Nguyên tố carbon

Số nguyên tử: 6
Trọng lượng nguyên tử: 12,0107
Màu sắc: trong suốt (kim cương) và đen (graphite)
Pha: rắn
Phân loại: phi kim
Điểm nóng chảy: không rõ – biến thành hơi (thăng hoa) trước khi tan chảy
Điểm thăng hoa: 3.642oC
Cấu trúc tinh thể: lục giác (graphite) và lập phương tâm diện (kim cương)

Nguyên tố carbon

Carbon là một trong những nguyên tố quan trọng nhất trong bảng tuần hoàn – ít nhất là đối với loài người trên Trái đất; phổ hợp chất phong phú của nó khiến nó là trụ cột của sự sống trên hành tinh chúng ta. Carbon giúp khơi nguồn các phản ứng hạt nhân trên Mặt trời mang lại cho chúng ta ánh sáng và sự ấm áp, và đồng thời nó là một thành phần chủ chốt của công nghệ của chúng ta – nó là thành phần thiết yếu cho các nhiên liệu cung cấp năng lượng cho nền văn minh nhân loại, cho các vật liệu trong nhà cửa của chúng ta, và cả vải vóc trên người chúng ta nữa.

Carbon là một nguyên tố cổ xưa, đã được người Ai Cập và người Sumeri biết tới hồi tận năm 3750 trước Công nguyên; họ đã dùng carbon để xử lí quặng trong sản xuất đồng thau. Sau này, carbon còn được tìm thấy một ứng dụng nữa trong lĩnh vực luyện kim, người ta dùng nó để biến sắt thô thành hợp kim siêu bền: thép. Tên gọi “carbon” có xuất xứ Latin carbo, có nghĩa là “than”.

Một vài dạng hình khác nhau của carbon đã được người cổ xưa biết đến – ví dụ như than củi, than đá và graphite – nhưng họ không rõ những chất này có là những bộ mặt khác nhau của cùng một thứ hay không. Vấn đề được làm sáng tỏ vào thế kỉ 18. Vào năm 1779, nhà hóa học người Đức-Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele cho biết rằng graphite có chứa carbon. Bảy năm sau đó, một đội khoa học người Pháp đã chứng minh rằng graphite, thật ra, chủ yếu là carbon.

Nguyên tố carbon

Hai dạng carbon: thỏi graphite và kim cương công nghiệp

Carbon là nguyên tố dồi dào thứ 15 trong lớp vỏ Trái đất; chỉ riêng sinh quyển của chúng ta đã chứa hơn 2000 tỉ tấn carbon. Carbon là nguyên tử hóa trị bốn, có khả năng liên kết với bốn nguyên tử khác đồng thời, cho phép nó tạo ra hơn 20 triệu hợp chất hóa học khác nhau – sự đa dạng này là điều cốt lõi cho vai trò thiết yếu của carbon đối với sự sống trên Trái đất. Vai trò này được mô tả phần nào bởi “chu trình carbon” chi phối cách thức carbon được cây xanh hấp thu (thông qua quang hợp) từ carbon dioxide trong khí quyển, sau đó được động vật tiêu hóa, trước khi trở lại khí quyển khi những dạng sống này cuối cùng chết đi.

Các quan ngại môi trường hiện nay chủ yếu là vì có rất nhiều carbon được bổ sung vào chu trình trên bởi sự khai thác và đốt các nhiên liệu hóa thạch. Carbon trong những chất này – ví dụ như than đá và dầu mỏ – khi đốt cháy thì biến thành carbon dioxide. Trong khí quyển, chất khí này có tác dụng bẫy nhiệt từ Mặt trời đến, làm ấm hành tinh.

Carbon có nhiều công dụng. Ngoài việc dùng trong sản xuất thép, nó còn là cơ sở của plastic, cotton và vải lanh. Carbon (ở dạng muội than của nó) còn là thành phần chủ yếu trong loại chất gây nổ thực tiễn đầu tiên: thuốc súng.

Carbon có nhiều dạng thù hình khác nhau, về căn bản chúng là những chất khác nhau được tạo ra bởi các nguyên tử carbon sắp xếp theo những kiểu khác nhau. Graphite là dạng thù hình được cấu tạo bởi những tấm carbon liên kết. Tuy nhiên, kim cương có cấu trúc mạng tinh thể rắn chắc, được tạo ra ở nhiệt độ cao và áp suất lớn. Mới đây nhất, một dạng carbon kì lạ gọi là fullerene đã được người ta khám phá. Fullerene có cấu trúc graphite cuộn lại thành ống trụ (ống nano) hoặc quả cầu (gọi là bóng bucky). Chúng bền hơn thép hàng trăm lần.

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com