數(shù):6

    原子序數(shù):6

    周期:2

    族:IVA

    電子層分布:2-4

    原子體積: 4.58 cm3/mol

    原子半徑:91pm

    共價(jià)半徑:77 pm

    范德華半徑: 170 pm

    電子構(gòu)型:1s22s22p2

    電子在每能級(jí)的排布: 2,4

    氧化價(jià)(氧化物): 4,3,2(弱酸性)

    顏色和外表:黑色(石墨), 無色(金剛石)

    物質(zhì)狀態(tài) :固態(tài)

    物理屬性:反磁性

    熔點(diǎn):約為3550 ℃(金剛石)

    沸點(diǎn):約為4827 ℃(升華)

    摩爾體積:5.29×10-6m3/mol

    元素在太陽中的含量:(ppm) 3000

    元素在海水中的含量:(ppm)太平洋表面 23

    元素在地殼中含量:(ppm)4800

    莫氏硬度:石墨1-2 ,金剛石 10

    氧化態(tài): 主要為-4,,C+2, C+4 (還有其他氧化態(tài))

    化學(xué)鍵能: (kJ /mol) C-H 411 C-C 348 C=C 614 C≡C 839 C=N 615 C≡N 891 C=O 745 C≡O(shè) 1074

    晶胞參數(shù): a = 246.4 pm b = 246.4 pm c = 671.1 pm α = 90° β = 90° γ = 120°

    電離能:(kJ/ mol) M - M+ 1086.2 M+ - M2+ 2352 M2+ - M3+ 4620 M3+ - M4+ 6222 M4+ - M5+ 37827 M5+ - M6+ 47270 。

    單質(zhì)密度:3.513 g/cm3(金剛石)、2.260 g/cm3(石墨,20 ℃)

    電負(fù)性:2.55(鮑林標(biāo)度)

    比熱:710 J/(kg·K)

    電導(dǎo)率:0.061×10-6/(米歐姆)

    熱導(dǎo)率:129 W/(m·K)第一電離能1086.5 kJ/mol 第二電離能2352.6 kJ/mol 第三電離能 4620.5 kJ/mol 第四電離能 6222.7 kJ/mol 第五電離能 37831 kJ/mol 第六電離能 47277.0 kJ/mol 。

    成鍵:碳原子一般是四價(jià)的,這就需要4個(gè)單電子,但是其基態(tài)只有2個(gè)單電子,所以成鍵時(shí)總是要進(jìn)行雜化。最常見的雜化方式是sp3雜化,4個(gè)價(jià)電子被充分利用,平均分布在4個(gè)軌道里,屬于等性雜化。這種結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱,成鍵以后是穩(wěn)定的σ鍵,而且沒有孤電子對(duì)的排斥,非常穩(wěn)定。金剛石中所有碳原子都是這種以此種雜化方式成鍵。烷烴的碳原子也屬于此類。

    同位素:C60\C12\C14(考古測(cè)定年代)

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