碳原子

碳原子（carbon）化學符號：C 元素的原子量：12.011 質子數：6 原子序數：6 周期：2 族：IVA

碳原子

天然碳由三種同位素組成：12C和13C是穩定同位素，而14C是放射性的，半衰期約為5730年它是自古以來發現的為數不多的元素之一，也是構成碳基生物的最基本元素。

碳原子（carbon）

化學符號：C

元素原子量：12.011

質子數：6

原子序數：6

周期：2

族：IVA

電子層分布：2－4

碳原子

原子體積: 4.58/mol

原子半徑：91pm

共價半徑：77 pm

范德華半徑： 170 pm

電子構型：1s22s22p2

每個能級的電子排列： 2,4

氧化價（氧化物） 4,3,2（弱酸性）

顏色和外表：黑色（石墨），無色（金剛石）

物質狀態：固態

物理屬性：反磁性

熔點：大約3550 ℃（金剛石）

沸點：大約4827 ℃（升華）

摩爾體積：5.29×10-6m3/mol

太陽中元素的含量：ppm)( 3000)211211)

海水中元素的含量：ppm)太平洋表面 23

地殼中的元素含量：ppm）4800

莫氏硬度：石墨1-2 ，鉆石 10

氧化態：主要為-4，C 2， C 4 （還有其他氧化態）

化學鍵能： (kJ /mol) C-H 411 C-c  348  c=c  1433  c≡c  839  c=n  15  c≡n 3356891  c=o  745  c≡o 33561074

晶胞參數： a = 246.4 pm b = 246.4 pm c = 671.1 pm  α = 90  β = 90  γ = 120

電離能：kJ/ 摩爾) M - 米.2 米 - M2  2352 M2  - M3  4620 M3  - M4  6222 M4  - M5  37827 M5  - M6  47270 。

單質密度：3.513 g/金剛石)2.260 g/石墨，203356℃)

電負性：2.55（鮑林標度）

比熱：710 J/kg·K)

電導率：061×10-6/米歐姆)

熱導率：129 W/m·K)第一電離能1086.5 千焦/Mol 第二電離能2352.6 kJ/Mol 第三電離能 4620.5 千焦/Mol 第四電離能 6222.7 千焦/Mol 第五電離能是 37831 kJ/第六電離能 47277.0 kJ/mol 。

成鍵：碳原子一般是四價的，需要四個單電子，但它的基態只有兩個單電子，所以成鍵時總是需要雜化。最常見的雜化方式是sp3雜化，充分利用四個價電子，均勻分布在四個軌道上，屬于各向同性雜化。這種結構是完全對稱的，成鍵后是穩定的σ鍵，沒有孤電子對的排斥，非常穩定。金剛石中的所有碳原子都是以這種混合方式結合的。烷烴的碳原子也屬于這一類。

同位素：C12\C14（考古測定年代）

構成結構：直鏈、支鏈和環狀結構

所有的碳同位素原子都有六個質子，但中子的數量不同（范圍從2到16）碳有兩種天然存在的穩定同位素：碳-12（ ）地球上98的碳.93%，而碳-13（ ）則占剩余的1.07%生物體內的同位素比率較高，是因為生物化學反應被選擇性地消除了。1961年，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）決定以碳-同位素作為原子量單位的定義標準。核磁共振檢測的是。

碳-14（ ）它是一種天然存在的放射性同位素，在地球上的豐度是萬億分之一（(0000000001)，主要存在于大氣和地表礦物質中，如泥炭和其他有機物質。碳-14以0.β衰變在158 兆電子伏能量。因為半衰期只有5730年，該同位素在古老巖石中幾乎滅絕，但會在上層大氣中（平流層下部和對流層上部）不斷由宇宙射線和氮氣反應產生。大氣和生物體內的豐度幾乎是守恒的，但在生物死亡后會有規律地衰減這就是放射性碳測年的原理。這種測年方法可以測量4萬年以下的碳質物質。

碳的已知同位素有15種，其中存活時間最短的是會發生質子發射和α衰變，半衰期為1.98739 X1021秒。同位素具有暈效應，即其半徑遠高于密度均勻的正常球核。