Kol |
|
---|
![Grafit (vänster) och diamant (höger) – de två mest kända allotroperna av kol.](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Graphite-and-diamond-with-scale.jpg/150px-Graphite-and-diamond-with-scale.jpg) Grafit (vänster) och diamant (höger) – de två mest kända allotroperna av kol.
![Emissionsspektrum](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8c/Carbon_Spectra.jpg/300px-Carbon_Spectra.jpg) Emissionsspektrum |
Generella egenskaper |
---|
Relativ atommassa | 12,011 [12,0096–12,0116][1][2] u |
---|
Utseende | G: Svart D: Färglös (diamant) |
---|
Allotroper | Grafit (G) Diamant (D) Amorft kol (A) Fulleren Grafen |
---|
Fysikaliska egenskaper |
---|
Densitet | A: 1,8–2,1 g/cm3[3] G: 2,267 g/cm3 D: 3,515 g/cm3[4] |
---|
Aggregationstillstånd | Fast |
---|
Smältpunkt | G: 3 773 K (3 550 °C) D: 3 823 K (3 600 °C) |
---|
Kokpunkt | 5 100 K (4 827 °C) |
---|
Sublimationspunkt | 3 915 K (3 642 °C)[5] |
---|
Trippelpunkt | 4 600 K (4 327 °C) 10 800 kPa[6][7] |
---|
Molvolym | 5,3145 × 10−6 m³/mol |
---|
Värmevärde | −393[8] J/(kg × K) |
---|
Smältvärme | G: 117 kJ/mol |
---|
Ångbildningsvärme | Sublimation: 715 kJ/mol |
---|
Specifik värmekapacitet | G: 709[9] J/(kg × K) D: 427 J/(kg × K) |
---|
Molär värmekapacitet | G: 8,517 J/(mol × K) D: 6,155 J/(mol × K) |
---|
|
Atomära egenskaper |
---|
Atomradie | 70 pm |
---|
Kovalent radie | 73 ± 4 pm |
---|
van der Waalsradie | 170 pm |
---|
Elektronaffinitet | 153,9 kJ/mol |
---|
Jonisationspotential | Första: 1 086,5 kJ/mol Andra: 2 352,6 kJ/mol Tredje: 4 620,5 kJ/mol Fjärde: 6 222,7 kJ/mol (Lista) |
---|
Arbetsfunktion | 4,81 eV |
---|
Elektronkonfiguration |
---|
Elektronkonfiguration | [He] 2s2 2p2 |
---|
e− per skal | 2, 4 |
---|
![](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b3/Electron_shell_006_Carbon_-_no_label.svg/225px-Electron_shell_006_Carbon_-_no_label.svg.png) |
Kemiska egenskaper |
---|
Oxidationstillstånd | +4, +3,[10] +2, +1,[11] 0, −1, −2, −3, −4[12] |
---|
Oxider (basicitet) | CO2; CO (svagt sur) |
---|
Elektronegativitet | 2,55 (Paulingskalan) 2,544 (Allenskalan) |
---|
Diverse |
---|
Kristallstruktur | G: Hexagonal D: Diamantstruktur
![Kristallstruktur](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/Diamond_Cubic-F_lattice_animation.gif/75px-Diamond_Cubic-F_lattice_animation.gif) |
---|
Ljudhastighet | D: 18 350 m/s |
---|
Termisk expansion | D: 0,8[13] µm/(m × K) (25 °C) |
---|
Värmeledningsförmåga | G: 140[8] W/(m × K) D: 900–2300 W/(m × K) |
---|
Elektrisk konduktivitet | G: 105 S/m (Ω−1 × m−1) D: 0,001[8] A/(V × m) |
---|
Elektrisk resistivitet | G: 7,837[14] nΩ × m (20 °C) |
---|
Magnetism | Diamagnetisk[15] |
---|
Magnetisk susceptibilitet | D: −2,2 × 10−5[16] G: −4,5 × 10−4[17] |
---|
Brytningsindex | D: 2,417[8] |
---|
Youngs modul | D: 1050[13] GPa |
---|
Skjuvmodul | D: 478[13] GPa |
---|
Kompressionsmodul | D: 442[13] GPa |
---|
Poissons konstant | D: 0,1[13] |
---|
Mohs hårdhet | G: 0,5 D: 10 |
---|
Identifikation |
---|
CAS-nummer | 7440-44-0 |
---|
EG-nummer | 231-153-3 |
---|
Pubchem | 5462310 |
---|
RTECS-nummer | FF5250100 |
---|
Historia |
---|
Namnursprung | Från latin carbo, ”träkol”[18][19] |
---|
Förutsägelse | Egyptier och sumer[20] (3750 f.Kr.) |
---|
Fastställt som ett grundämne av | Antoine Lavoisier[21] (1789) |
---|
Stabilaste isotoper |
---|
Nuklid |
NF |
t1/2 |
ST |
SE (MeV) |
SP
|
10C |
{syn.} |
19,255 s |
β+ |
3,648 |
10B
|
11C |
{syn.} |
20,334 min |
β+ |
1,982 |
11B
|
ε |
|
11B
|
12C |
98,9 % |
Stabil
|
13C |
1,1 % |
Stabil
|
14C |
Spår |
5730 a |
β− |
0,156 |
14N
|
15C |
{syn.} |
2,449 s |
β− |
9,772 |
15N
|
16C |
{syn.} |
0,747 s |
β− + n |
8,012 |
15N
|
β− |
|
16N
| |
Säkerhetsinformation |
---|
|
SI-enheter och STP används om inget annat anges. |
Kol (latin: Carbo) är ett grundämne som har det kemiska tecknet C och atomnumret 6. Livet vi känner är baserat på grundämnet kol. Av detta skäl kallas alla molekyler, där kol- och väteatomer ingår, för organiska. Oorganiska ämnen är således de ämnen som innehåller vilket som helst av de övriga grundämnena, utom både kol och väte samtidigt. Trots detta känner vi idag till fler organiska ämnen än icke-organiska.
