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  碳元素介绍         ★★★ 【字体:
碳元素介绍
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:2149    更新时间:2011-3-11    
      1、碳元素价电子构型 
      碳元素价电子构型为2s22p2,价电子数目与价电子轨道数相等,它被称为等电子原子。 
      2、碳元素成键特征 
      碳和硅可以用sp、sp2和sp3杂化轨道形成1到4个σ键,碳的原子半径小,还能形成pπ—pπ键,所以碳能形成多重键。。 
      3、碳元素在自然界中的分布 
      碳在地壳中的丰度分别为0.023%,碳的含量虽然不多,但它(除氢外)是地球上化合物最多的元素。大气中有CO2;矿物界有各种碳酸盐、金刚石、石墨和煤,还有石油和天然气等碳氢化合物动植物体中的脂肪、蛋白质、淀粉和纤维素等等也都是碳的化合物。碳就是组成生物界的主要元素。 
      4、碳的同族异形体 
      自然界有金刚石和石墨矿。
      金刚石为典型的原子晶体,所以它的硬度大,熔点、沸点高、化学性质不活泼。石墨则是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体,它具有以下特点:为层状结构并具有共价键、类似金属键那样的离域π键和范德华力等三种不同的链和作用力。 
      透明的金刚石可以作宝石或钻石。黑色和不透明的金刚石,在工业上用以制钻头和切割金属、玻璃矿石的工具。金刚石粉是优良的研磨材料,可以制砂轮。石墨在工业上被大量地用于制造电极、坩埚、某些化工设备,也可以作原子反应堆中的中子减速剂。石墨粉可以作润滑剂、颜料和铅笔;将石墨在纸上划一下,它的片状纯品就粘附在纸上而留下灰黑色痕迹。“石墨”顾名恩义,就是能作书写用的笔头,它的英文名称“G raphite”来自希腊文,也是“书写”的意思。将石墨转变为金刚石则较难。需要高温、高压条件。 
      碳元素的第三种晶体形态的分子式Cn中,n一般小于200,称为碳原子簇。对C60研究最为深入。C60分子具有球形结构,60个碳原子构成近似球形的32面体,即由12个正五边形和20个正六边形组成,相当于截角正20面体。 
      每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻三个碳原子相连,剩余的p轨道在C60的外围和腔内形成大π键。它的形状酷似足球,故称为足球烯。

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