碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为,意为“煤,木炭”。碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。
常温下碳的化学性质不活泼,受日光照射或根空气、水份接触,都不容易起变化。
例如用墨汁书写、绘制字画,可保存几百年不退色;档案资料均要求用碳素墨水书写。其原因就是碳原子最外层有四个电子,它要成为稳定结构,得四个电子失四个电子都不容易,所以化学性质不活泼。但高温下碳的性质很活泼。
1、在氧气中燃烧,剧烈放热,发出刺眼白光,产生无色无味能使氢氧化钙溶液(澄清石灰水)变浑浊的气体。
2、在空气中燃烧,放热,持续红热,产生无色无臭能使氢氧化钙溶液(澄清石灰水)变浑浊的气体CO2。
3、作为还原剂,碳作为还原剂拥有和氢气、一氧化碳相似的化学性质(但生成物不同),都可以从金属氧化物中还原出金属单质。
4、稳定性,碳在“常温”下具有稳定性,不易反应,故古代名画现代能保存,书写档案要用碳素墨水。
1、同位素。现代已知的同位素共有十五种,有碳8至碳22,其中碳12和碳13属稳定型,其余的均带放射性,当中碳14的半衰期长达5730年,其他的为稳定同位素;
2、同素异形体。金刚石,碳以无烟煤(一种煤炭类型),石墨和钻石的形式天然的存在,历史上更容易得到的是煤灰或木炭。最终这些不同的材料被认为是由相同的元素形成的;
3、石墨属于混合型晶体,既有原子晶体的性质又有分子晶体的性质。石墨分子中每一个碳原子只与其他三个碳原子以较强的力结合,形成了一种层状的结构;
4、其他结构。无定形碳(不是真的异形体,内部结构是石墨)