碳是一种化学符号为C的非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。它是一种非常常见的元素,以多种形式广泛存在于大气、地壳和生物中。碳单质如石墨和金刚石等,以及其化合物如有机物,对生命至关重要。碳在工业上用于制造钢铁,并在环保领域与“低碳”和“碳足迹”等概念相关,后者通常指的是二氧化碳气体的排放。
碳的一些重要性质和同素异形体包括:
化学符号:C
原子序数:6
相对原子质量:12.01
常见化合价:+2,+4
物理性质:
硬度:金刚石极高,石墨适中
导电性:石墨良好,金刚石绝缘
导热系数:石墨119-165 W/(m·K)
比热容:石墨8.517 J/(mol·K)
熔沸点:金刚石极高,石墨也相对较高
同素异形体:
金刚石:自然界中最硬的物质,用于切割和磨削。
石墨:层状结构,用于制作铅笔芯和润滑剂。
足球烯(C60):分子晶体,用于纳米技术。
蓝丝黛尔石:与金刚石有相同的键型,但原子以六边形排列。
碳纤维:强度高,重量轻,用于制造复合材料。
石墨烯:二维晶体,具有极高的导电性和导热性。
碳的用途非常广泛,从生命的基础到工业材料,再到环保和能源领域,都扮演着关键角色