Ogljik

Ogljík (latinsko carbonium) je kemični element s simbolom C in vrstnim številom 6. Ogljik je v plinastem agregatnem stanju. Ni nastal v prapoku, saj morajo za njegov nastanek trojno trčiti trije delci alfa (jedra helija). Vesolje se je sprva širilo in ohlajalo prehitro, da bi bilo to mogoče. Nastaja pa v notranjosti zvezd v vodoravni veji, kjer zvezde pretvarjajo helijevo jedro v ogljik v procesu treh delcev alfa.

Ogljik, 6C
Graphite-and-diamond-with-scale.jpg
Grafit (levo) in diamant (desno), dva ogljikova alotropa
Ogljik
IzgovarjavaIPA: [ɔɡˈljiːk]
Alotropigrafit, diamant, in drugi
Videz
  • grafit: črn, metaličen
  • diamant: brezbarven
Standardna atomska teža Ar, std(C)[12,0096; 12,0116] običajno: 12,011
Ogljik v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson
–
↑
C
↓
Si
bor ← ogljik → dušik
Vrstno število (Z)6
Skupinaskupina 14 (ogljikova skupina)
Periodaperioda 2
Blok  blok p
Kategorije elementa, včasih uvrščen tudi med metaloide
Razporeditev elektronov[He] 2s2 2p2
Razporeditev elektronov po lupini2, 4
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Sublimišče3642 °C
Gostota (blizu s.t.)amorfen: 1,8–2,1 g/cm3[1]
grafit: 2,267 g/cm3
diamant: 3,515 g/cm3
Trojna točka4.330 °C, 10.800 kPa[2][3]
Talilna toplotagraphite: 117 kJ/mol
Toplotna kapacitetagraphite: 8,517 J/(mol·K)
diamond: 6,155 J/(mol·K)
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja−4, −3, −2, −1, 0, +1,[4] +2, +3,[5] +4[6] (rahlo kisel oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 2,55
Ionizacijske energije
  • 1.: 1086,5 kJ/mol
  • 2.: 2352,6 kJ/mol
  • 3.: 4620,5 kJ/mol
  • (več)
Kovalentni polmersp3: 77 pm
sp2: 73 pm
sp: 69 pm
Van der Waalsov polmer170 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte ogljika
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturagrafit: ​preprosta heksagonalna
Preprosta heksagonalna kristalna struktura za grafit: ogljik

(črna)
Kristalna strukturadiamant: ​diamantna kubična
Diamantna kubična crystal structure for diamant: ogljik

(brezbarvna)
Hitrost zvoka tanka palicadiamond: 18,350 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezekdiamond: 0,8 µm/(m·K) (pri 25 °C)[7]
Toplotna prevodnostgraphite: 119–165 W/(m·K)
diamond: 900–2300 W/(m·K)
Električna upornostgraphite: 7,837 µΩ·m[8]
Magnetna ureditevdiamagnetik[9]
Magnetna susceptibilnost−5,9·10−6 (graph.) cm3/mol[10]
Youngov moduldiamond: 1050 GPa[7]
Strižni moduldiamond: 478 GPa[7]
Stisljivostni moduldiamond: 442 GPa[7]
Poissonovo razmerjediamond: 0,1[7]
Mohsova trdotagraphite: 1–2
diamond: 10
Številka CAS
  • graphite: 7782-42-5
  • diamond: 7782-40-3
Zgodovina
OdkritjeEgipčani in Sumerci[11] (3750 pr. n. št.)
Kot element prepoznalAntoine Lavoisier[12] (1789)
Najpomembnejši izotopi ogljika
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
11C sint. 20 min β+ 11B
12C 98,9% stabilen
13C 1,1% stabilen
14C sled 5730 let β− 14N
Kategorija Kategorija: Ogljik
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Ogljik je izreden element zaradi številnih razlogov. Njegove različne oblike vključujejo eno od najmehkejših (grafit) in eno od najtrših (diamant) človeku znanih snovi. Povrh ima veliko afiniteto za spajanje z drugimi manjšimi atomi, vključno z drugimi atomi ogljika, in njegova majhnost mu omogoča, da oblikuje večkratne vezi. Zaradi teh lastnosti je znanih skoraj deset milijonov različnih ogljikovih spojin. Ogljikove spojine tvorijo osnovo za vse življenje na Zemlji, ogljiko-dušikov cikel pa zagotavlja del energije, ki jo dajejo Sonce in druge zvezde.

