Karbon

Ti Wikipédia, énsiklopédia bébas
Luncat ka: pituduh, sungsi
boronkarbonnitrogén
 
C
Si  
 
 
Klik pikeun dadaran
Umum
Ngaran, Lambang, Wilangan Karbon, C, 6
Dérét kimia Nonlogam
Golongan, Periode, Blok 14 (IVA), 2, p
Dénsiti, Kateuasan 2267 kg/m3,
0.5 (grafit)
10.0 (inten)
Panémbong hideung (grafit)
tanpawarna (inten)
C,6.jpg
Sipat atom
Beurat atom 12.0107 amu
Radius atom (calc.) 70 (67) pm
Radius kovalén 77 pm
Radius van der Waals 170 pm
konfigurasi éléktron [He]2s22p2
e- per tingkat énergi 2, 4
Wilangan oxidasi (Oxida) 4, 2 (mildly acidic)
Struktur kristal Héxagonal
Sipat fisik
Wujud zat padet (diamagnetik)
Titik lééh 3773 K (6332 °F)
Titik golak 5100 K (8721 °F)
Volume molar 5.29 ×10-6 m3/mol
Panas panguapan 355.8 kJ/mol (sublim)
Panas fusi N/A (sublim)
Tekenan uap 0 Pa
Speed of sound 18350 m/s
Rupa-rupa
Éléktronégativiti 2.55 (Skala Pauling)
Kapasitas panas spésifik 710 J/(kg*K)
Konduktiviti listrik 0.061 × 106/(m·ohm)
Konduktiviti panas 129 W/(m*K)
Poténsi ionisasi ka-1 1086.5 kJ/mol
Poténsi ionisasi ka-2 2352.6 kJ/mol
Poténsi ionisasi ka-3 4620.5 kJ/mol
Poténsi ionisasi ka-4 6222.7 kJ/mol
Poténsi ionisasi ka-5 37831 kJ/mol
Poténsi ionisasi ka-6 47277.0 kJ/mol
Isotop pangstabilna
iso NA half-life DM DE MeV DP
12C 98.9% C stabil mibanda 6 neutron
13C 1.1% C stabil mibanda 7 neutron
14C trace 5730 y béta- 0.156 14N
Unit SI & STP dipaké iwal mun ditandakeun lain.

Karbon ngarupakeun unsur kimia nu dina tabel periodik dilambangan C sarta nomer atom 6. Unsur karbon tétravalén mibanda sababaraha bentuk alotrop:

  • inten (mineral pangteuasna). Struktur beungkeutan: 4 éléktron na orbital-sp3 3-diménsi
  • grafit (salasahiji zat panglemesna). Struktur beungkeutan: 3 éléktron na orbital-sp2 2-diménsi jeung 1 éléktron na orbital-s.
  • Orbital sp1 nu kabeungkeut kovalén mangrupa hiji-hijina interés kimia.

Fullerit (fullerin) nyaéta molekul dina skala-nanométer. Dina bentuk nu basajan, 60 atom karbon ngabentuk lapisan grafit nu ngagulung jadi hiji struktur 3-dimensi nu sarupa jeung bal maénbal.

Karbon aya dina sadaya bahan organik sarta mangrupa dasar pikeun kimia organik. Nonlogam ieu ogé mibanda sipat kimia nu ahéng ku bisana kabeungkeut ku atom karbon jeung rupa-rupa unsur séjénna, ngabentuk ampir 10 yuta sanyawa nu geus kanyahoan. Nalika ngahiji jeung oxigén, karbon jadi karbon dioxida nu kacida pentingna pikeun tutuwuhan. Nalika ngahiji jeung hidrogén, karbon jadi rupa-rupa sanyawa nu disebut hidrokarbon nu penting pikeun industri dina bentuk minyak bumi (Ing. fossil fuel). Nalika ngahiji jeung oxigén lan hidrogén, karbon bisa jadi rupa-rupa golongan sanyawa kayaning asam lemak, nu penting pikeun mahluk hirup, jeung éster, nu méré rasa kana bungbuahan. Isotop karbon-14 ilahar dipaké pikeun pananggalan radioaktif.

Ciri penting[édit | sunting sumber]

Karbon téh unsur nu penting jeung onjoy pisan. Bentukna nu béda-béda di antarana nyaéta salaku zat panglemesna (grafit) jeung pangteuasna (inten). Lian ti éta, karbon mibanda afinitas nu kacida gedéna pikeun ngabentuk beungkeut jeung atom leutik lianna, kaasup atom karbon séjén, katambah ku ukuranana nu leutik nu bisa ngabentuk sababaraha beungkeut. Ku ayana pasipatan ieu, karbon geus kanyahoan bisa ngabentuk ampir sapuluh yuta sanyawa nu béda. Sanyawaan karbon jadi dasar sakabéh kahirupan di Marcapada, sedengkeun daur karbon-nitrogén nyadiakeun sabagian énergi nu dihasilkeun ku panonpoé jeung béntang lianna.

Aplikasi[édit | sunting sumber]

Karbon mangrupakeun komponén penting dina unggal sistim mahluk hirup, tanpa karbon mah hirup téh moal aya (baca chauvinisme karbon). Ajén ékonomi utama tina karbon nyaéta dina bentuk hidrokarbon, utamana suluh fosil gas métan jeung minyak bumi. Minyak bumi dipaké ku industri pétrokimia pikeun ngahasilkeun, di antarana, béngsin, minyak tanah jeung solar, maké prosés distilasi. Minyak bumi ngahasilkeun rupa-rupa bahan atah pikeun zat-zat sintétik, di antarana plastik nu jadi béntang di jaman kiwari.

