Bevezetés a kémiába

author
5 minutes, 0 seconds Read

Főbb pontok

    • A szénnek több allotropja van, vagyis különböző formái, amelyekben létezhet. Ezek közé az allotrópok közé tartozik a grafit és a gyémánt, amelyek nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek.
    • Dacára annak, hogy a szén képes 4 kötést létrehozni, és számos vegyületben jelen van, normál körülmények között nagyon nem reaktív.
    • A szén 3 fő izotópban létezik: 12C, 13C, 14C. A 14C radioaktív, és a széntartalmú minták kormeghatározására használják (radiometrikus kormeghatározás).

Fogalmak

  • féléletidőA radioaktív bomlási folyamatban az az időtartam, amely alatt az eredeti (nem bomlott) anyag fele megmarad.
  • radiometriai kormeghatározásAz anyagok datálására használt technika, amely a radioaktív atomok természetes gyakoriságát hasonlítja össze a megmaradt bomlástermékeikkel.
  • allotópokEgy kémiai elem természetes állapotában megtalálható különböző formái.

A szén a C jelű és 6-os atomi számú (6 protont tartalmaz az atommagjában) kémiai elem. A periódusos rendszer 14. csoportjának tagjaként nem fémes és négyértékű – négy elektron áll rendelkezésre kovalens kémiai kötések kialakításához. A szén leggyakoribb izotópjának 6 protonja és 6 neutronja van, atomtömege 12,0107 amu. Alapállapotú elektronkonfigurációja 1s22s22p2. Oxidációs állapota 4 és -4 között mozog, elektronegativitása pedig a Pauling-skála szerint 2,55. Szilárd anyag, és 3642 °C-on szublimál (ez a legmagasabb szublimációs pontja az összes elem közül).

Szén allotrópok

A szénnek több allotrópja, vagyis különböző formája van. Érdekes módon a szén allotrópok a fizikai tulajdonságok széles skáláját ölelik fel: a gyémánt a legkeményebb természetesen előforduló anyag, a grafit pedig az egyik leglágyabb ismert anyag. A gyémánt átlátszó, a végső csiszolóanyag, és képes elektromos szigetelő és hővezető lenni. Ezzel szemben a grafit átlátszatlan, nagyon jó kenőanyag, jó áramvezető és hőszigetelő. A szén allotrópjai nem korlátozódnak a gyémántra és a grafitra, hanem közéjük tartoznak a hajgömbök (fullerének), az amorf szén, az üvegszerű szén, a szén nanohab, a nanocsövek és mások is.

A szén allotrópjaiA szén néhány allotrópja: a) gyémánt, b) grafit, c) lonsdaleit, d-f) fullerének (C60, C540, C70); g) amorf szén, h) szén nanocső.

A szén kémiai reakcióképessége

A szénvegyületek képezik minden ismert földi élet alapját, és a szén-nitrogén körforgás biztosítja a Nap és más csillagok által termelt energia egy részét. A szén hajlamos más kis atomokkal, köztük más szénatomokkal is kötődni, stabil, kovalens kötések kialakításával. Annak ellenére, hogy rengeteg vegyületben van jelen, a szén más elemekhez képest normál körülmények között gyengén reaktív. Normál hőmérsékleten és nyomáson ellenáll az oxidációnak; nem lép reakcióba kénsavval, sósavval, klórral vagy alkálifémekkel. Magasabb hőmérsékleten a szén oxigénnel szénoxidokat, a fémekkel pedig fémkarbidokat képez.

A szén képes nagyon hosszú, erős és stabil C-C kötésekből álló láncok kialakítására. Ez a tulajdonsága lehetővé teszi, hogy a szén szinte végtelen számú vegyületet képezzen; valójában több ismert széntartalmú vegyület van, mint a többi kémiai elem összes vegyülete együttvéve, kivéve a hidrogén vegyületeit (mivel szinte minden szerves vegyület tartalmaz hidrogént is).

Szénizotópok

A szénnek két stabil, természetesen előforduló izotópja van: a szén-12 és a szén-13 izotóp. A szén-12 alkotja 98,93%-át, a szén-13 pedig a maradék 1,07%-ot. A 12C koncentrációja tovább növekszik a biológiai anyagokban, mivel a biokémiai reakciók diszkriminálnak a 13C-vel szemben. A szén azonosítása NMR-kísérletekben a 13C izotóppal történik. A 14C a szén radioaktív izotópja, amelynek felezési ideje 5730 év. Természetes előfordulása nagyon alacsony (0,0000000001%), és béta-bomlással 14N-re bomlik. A radiometrikus kormeghatározás során a (fizikai vagy biológiai eredetű) szénminták korának meghatározására használják körülbelül 60 000 éves korig.

A szénnek összesen 15 ismert izotópja van, ezek közül a legrövidebb élettartamú a 8C, amely protonemisszióval és alfa-bomlással bomlik, felezési ideje 1,98739 x 10-21 másodperc. Az egzotikus 19C maghalót mutat, ami azt jelenti, hogy a sugara érezhetően nagyobb, mint ami akkor várható lenne, ha az atommag egy állandó sűrűségű gömb lenne.

Források megjelenítése

A Határtalan ellenőrzi és kurátorként kezeli a kiváló minőségű, nyíltan licencelt tartalmakat az egész internetről. Ez a konkrét forrás a következő forrásokat használta:

“Boundless.”

http://www.boundless.com/
Boundless Learning
CC BY-SA 3.0.

“allotropes.”

http://en.wikipedia.org/wiki/allotropes
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.

“szén.”

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.

“Eight%20Allotropes%20of%20Carbon.”

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eight_Allotropes_of_Carbon.png
Wikimedia%20Commons
CC BY-SA 3.0.

Similar Posts

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.