碳 (C)

碳的性质

原子序数

6

原子质量

12.011 u

类别

活泼非金属

族

14

周期

2

区

p 区

室温下的状态

固态

电负性

2.55

熔点

3,823 K (3,549.8 °C)

沸点

4,098 K (3,824.8 °C)

密度

2.267 g/cm³

价电子

4

常见电荷

+4, −4

氧化态

+4, +2, −4

原子半径

170 pm

电离能

11.26 eV

电子亲和能

1.263 eV

放射性

否，有稳定同位素

发现年份

古代

碳的电子排布

碳（C）的电子排布为 [He] 2s2 2p2。它的 6 个电子按电子层排布为 2, 4。

碳中的质子、中子和电子

中性的碳原子有 6 个质子和 6 个电子。大多数碳原子约有 6 个中子：即原子质量取整为 12，再减去原子序数 6。

中子数是近似值：同一元素的原子可以有不同的中子数（同位素）。 原子序数与质量

碳有多少个价电子？

4

碳的最外层（第 2 层）有 4 个价电子。这些是参与化学键合的电子。

查看全部元素：含价电子数的元素周期表

碳的轨道图

每个方框是一个轨道，最多容纳两个自旋相反的电子（↑↓）。内层电子与括号中的稀有气体相同。 如何书写电子排布式

碳的摩尔质量

12.011 g/mol

1 摩尔碳原子（6.022 × 10²³ 个原子）的质量为 12.011 克。可用这个数值在克与摩尔之间换算。

含有碳的化合物

碳的知识

• 金刚石和石墨都是纯碳，只是原子的键合方式不同。
• 已知的所有生命形式都建立在碳化学的基础上。
• 碳（C）的原子序数是 6，在室温下为固态。 它自古以来就为人所知。

在元素周期表中的位置

碳是第 6 号元素，位于元素周期表的第 2 周期、第 14 族，属于 p 区。

全部非金属

碳的用途

焦炭形式的碳用于从矿石中提炼铁，在铁中加入少量碳就得到钢。石墨用于铅笔、润滑剂和锂离子电池的负极，活性炭则用于过滤水和空气。碳纤维用来制造自行车和飞机上轻而坚固的部件，炭黑增强汽车轮胎，工业金刚石则装在切削和钻探工具的尖端。

谁发现了碳？

碳自古以来就以木炭和烟灰的形式为人所知。1789 年，安托万·拉瓦锡把它列为化学元素，1797 年，史密森·坦南特证明金刚石由纯碳构成。

名称从何而来？

碳的英文名 carbon 来自拉丁语 carbo，意为“木炭”或“煤”，这是人们最熟悉的碳的形态。1787 年，包括安托万·拉瓦锡在内的法国化学家引入了 carbone 这个名称。

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