Средняя масса атома в атомных единицах массы (1 а. е. м. — 1/12 массы атома углерода-12). Учитывает природную смесь изотопов элемента.
Номер вертикального столбца, от 1 до 18 по нумерации IUPAC. У элементов одной группы одинаково устроена внешняя оболочка, поэтому свойства похожи. В школьных учебниках встречается и старая нумерация римскими цифрами с подгруппами А и Б.
Номер горизонтальной строки. Обычно совпадает с числом электронных оболочек атома; исключение — палладий: у него четыре оболочки, но он в 5-м периоде.
Подуровень (s, p, d или f), который по обычному порядку заполнения получает последние электроны; по нему таблицу делят на четыре блока. У отдельных атомов бывает иначе: лантан открывает f-блок, но f-электронов у него нет.
[He] 2s² 2p²
Как электроны распределены по подуровням. В квадратных скобках — конфигурация предыдущего благородного газа, верхний индекс — число электронов на подуровне.
2, 4
Сколько электронов на каждой оболочке, от ближней к ядру до внешней.
4 489 °C (4 762 K), только под давлением
Температура, при которой твёрдое вещество становится жидким при нормальном давлении. Гелий, углерод и мышьяк при нормальном давлении не плавятся: гелию нужно около 25 атм, а углерод и мышьяк сразу переходят в пар.
3 825 °C (4 098 K), возгонка
Температура, при которой жидкость закипает при нормальном давлении. Для углерода и мышьяка — температура, при которой твёрдое вещество сразу переходит в пар (возгонка).
2,267 г/см³
Масса одного кубического сантиметра вещества. Для газов — при 0 °C и нормальном давлении.
2,55 по Полингу
Насколько сильно атом притягивает к себе электроны в химической связи. По шкале Полинга значения идут от 0,79 у цезия до 3,98 у фтора.
11,26 эВ
Энергия, нужная, чтобы оторвать от атома самый слабо связанный электрон. Чем она меньше, тем легче элемент отдаёт электрон — это типично для металлов.
1,262 эВ
Энергия, которая выделяется, когда нейтральный атом присоединяет электрон. Больше всего у галогенов. Благородные газы, азот и некоторые металлы устойчивых отрицательных ионов не образуют.
76 пм
Половина длины одинарной ковалентной связи между двумя атомами элемента. Показывает размер атома в молекуле или кристалле: у углерода 76 пм, у железа 132 пм.
+4, +2, -4
Основные условные заряды, которые атом принимает в своих соединениях.
Углерод (C) — химический элемент с атомным номером 6. Расположен в 14-й группе и 2-м периоде периодической таблицы, в p-блоке. Это неметалл. Агрегатное состояние при комнатной температуре: твёрдое. Стандартная атомная масса — 12,011.
Откуда название
Международное название — от латинского carbo, «уголь»: сажу и древесный уголь люди знали с доисторических времён. Французское carbone ввёл Антуан Лавуазье. Русское «углерод» — «рождающий уголь», по образцу «водорода» и «кислорода», а немецкое Kohlenstoff значит «угольное вещество».
Где встречается углерод
Углерод есть на Солнце и в звёздах, в кометах и в атмосферах большинства планет. На Земле больше всего его в карбонатных породах — известняке и доломите — и в угле, нефти и природном газе; в воздухе он содержится в виде углекислого газа, который растворяется и в воде. В чистом виде углерод встречается как графит и алмаз. Все живые организмы построены из соединений углерода.
Где применяется углерод
Больше всего углерода сжигают как топливо: уголь, нефть и природный газ. Кокс из каменного угля восстанавливает железо из руды при выплавке чугуна и стали. Графит в смеси с глиной — это грифель карандаша; графит служит и смазкой. Алмазами режут, сверлят и шлифуют твёрдые материалы; почти все технические алмазы получают искусственно. Технический углерод — мелкая сажа — окрашивает шины и типографскую краску.
Интересные факты
Графит — одно из самых мягких веществ, алмаз — одно из самых твёрдых, но оба состоят из чистого углерода: различается только расположение атомов.
В 1772 году Антуан Лавуазье сжёг алмаз и получил углекислый газ, а в 1797 году Смитсон Теннант доказал, что алмаз — чистый углерод.
Углерод образует миллионы соединений — больше, чем любой другой элемент; их изучает целая наука, органическая химия.
У радиоактивного углерода-14 период полураспада около 5700 лет; по нему определяют возраст древесины, костей и других остатков живого.