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Durchschnittliche Masse eines Atoms in atomaren Masseneinheiten (1 u ist 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms). Berücksichtigt die natürliche Isotopenmischung des Elements.
Nummer der senkrechten Spalte, 1 bis 18 nach IUPAC-Zählung. Elemente einer Gruppe haben den gleichen Aufbau der äußeren Schale und daher ähnliche Eigenschaften. In Schulbüchern findet man auch die ältere Zählung in Haupt- und Nebengruppen.
Nummer der waagerechten Zeile. Entspricht meist der Zahl der Elektronenschalen des Atoms; Ausnahme ist Palladium mit vier Schalen in Periode 5.
Das Unterniveau (s, p, d oder f), das in der üblichen Reihenfolge zuletzt Elektronen erhält; danach teilt sich das Periodensystem in vier Blöcke. Einzelne Atome weichen ab: Lanthan steht am Anfang des f-Blocks, hat aber kein f-Elektron.
[He] 2s² 2p²
Wie die Elektronen auf die Unterniveaus verteilt sind. Die eckige Klammer steht für das vorherige Edelgas, die Hochzahl für die Zahl der Elektronen im Unterniveau.
2, 4
Zahl der Elektronen auf jeder Schale, vom Kern nach außen.
4.489 °C (4.762 K), nur unter Druck
Temperatur, bei der der Feststoff bei Normaldruck flüssig wird. Helium, Kohlenstoff und Arsen schmelzen bei Normaldruck nicht: Helium braucht etwa 25 atm, Kohlenstoff und Arsen gehen direkt in Dampf über.
3.825 °C (4.098 K), Sublimation
Temperatur, bei der die Flüssigkeit bei Normaldruck siedet. Bei Kohlenstoff und Arsen die Temperatur, bei der der Feststoff direkt verdampft (Sublimation).
2,267 g/cm³
Masse eines Kubikzentimeters des Stoffes. Bei Gasen bei 0 °C und Normaldruck.
2,55 Pauling
Wie stark ein Atom in einer chemischen Bindung Elektronen an sich zieht. Auf der Pauling-Skala reicht sie von 0,79 bei Caesium bis 3,98 bei Fluor.
11,26 eV
Energie, die nötig ist, um das am schwächsten gebundene Elektron vom Atom zu entfernen. Je kleiner sie ist, desto leichter gibt das Element ein Elektron ab, was typisch für Metalle ist.
1,262 eV
Energie, die frei wird, wenn ein neutrales Atom ein Elektron aufnimmt. Am größten bei den Halogenen. Edelgase, Stickstoff und einige Metalle bilden kein stabiles negatives Ion.
76 pm
Halbe Länge einer kovalenten Einfachbindung zwischen zwei Atomen des Elements. Er gibt die Größe des Atoms in einem Molekül oder Kristall an: 76 pm bei Kohlenstoff, 132 pm bei Eisen.
+4, +2, -4
Ladungen, die das Atom in seinen Verbindungen hätte, wenn alle Bindungen ionisch wären; angegeben sind die wichtigsten.
Kohlenstoff (C) ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 6. Das Element steht in Gruppe 14 und Periode 2 des Periodensystems, im p-Block. Es ist ein Nichtmetall. Aggregatzustand bei Raumtemperatur: fest. Seine Standard-Atommasse beträgt 12,011.
Herkunft des Namens
Das deutsche Kohlenstoff bedeutet „Stoff der Kohle“: Ruß und Holzkohle sind die Formen des Kohlenstoffs, die man seit der Urzeit kennt. Der internationale Name und das Symbol C kommen von lateinisch carbo, „Kohle“; das französische carbone prägte Antoine Lavoisier.
Wo kommt Kohlenstoff vor?
Kohlenstoff findet sich in der Sonne und den Sternen, in Kometen und in den Atmosphären der meisten Planeten. Auf der Erde steckt das meiste in Karbonatgesteinen wie Kalkstein und Dolomit sowie in Kohle, Erdöl und Erdgas; die Luft enthält ihn als Kohlenstoffdioxid, das sich auch in Wasser löst. Reiner Kohlenstoff kommt als Graphit und Diamant vor. Alle Lebewesen sind aus Kohlenstoffverbindungen aufgebaut.
Wofür wird Kohlenstoff verwendet?
Der meiste Kohlenstoff wird als Brennstoff verbrannt: Kohle, Erdöl und Erdgas. Koks aus Steinkohle macht aus Eisenerz Roheisen und Stahl. Graphit mit Ton gemischt ist die Mine des Bleistifts, außerdem dient Graphit als Schmiermittel. Diamanten schneiden, bohren und schleifen harte Werkstoffe; die meisten Industriediamanten werden künstlich hergestellt. Industrieruß, ein feiner Ruß, färbt Autoreifen und Druckfarben.
Wissenswertes
Graphit gehört zu den weichsten Stoffen und Diamant zu den härtesten, doch beide sind reiner Kohlenstoff: Nur die Anordnung der Atome unterscheidet sie.
1772 verbrannte Antoine Lavoisier einen Diamanten und erhielt Kohlenstoffdioxid; 1797 bewies Smithson Tennant, dass Diamant reiner Kohlenstoff ist.
Kohlenstoff bildet Millionen von Verbindungen, mehr als jedes andere Element; mit ihnen befasst sich ein eigenes Fach, die organische Chemie.
Radioaktiver Kohlenstoff-14 hat eine Halbwertszeit von etwa 5700 Jahren; damit bestimmt man das Alter von Holz, Knochen und anderen Überresten von Lebewesen.