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.
![]() Grafit (levo) in diamant (desno), dva ogljikova alotropa | ||||||||||||||||||||||||||
Ogljik | ||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Izgovarjava | IPA: [ɔɡˈljiːk] | |||||||||||||||||||||||||
Alotropi | grafit, diamant, in drugi | |||||||||||||||||||||||||
Videz |
| |||||||||||||||||||||||||
Standardna atomska teža Ar, std(C) | [; 12,0096] običajno: 12,0116 12,011 | |||||||||||||||||||||||||
Ogljik v periodnem sistemu | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
Vrstno število (Z) | 6 | |||||||||||||||||||||||||
Skupina | skupina 14 (ogljikova skupina) | |||||||||||||||||||||||||
Perioda | perioda 2 | |||||||||||||||||||||||||
Blok | blok p | |||||||||||||||||||||||||
Kategorije elementa | , včasih uvrščen tudi med metaloide | |||||||||||||||||||||||||
Razporeditev elektronov | [He] 2s2 2p2 | |||||||||||||||||||||||||
Razporeditev elektronov po lupini | 2, 4 | |||||||||||||||||||||||||
Fizikalne lastnosti | ||||||||||||||||||||||||||
Faza snovi pri STP | trdnina | |||||||||||||||||||||||||
Sublimišče | 3642 °C | |||||||||||||||||||||||||
Gostota (blizu s.t.) | amorfen: 1,8–2,1 g/cm3[1] grafit: 2,267 g/cm3 diamant: 3,515 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||
Trojna točka | 4.330 °C, 10.800 kPa[2][3] | |||||||||||||||||||||||||
Talilna toplota | graphite: 117 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
Toplotna kapaciteta | graphite: 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) | |||||||||||||||||||||||||
Elektronegativnost | Paulingova lestvica: 2,55 | |||||||||||||||||||||||||
Ionizacijske energije |
| |||||||||||||||||||||||||
Kovalentni polmer | sp3: 77 pm sp2: 73 pm sp: 69 pm | |||||||||||||||||||||||||
Van der Waalsov polmer | 170 pm | |||||||||||||||||||||||||
Spektralne črte ogljika | ||||||||||||||||||||||||||
Druge lastnosti | ||||||||||||||||||||||||||
Pojavljanje v naravi | prvobitno | |||||||||||||||||||||||||
Kristalna struktura | grafit: preprosta heksagonalna (črna) | |||||||||||||||||||||||||
Kristalna struktura | diamant: diamantna kubična (brezbarvna) | |||||||||||||||||||||||||
Hitrost zvoka tanka palica | diamond: 18,350 m/s (pri 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||
Temperaturni raztezek | diamond: 0,8 µm/(m·K) (pri 25 °C)[7] | |||||||||||||||||||||||||
Toplotna prevodnost | graphite: 119–165 W/(m·K) diamond: 900–2300 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||
Električna upornost | graphite: 7,837 µΩ·m[8] | |||||||||||||||||||||||||
Magnetna ureditev | diamagnetik[9] | |||||||||||||||||||||||||
Magnetna susceptibilnost | −5,9·10−6 (graph.) cm3/mol[10] | |||||||||||||||||||||||||
Youngov modul | diamond: 1050 GPa[7] | |||||||||||||||||||||||||
Strižni modul | diamond: 478 GPa[7] | |||||||||||||||||||||||||
Stisljivostni modul | diamond: 442 GPa[7] | |||||||||||||||||||||||||
Poissonovo razmerje | diamond: 0,1[7] | |||||||||||||||||||||||||
Mohsova trdota | graphite: 1–2 diamond: 10 | |||||||||||||||||||||||||
Številka CAS |
| |||||||||||||||||||||||||
Zgodovina | ||||||||||||||||||||||||||
Odkritje | Egipčani in Sumerci[11] (3750 pr. n. št.) | |||||||||||||||||||||||||
Kot element prepoznal | Antoine Lavoisier[12] (1789) | |||||||||||||||||||||||||
Najpomembnejši izotopi ogljika | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
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
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
- ↑ Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical" (PDF). Pridobljeno dne 2007-12-06.
- ↑ "Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP" (PDF). Pridobljeno dne 2007-12-06.
- ↑ "Carbon: Binary compounds". Pridobljeno dne 2007-12-06.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Properties of diamond, Ioffe Institute Database
- ↑ "Material Properties- Misc Materials". www.nde-ed.org. Pridobljeno dne 12 November 2016.
- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
- ↑ "History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky". Caer.uky.edu. Pridobljeno dne 2008-09-12.
- ↑ 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