Mangpaat séjén[édit | sunting sumber]

Sipat fisik jeung kimiawi fulerin, dina bentuk nanotabung karbon, mibanda poténsi nu ngajangjikeun pikeun widang nanotéhnologi.

Sajarah[édit | sunting sumber]

Karbon (tina basa Latin carbo nu hartina "areng", charcoal) kapendakna sarta geus dipikawanoh ti jaman prasajarah kénéh, dijieun ku jalan ngaduruk bahan organik dina kaayaan kurang oksigén (nyieun areng). Inten geus ti baheula dipikawanoh salaku barang nu jarang sarta éndah. Alotrop karbon nu pangahirna nu kapanggih, fulerin, kapanggih salaku hasil gigir (byproduct) percobaan molecular beam taun 1980-an.

Alotrop[édit | sunting sumber]

Opat alotrop karbon nu dipikanyaho di antarana: amorf, grafit, inten, jeung fulerin. Bentuk nu kalima diumumkeun 22 Maret 2004.

Dina bentuk amorfna, karbon mah biasana grafit bubuk nu sok aya dina areng jeung méméhong songsong, lain dina makrostruktur kristalin.

Dina tekenan normal, karbon bentukna grafit, nu unggal atomna kabeungkeut ku tilu atom lianna dina hiji widang datar, kawas dina hidrokarbon aromatik. Dua bentuk grafit, alfa (héksagonal) jeung béta (rombohédral), duanana mibanda pasipatan fisik nu sarua, iwal struktur kristalna. Grafit alam ngandung nepi ka 30% bentuk béta, padahal nu sintétik mah ngan ngandung bentuk alfa. Bentuk alfa bisa dirobah jadi béta ku cara mékanis, sedengkeun bentuk béta bisa dibalikkeun ka bentuk alfa ku jalan dipanaskeun luhureun 1000°C.

Alatan delokalisasi awan pi, grafit bisa nyalurkeun listrik (konduktor). Bahanna lemes, lambaranana (biasana dipisahkeun ku atom séjén) napel ukur ku ayana gaya van der Waals, sahingga gampang pisan leupas.

Dina tekenan nu luhur pisan, karbon mibanda alotrop nu disebut inten, nu unggal atomna ngabeungkeut opat atom lianna. Struktur kubik inten sarua jeung silikon jeung germanium, tina kuatna beungkeut karbon-karbon.

Occurrence[édit | sunting sumber]

There are nearly ten million carbon compounds that are known to science and many thousands of these are vital to life processes and very economically important organic-based reactions. This element is abundant in the sun, stars, comets, and in the atmospheres of most planets. Some meteorites contain microscopic diamonds that were formed when the solar system was still a protoplanetary disk. In combination with other elements, carbon is found the earth's atmosphere and dissolved in all bodies of water. With smaller amounts of calcium, magnesium, and iron, it is a major component of very large masses carbonate rock (limestone, dolomite, marble etc.). When combined with hydrogen, carbon form coal, petroleum, and natural gas which are called hydrocarbons.

Graphite is found in large quantities in New York and Texas, the United States; Russia; Mexico; Greenland and India.

Natural diamonds occur in the mineral kimberlite found in ancient volcanic "necks," or "pipes". Most diamond deposits are in Africa, notably in South Africa, Namibia, Botswana, the Republic of the Congo and Sierra Leone. There are also deposits in Canada, the Russian Arctic, Brazil and in Northern and Western Australia.

Sanyawa anorganik[édit | sunting sumber]

(Baca ogé kimia organik)

Oksida karbon nu penting nyéta karbon dioxida, CO2, nu ngarupakeun salasahiji komponén minor atmosfir Marcapada, dihasilkeun sarta dipigunakeun ku mahluk hirup, nu mibanda sipat volatil (gampang nguap). Na cai, oksida karbon ieu ngabentuk sajumlah renik asam karbonat, H2CO3, tapi teu stabil sabab boga beungkeut oksigén-karbon rangkep. Tina antara ieu, lajeng dihasilkeun ion karbonat nu kastabilkeun ku résonansi. Sababaraha mineral nu penting di antarana karbonat, utamana kalsit.

Ranté karbon[édit | sunting sumber]

It´s the atomic structure of hydrocarbons in which a series of carbon atoms, saturated by hydrogen atoms, form a chain. Volatile oils have shorter chains. Fats have longer chain lengths, and waxes have extremely long chains.

Daur karbon[édit | sunting sumber]

Prosés ngagabungkeun jeung ngaleupaskeun karbon jeung oksigén nu terus-terusan téh dina raraga ngahasilkeun atawa nendeun énérgi; katabolisme + anabolisme = métabolisme (baca daur karbon).

Isotop[édit | sunting sumber]

Taun 1961 IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ngajadikeun isotop karbon-12 pikeun dasar beurat atom.

Karbon boga dua isotop stabi alami: C-12 (98.89%) jeung C-13 (1.11%). Nisbah isotop ieu dilaporkeun sacara rélatif kana baku VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite, ti Formasi Peedee di Carolina Kidul).

Kawaspadaan[édit | sunting sumber]

Sanyawaan karbon mibanda rupa-rupa peta toxik. Karbon monoxida (CO), nu aya dina haseup durukan mesin, sarta sianida (CN-), nu mindeng kapanggih dina polusi patambangan, toxik pisan pikeun mamalia. Sanyawaan karbon séjénna teu toxik sarta malah penting pisan pikeun hirup. Gas organik kayaning éténa (CH2=CH2), étuna (HCCH), jeung métana (CH4) pibahyaeun alatan gampang ngabeledug sarta kaduruk nalika dicampurkeun jeung hawa.

Tumbu kaluar[édit | sunting sumber]