6 C 碳 12.011

碳 (C)

反應性非金屬 固態 p 區 族 14 週期 2

鑽石和石墨都是純碳,不同的只是原子鍵結的方式。

碳 的性質

原子量
12.011 u
類別
反應性非金屬
族
14
週期
2
區
p 區
電負度
2.55
熔點
3,823 K (3,549.8 °C)
沸點
4,098 K (3,824.8 °C)
密度
2.267 g/cm³
常見電荷
+4, −4
氧化態
+4, +2, −4
原子半徑
170 pm
游離能
11.26 eV
電子親和力
1.263 eV
放射性
沒有,有穩定的同位素
發現時間
古代

碳 的電子組態

C
電子組態
[He] 2s2 2p2
完整電子組態
1s2 2s2 2p2
電子層
2 · 4

碳(C)的電子組態是 [He] 2s2 2p2。它的 6 個電子依電子層排列為 2, 4。

碳 中的質子、中子和電子

6質子
≈ 6中子
6電子

中性的 碳 原子有 6 個質子和 6 個電子。大多數 碳 原子約有 6 個中子:原子量四捨五入為 12,再減去原子序 6。

中子數為近似值:同一種元素的原子可以有不同的中子數(同位素)。 原子序與質量

碳 有多少個價電子?

4

碳 在最外層(第 2 層)有 4 個價電子。這些就是參與化學鍵結的電子。

查看所有元素:含價電子數的週期表

碳 的軌域圖

2s↑↓
2p↑↑

每個方格是一個軌域,最多容納兩個自旋相反的電子(↑↓)。內層電子與括號中的惰性氣體相同。 如何書寫電子組態

碳 的莫耳質量

12.011 g/mol

一莫耳 碳 原子(6.022 × 10²³ 個原子)的質量是 12.011 克。用這個值可在克與莫耳之間換算。

含有 碳 的化合物

碳 的知識

  • 鑽石和石墨都是純碳,不同的只是原子鍵結的方式。
  • 所有已知的生命形式都建立在碳化學的基礎上。
  • 碳(C)的原子序為 6,在室溫下為固態。 自古以來人類就已知道它。

在週期表中的位置

碳 是第 6 號元素,位於週期表的第 2 週期、第 14 族,屬於 p 區。

所有 非金屬

碳 的用途

焦炭形式的碳用來從鐵礦石中提煉鐵,在鐵中加入少量的碳就成了鋼。石墨用於鉛筆、潤滑劑和鋰離子電池的負極,活性碳則用來過濾水和空氣。碳纖維可製成輕而堅固的自行車和飛機零件,碳黑能增強汽車輪胎,工業用鑽石則裝在切割和鑽探工具的前端。

誰發現了 碳?

碳自古以來就以木炭和煤煙的形式為人所知。拉瓦節在 1789 年把它列為化學元素,1797 年史密森·坦南特證明鑽石是由純碳構成的。

名稱從何而來?

碳(Carbon)來自拉丁文 carbo,意思是「木炭」或「煤」,這是人們最熟悉的碳的形式。包括拉瓦節在內的法國化學家在 1787 年引入了 carbone 這個名稱。

發現年表

同族元素

比較 碳

常見問題

碳 的電子組態是什麼?

碳(C)的電子組態是 [He] 2s2 2p2。它的 6 個電子依電子層排列為 2, 4。

碳 有多少個質子、中子和電子?

中性的 碳 原子有 6 個質子和 6 個電子。大多數 碳 原子約有 6 個中子:原子量四捨五入為 12,再減去原子序 6。

碳 有多少個價電子?

碳 在最外層(第 2 層)有 4 個價電子。這些就是參與化學鍵結的電子。

碳 的莫耳質量是多少?

碳 的莫耳質量是 12.011 g/mol,數值與它的原子量 12.011 u 相同。

碳 是金屬嗎?

不是。碳 是 活性非金屬,所以它是非金屬。

碳 有放射性嗎?

一般的 碳 沒有放射性:它至少有一種穩定的同位素。和所有元素一樣,它也有放射性同位素,其中大多數是在實驗室中製造的。

碳 在週期表的哪裡?

碳 是第 6 號元素,位於週期表的第 2 週期、第 14 族,屬於 p 區。