Hva er egenskapene til karbon?

Karbon er et element. Det finnes i bulk, både av seg selv, i allotropene, og som en bestanddel av andre vidt forekommende stoffer, inkludert kalkstein, kull og petroleum. Det forekommer i en rekke uorganiske forbindelser og alle organiske forbindelser. For å forstå både hvordan karbon virker og hvordan det interagerer med andre elementer, er det viktig å forstå karbonens egenskaper.

Carbon's symbol i det periodiske systemet er “C.” Det er i periode 2, sammen med litium, beryllium, bor, nitrogen, oksygen, fluor og neon, og i gruppe 4a eller gruppe 14, avhengig av systemet, med silisium, germanium, tinn og bly. Egenskapene til karbon inkluderer et atomnummer på 6, og en atommasse på 12,011 g.mol-1, et smeltepunkt på 6300 ºF (3500 ºC; 3773K) og et kokepunkt på 8721 º F (4827 ºC; 5100 K). Karbon scorer 0,5 på Mohs skala fra mineralhårdhet. Hos et menneske som veier omtrent 15 kg, er den gjennomsnittlige totale massen av karbon omtrent 35 kg.

At det har ganske forskjellige allotroper, eller forskjellige manifestasjoner av det samme elementet med forskjellige molekylstrukturer, er en av de interessante egenskapene til karbon. Grafitt, en allotrope, brukes til å lage blyant “bly”, så vel som i generatorer og elektriske motorer. En andre karbon er allotrope, og diamanten har en absolutt poengsum på 1500 på Mohs skala av mineralhardhet, noe som viser hvordan karbonens egenskaper kan variere dramatisk. En annen allotrope, buckminsterfullerene, oppdaget i 1985 av amerikanske og britiske forskere, har en form som ligner en geodesisk kuppel designet av ingeniøren R. Buckminster Fuller, derav navnet.

Blant karbonegenskapene har det vist seg at det forutsigbare forfallet av karbon-14-isotopen er spesielt nyttig når det gjelder biologiske materialer. En levende organisme inneholder en forutsigbar andel karbon 12 i forhold til karbon-14, som den får fra atmosfæren. Når organismen dør tas ikke lenger karbon inn, og forholdet mellom karbon-12 og karbon-14 begynner å endre seg, med karbon-14s forfall til nitrogen-14. Dette tillater radiokarbon-datering basert på 5730-års halveringstid på karbon-14. Selv om flere situasjoner, som forurensning med karbon fra jord og svingende mengder karbon-12 og karbon-14 i atmosfæren, kan kaste bort beregningene, har radiokarbondatering fremdeles funnet å være nyttig.