碳12是什么东西呀?它有什么性质?( 二 )


分布
碳存在于自然界中(如以金刚石和石墨形式),是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及一切有机化合物的最主要的成分,在地壳中的含量约0.027% 。碳是占生物体干重比例最多的一种元素 。碳还以二氧化碳的形式在地球上循环于大气层与平流层 。
在大多数的天体及其大气层中都存在有碳 。
发现
金刚石和石墨史前人类就已经知道 。富勒烯则于1985年被发现,此后又发现了一系列排列方式不同的碳单质 。
同位素碳14由美国科学家马丁·卡门和塞缪尔·鲁宾于1940年发现 。
单质的精炼
金刚石
金刚石即钻石可以找到集中的块状矿藏,开采出来时一般都有杂质 。用另外的钻石粉末将杂质削去,并打磨成形,即得成品 。一般在切削、打磨过程中要损耗掉一半的质量 。
石墨
用途
在工业上和医药上,碳和它的化合物用途极为广泛 。
测量古物中碳14的含量,可以得知其年代,这叫做碳14断代法 。
石墨可以直接用作炭笔,也可以与粘土按一定比例混合做成不同硬度的铅芯 。金刚石除了装饰之外,还可使切削用具更锋利 。无定形碳由于具有极大的表面积,被用来吸收毒气、废气 。富勒烯和碳纳米管则对纳米技术极为有用 。
碳是生铁、熟铁和钢的成分之一,在生铁中的质量分数为2%~4.3%,在钢中的质量分数为0.03%~2% 。
碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子 。生物体内大多数分子都含有碳元素 。碳化合物一般从化石燃料中获得,然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品,如乙烯、塑料等 。
理化特性
总体特性
元素名称:碳
元素符号:C
元素类型:非金属
元素原子量:12.01
质子数:6
中子数:7
原子序数:6
所属周期:2
所属族数:IVA
电子层分布:2-4
密度、硬度 密度为3.513 g/cm3(金刚石)、2.260 g/cm3(石墨)(20 ℃)、
0.5 (石墨)
10.0 (钻石)
颜色和外表 黑色(石墨)
无色(钻石)
地壳含量 无数据
原子属性
原子量 12.0107 原子量单位
原子半径(计算值) 70(67)pm
共价半径 77 pm
范德华半径 170 pm
电子构型 [氦]2s22p2
电子在每能级的排布 2,4
氧化价(氧化物) 4,3,2(弱酸性)
晶体结构 六方(石墨)
立方(钻石)
物理属性
物质状态 固态(反磁性)
熔点 熔点约为3 550 ℃(金刚石)
沸点 沸点约为4 827 ℃(升华)
摩尔体积 5.29×10-6m3/mol
汽化热 355.8 kJ/mol(升华)
熔化热 无数据(升华)
蒸气压 0 帕
声速 18350 m/s
其他性质
电负性 2.55(鲍林标度)
比热 710 J/(kg·K)
电导率 0.061×10-6/(米欧姆)
热导率 129 W/(m·K)
第一电离能 1086.5 kJ/mol
第二电离能 2352.6 kJ/mol
第三电离能 4620.5 kJ/mol
第四电离能 6222.7 kJ/mol
第五电离能 37831 kJ/mol
第六电离能 47277.0 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
MeV衰变产物
12C 98.9 %稳定
13C 1.1 %稳定
14C 微量5730年β衰变 0.156 14N
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压
碳,原子序数6,原子量12.011 。元素名来源拉丁文,原意是“炭” 。碳是自然界中分布很广的元素之一,在地壳中的含量约0.27% 。碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等 。
单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构 。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等 。
常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反应,生成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物 。
碳12是指原子中的质子数和中子数都为6的碳原子(质量数为12) 。
碳12与碳14、碳XX的区别在于原子中的质量数不同、中子数不同、书写方法不同 。
1、质量数不同:碳12的质量数是12,碳14的质量数是14,碳xx的质量数是xx;
2、中子数不同:碳12的中子数是6,碳14的中子数是8,碳xx的中子数是xx-6;
3、在原子中,质子数相同但是中子数不同的元素被称为同位素,这里的碳12与碳14、碳XX就是碳的同位素的不同表现形式 。

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