Wat zijn de eigenschappen van koolstof?

Koolstof is een element. Het wordt in bulk gevonden, zowel op zichzelf, in zijn allotropen, en als een bestanddeel van andere veel voorkomende stoffen, waaronder kalksteen, steenkool en aardolie. Het komt voor in een aantal anorganische verbindingen en alle organische verbindingen. Om te begrijpen hoe koolstof werkt en hoe het samenwerkt met andere elementen, is het belangrijk om de eigenschappen van koolstof te begrijpen.

Het koolstofsymbool in het periodiek systeem is "C." Het is in periode 2, samen met lithium, beryllium, boor, stikstof, zuurstof, fluor en neon, en in groep 4a of groep 14, afhankelijk van het systeem, met silicium, germanium, tin en lood. De eigenschappen van koolstof omvatten een atoomnummer van 6 en een atoommassa van 12.011 g.mol-1, een smeltpunt van 6332 ° F (3500 ° C; 3773 K) en een kookpunt van 8721 ° F (4827 ° C; 5100 K). Koolstof scoort 0,5 op de schaal van Mohs van minerale hardheid. Bij een mens die ongeveer 154 lb (ongeveer 70 kg) weegt, is de gemiddelde totale massa koolstof ongeveer 35 ¼ lb (ongeveer 16 kg).

Het feit dat het nogal verschillende allotropen heeft, of verschillende manifestaties van hetzelfde element met verschillende moleculaire structuren, is een van de interessante eigenschappen van koolstof. Grafiet, één allotroop, wordt gebruikt om potlood "lood" te maken, evenals in generatoren en elektrische motoren. Een tweede allotroop van koolstof is de diamant, en een diamant heeft een absolute score van 1500 op de schaal van Mohs van minerale hardheid, waaruit blijkt hoe de eigenschappen van koolstof dramatisch kunnen verschillen. Een andere allotroop, buckminsterfullerene, ontdekt in 1985 door Amerikaanse en Britse onderzoekers, heeft een vorm die lijkt op een geodetische koepel ontworpen door ingenieur R. Buckminster Fuller, vandaar de naam.

Onder de eigenschappen van koolstof is gevonden dat het voorspelbare verval van de koolstof-14 isotoop van bijzonder nut is bij het dateren van biologische materialen. Een levend organisme neemt een voorspelbaar deel van koolstof 12 op in verhouding tot koolstof-14, dat het uit de atmosfeer haalt. Wanneer het organisme sterft, wordt er geen nieuwe koolstof meer opgenomen en begint de verhouding tussen koolstof-12 en koolstof-14 te veranderen, met het verval van koolstof-14 naar stikstof-14. Dit maakt radiokoolstofdatering mogelijk op basis van de 5730 jaar halfwaardetijd van koolstof-14. Hoewel verschillende situaties, zoals verontreiniging met koolstof uit de bodem en fluctuerende hoeveelheden koolstof-12 en koolstof-14 in de atmosfeer, de berekeningen kunnen afwerpen, is datering met koolwaterstoffen nog steeds nuttig gebleken.