Masse moyenne d’un atome en unités de masse atomique (1 u vaut 1/12 de la masse d’un atome de carbone 12). Tient compte du mélange naturel des isotopes de l’élément.
Numéro de la colonne verticale, de 1 à 18 selon la numérotation de l’IUPAC. Les éléments d’un même groupe ont la même couche externe, donc des propriétés proches.
Numéro de la ligne horizontale. Il est en général égal au nombre de couches électroniques de l’atome ; le palladium fait exception, avec quatre couches en période 5.
Sous-couche (s, p, d ou f) qui reçoit les derniers électrons dans l’ordre habituel de remplissage ; elle partage le tableau en quatre blocs. Certains atomes font exception : le lanthane ouvre le bloc f mais n’a aucun électron f.
[He] 2s² 2p²
Répartition des électrons dans les sous-couches. Les crochets désignent le gaz noble précédent, l’exposant le nombre d’électrons dans une sous-couche.
2, 4
Nombre d’électrons sur chaque couche, du noyau vers l’extérieur.
4 489 °C (4 762 K), seulement sous pression
Température à laquelle le solide devient liquide à pression normale. L’hélium, le carbone et l’arsenic ne fondent pas à pression normale : l’hélium demande environ 25 atm, le carbone et l’arsenic passent directement à l’état de vapeur.
3 825 °C (4 098 K), sublimation
Température à laquelle le liquide bout à pression normale. Pour le carbone et l’arsenic, température à laquelle le solide se sublime.
2,267 g/cm³
Masse d’un centimètre cube de la substance. Pour les gaz, à 0 °C et à pression normale.
2,55 Pauling
Capacité d’un atome à attirer les électrons dans une liaison chimique. Sur l’échelle de Pauling, elle va de 0,79 pour le césium à 3,98 pour le fluor.
11,26 eV
Énergie nécessaire pour arracher à un atome son électron le moins lié. Plus elle est faible, plus l’élément cède facilement un électron, ce qui est typique des métaux.
1,262 eV
Énergie libérée quand un atome neutre capte un électron. Elle est la plus élevée pour les halogènes. Les gaz nobles, l’azote et certains métaux ne forment pas d’ion négatif stable.
76 pm
Moitié de la longueur d’une liaison covalente simple entre deux atomes de l’élément. Il donne la taille de l’atome dans une molécule ou un cristal : 76 pm pour le carbone, 132 pm pour le fer.
+4, +2, -4
Charges que l’atome aurait dans ses composés si toutes ses liaisons étaient ioniques. Les principales sont indiquées.
Le carbone (C) est un élément chimique de numéro atomique 6. Il se trouve dans le groupe 14 et la période 2 du tableau périodique, dans le bloc p. C’est un non-métal. État à température ambiante : solide. Sa masse atomique standard est de 12,011.
Origine du nom
Le nom vient du latin carbo, « charbon » : suie et charbon de bois sont les formes du carbone connues depuis la préhistoire. Le mot carbone a été créé par Antoine Lavoisier, alors que charbon est l’héritier direct du même mot latin. L’allemand dit Kohlenstoff, « substance du charbon ».
Où trouve-t-on le carbone ?
On trouve du carbone dans le Soleil et les étoiles, dans les comètes et dans l’atmosphère de la plupart des planètes. Sur Terre, il se trouve surtout dans les roches carbonatées comme le calcaire et la dolomie, et dans le charbon, le pétrole et le gaz naturel ; l’air en contient sous forme de dioxyde de carbone, qui se dissout aussi dans l’eau. Le carbone pur existe sous forme de graphite et de diamant. Tous les êtres vivants sont faits de composés du carbone.
À quoi sert le carbone ?
La plus grande part du carbone est brûlée comme combustible : charbon, pétrole et gaz naturel. Le coke, tiré du charbon, transforme le minerai de fer en fonte et en acier. Le graphite mélangé à de l’argile forme la mine des crayons, et il sert aussi de lubrifiant. Les diamants coupent, percent et polissent les matériaux durs ; la plupart des diamants industriels sont synthétiques. Le noir de carbone, une suie très fine, colore les pneus et les encres d’imprimerie.
Le saviez-vous ?
Le graphite est l’un des matériaux les plus tendres et le diamant l’un des plus durs, pourtant tous deux sont du carbone pur : seule la disposition des atomes change.
En 1772, Antoine Lavoisier a brûlé un diamant et obtenu du dioxyde de carbone ; en 1797, Smithson Tennant a prouvé que le diamant est du carbone pur.
Le carbone forme des millions de composés, plus que tout autre élément : leur étude est une science à part entière, la chimie organique.
Le carbone 14, radioactif, a une demi-vie d’environ 5 700 ans : on s’en sert pour dater le bois, les os et d’autres restes d’êtres vivants.