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碳原子的物理性質

2016/10/27 11:01:25

碳原子(carbon) 化學符號:C 元素原子量:12.011 質子數:6 原子序數:6 周期:2 族:IVA

是構成生物體的最基本元素

物理性質

碳原子(carbon)

化學符號:C

元素原子量:12.011

質子數:6

原子序數:6

周期:2

族:IVA

電子層分布:2-4

原子體積: 4.58 cm3/mol

原子半徑:91pm

共價半徑:77 pm

范德華半徑: 170 pm

電子構型:1s22s22p2

電子在每能級的排布: 2，4

氧化價(氧化物): 4，3，2(弱酸性)

顏色和外表:黑色(石墨)，無色(金剛石)

物質狀態 :固態

物理屬性:反磁性

熔點:約為3550 ℃(金剛石)

沸點:約為4827 ℃(升華)

摩爾體積:5.29×10-6m3/mol

元素在太陽中的含量:(ppm) 3000

元素在海水中的含量:(ppm)太平洋表面 23

元素在地殼中含量:(ppm)4800

莫氏硬度:石墨1-2 ，金剛石 10

氧化態: 主要為-4,，C+2， C+4 (還有其他氧化態)

化學鍵能: (kJ /mol) C-H 411 C-C 348 C=C 614 C≡C 839 C=N 615 C≡N 891 C=O 745 C≡O 1074

晶胞參數: a = 246.4 pm b = 246.4 pm c = 671.1 pm α = 90° β = 90° γ = 120°

電離能:(kJ/ mol) M - M+ 1086.2 M+ - M2+ 2352 M2+ - M3+ 4620 M3+ - M4+ 6222 M4+ - M5+ 37827 M5+ - M6+ 47270 。

單質密度:3.513 g/cm3(金剛石)、2.260 g/cm3(石墨，20 ℃)

電負性:2.55(鮑林標度)

比熱:710 J/(kg·K)

電導率:0.061×10-6/(米歐姆)

熱導率:129 W/(m·K)第一電離能1086.5 kJ/mol 第二電離能2352.6 kJ/mol 第三電離能 4620.5 kJ/mol 第四電離能 6222.7 kJ/mol 第五電離能 37831 kJ/mol 第六電離能 47277.0 kJ/mol 。

成鍵:碳原子一般是四價的，這就需要4個單電子，但是其基態只有2個單電子，所以成鍵時總是要進行雜化。最常見的雜化方式是sp3雜化，4個價電子被充分利用，平均分布在4個軌道里，屬于等性雜化。這種結構完全對稱，成鍵以后是穩定的σ鍵，而且沒有孤電子對的排斥，非常穩定。金剛石中所有碳原子都是這種以此種雜化方式成鍵。烷烴的碳原子也屬于此類。

同位素:C60\C12\C14(考古測定年代)

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