Som rent material förekommer kol i flera olika former (allotroper), som grafit, diamant, fullerener och amorft kol.
Det rena kolets egenskaper och dess användning beskrivs under respektive uppslagsord (se nedan). Grafit, diamant och stenkol bryts i gruvor. Alla allotroper av kol är kemiskt motståndskraftiga, men kan oxideras med syre eller halogener. Kol finns med några procents halt i de flesta sorters stål och järn. Kolet är då legerat i järnet och bidrar till järnets hårdhet.
Av de oorganiska kemiska kolföreningarna kan speciellt nämnas:
- Kiselkarbid (SiC) – ett mycket hårt syntetiskt ämne som bland annat används som slipmedel.
- Koldioxid (CO2) – spelar stor biologisk roll, och produceras när levande varelser andas, används för att få piff på läskedrycker och för viss eldsläckning. Koldioxid är även en viktig växthusgas.
- Kolmonoxid (CO) – en mycket giftig gas som produceras vid ofullständig förbränning, men som också används för ett stort antal tekniskt–kemiska processer, bland annat nickelframställning.
- Karbonater (metall + CO32−) – många former förekommer i naturen som mineral.
- Cyanider (ämne + CN−) – mycket giftiga eftersom de liksom kolmonoxid har förmågan att förhindra syreupptagning genom att blockera hemgruppen i hemoglobin.
Kol ingår också i alla organiska föreningar, där dess förmåga att bilda kedjor är en förutsättning för livets komplexa molekyler.
Kol är universums fjärde vanligaste atomslag. Endast väte, helium och syre är vanligare.
”Kol” är också en beteckning på ett antal bränslen i fast form (se vidare artikeln ”Kol (bränsle)”) med en hög andel av grundämnet kol. Inget av dem utgörs dock av grundämnet i ren form, vilket ibland skapar viss begreppsförvirring på svenska. På de flesta andra språk har grundämnet och bränslet olika namn, exempelvis carbon (grundämnet) respektive coal (bränslet) på engelska och Kohlenstoff (grundämnet) respektive Kohle (bränslet) på tyska.
- ^ Här anges det av IUPAC rekommenderade standardvärdet. Se: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry. 2010, S. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
- ^ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
- ^ Lide, David R., red (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5
- ^ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102:a uppl. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, s. 864.
- ^ David R. Lide (red.): Properties of the Elements and Inorganic Compounds, sid. 4:8, i: CRC Handbook of Chemistry and Physics, uppl. 90 (internetversion: 2010), CRC Press / Taylor and Francis.
- ^ Haaland, D (1976). ”Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon”. Carbon 14 (6): sid. 357. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5. ISSN 0008-6223.
- ^ Savvatimskiy, A (2005). ”Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)”. Carbon 43 (6): sid. 1115. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
- ^ [a b c d] ”Technical data for Carbon” (på engelska). periodictable.com. http://periodictable.com/Elements/006/data.html. Läst 4 november 2015.
- ^ David R. Lide (red.): Properties of the Elements and Inorganic Compounds, sid. 4:135, i: CRC Handbook of Chemistry and Physics, uppl. 90 (internetversion: 2010), CRC Press / Taylor and Francis.
- ^ ”Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP”. Arkiverad från originalet den 16 februari 2008. https://web.archive.org/web/20080216090126/http://bernath.uwaterloo.ca/media/36.pdf. Läst 6 december 2007.
- ^ ”Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical”. Arkiverad från originalet den 16 februari 2008. https://web.archive.org/web/20080216090130/http://bernath.uwaterloo.ca/media/42.pdf. Läst 6 december 2007.
- ^ ”Carbon: Binary compounds”. http://www.webelements.com/webelements/elements/text/C/comp.html. Läst 6 december 2007.
- ^ [a b c d e] Properties of diamond, Ioffe Institute Database
- ^ ”Arkiverade kopian”. Arkiverad från originalet den 17 augusti 2016. https://web.archive.org/web/20160817183304/https://www.nde-ed.org/GeneralResources/MaterialProperties/ET/ET_matlprop_Misc_Matls.htm. Läst 4 november 2015.
- ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Arkiverad 12 januari 2012 hämtat från the Wayback Machine., in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ^ Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. De angivna värdena har här räknats om enligt SI.
- ^ Simon MD, Geim AK (2000): Diamagnetic levitation: Flying frogs and floating magnets. Journal of Applied Physics 87, S. 6200–6204 (doi:10.1063/1.372654).
- ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
- ^ – Online Etymological Dictionary
- ^ ”History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky”. Caer.uky.edu. Arkiverad från originalet den 1 november 2012. https://web.archive.org/web/20121101085829/http://www.caer.uky.edu/carbon/history/carbonhistory.shtml#. Läst 12 september 2008.
- ^ Senese, Fred (9 september 2000). ”Who discovered carbon?”. Frostburg State University. http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml. Läst 24 november 2007.