OblikeUredi

 
Shema vezi v osmih alotropih ogljika: a) diamant; b) grafit; c) lonsdaleit; d–f) fulereni (C60, C540, C70); g) amorfni ogljik; h) ogljikova nanocevka

Ta nekovinski, tetravalentni element ima več alotropnih oblik:

  • diamant (najtrši znan mineral). Struktura vezi: 4 elektroni v 3-dimenzionalnih tako imenovanih sp3-orbitalah
  • grafit (ena najmehkejših snovi). Struktura vezi: 3 elektroni v 2-dimenzionalnih sp2-orbitalah in 1 elektron om v s-orbitalah.
  • kovalentno vezane sp1-orbitale so le kemijsko zanimive.

Fuleriti (fulereni) so nanometrske molekule. V preprosti obliki 60 ogljikovih atomov oblikuje grafitno plast, ki je zvita v 3-razsežno strukturo, podobno nogometni žogi.

Saje so sestavljene iz majhnih grafitnih območij. Ta območja so naključno razporejena, tako da je celotna struktura izotropna.

Tako imenovani steklasti ogljik (angleško glassy carbon) je izotropen in močan kot steklo. Za razliko od običajnega grafita, grafitne plasti niso urejene kot strani v knjigi, pač pa so zmečkane kot zmečkan papir.

Ogljikova vlakna so podobna steklastemu ogljiku. S posebno obdelavo (natezanje organskih vlaken in karbonizacija) je moč preurediti ravnine ogljika v smeri vlakna. Ogljikove plasti pravokotno na os vlakna niso nikakor orientirane. Rezultat so vlakna z večjo specifično čvrstostjo od jekla.

ReaktivnostUredi

Ogljik se pojavlja v vsem organskem življenju in je osnova za organsko kemijo. Ta nekovina ima tudi zanimivo kemijsko lastnost, da se lahko veže s sabo in z mnogimi drugimi elementi, pri tem pa tvori skoraj 10 milijonov znanih spojin. Ko je vezan s kisikom, tvori ogljikov dioksid, ki je nujno potreben za rast rastlin. Ko je vezan z vodikom, oblikuje različne spojine, imenovane ogljikovodiki, ki jih rabi industrija v obliki fosilnih goriv. Ko je vezan s kisikom in vodikom skupaj, lahko tvori mnoge skupine spojin, vključno s maščobnimi kislinami, ki so nujne za življenje, in estre, ki dajejo okus mnogemu sadju. Ogljikov izotop ogljik-14 se uporablja za radioaktivno datiranje.

NahajališčaUredi

Ogljik je za vodikom, helijem in kisikom četrti najbolj množičen element po masi v Vesolju. Pogost je v Soncu, drugih zvezdah, kometih in atmosferah večine planetov. V obliki ogljikovega dioksida ga je približno 810 gigaton v Zemljinem ozračju in 36.000 gigaton raztopljenega v vseh vodnih telesih. Nadaljnjih 1900 gigaton je vezanih v biosferi. Predstavlja tudi pomembno komponento karbonatnih kamnin (apnenec, dolomit, marmor idr.).

Glej tudiUredi

SkliciUredi

  1. ↑ Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ↑ Haaland, D (1976). "Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon". Carbon. 14 (6): 357–361. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
  3. ↑ Savvatimskiy, A (2005). "Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)". Carbon. 43 (6): 1115–1142. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
  4. ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). Pridobljeno dne 2007-12-06.
  5. ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). Pridobljeno dne 2007-12-06.
  6. ↑ "Carbon: Binary compounds". Pridobljeno dne 2007-12-06.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Properties of diamond, Ioffe Institute Database
  8. ↑ "Material Properties- Misc Materials". www.nde-ed.org. Pridobljeno dne 12 November 2016.
  9. ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  10. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  11. ↑ "History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky". Caer.uky.edu. Pridobljeno dne 2008-09-12.
  12. ↑ Senese, Fred (2000-09-09). "Who discovered carbon?". Frostburg State University. Pridobljeno dne 2007-11-24.

Zunanje povezaveUredi

Poglejte si besedo ogljik ali Ogljik v Wikislovarju, prostem slovarju.
  •   Več gradiva o temi ogljik v Wikimedijini zbirki
Vzpostavljeno iz »https://sl.wikipedia.org/w/index.php?title=Ogljik&oldid=5450130«