Ogljik

Ogljik, ₆C

Grafit (levo) in diamant (desno), dva ogljikova alotropa
Ogljik
Izgovarjava	IPA: [ɔɡˈljiːk]
Alotropi	grafit, diamant in drugi
Videz	grafit: črn, metaličen diamant: brezbarven
Standardna atomska teža Ar, std(C)	[12,0096; 12,0116] običajno: 12,011
Ogljik v periodnem sistemu
Vodik Helij Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson – ↑ C ↓ Si bor ← ogljik → dušik
Vrstno število (Z)	6
Skupina	skupina 14 (ogljikova skupina)
Perioda	perioda 2
Blok	blok p
Razporeditev elektronov	[He] 2s2 2p2
Razporeditev elektronov po lupini	2, 4
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STP	trdnina
Sublimišče	3642 °C
Gostota (blizu s.t.)	amorfen: 1,8–2,1 g/cm3[1] grafit: 2,267 g/cm3 diamant: 3,515 g/cm3
Trojna točka	4.330 °C, 10.800 kPa[2][3]
Talilna toplota	grafit: 117 kJ/mol
Toplotna kapaciteta	grafit: 8,517 J/(mol·K) diamant: 6,155 J/(mol·K)
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja	−4, −3, −2, −1, 0, +1,[4] +2, +3,[5] +4[6] (rahlo kisel oksid)
Elektronegativnost	Paulingova lestvica: 2,55
Ionizacijske energije	1.: 1086,5 kJ/mol 2.: 2352,6 kJ/mol 3.: 4620,5 kJ/mol (več)
Kovalentni polmer	sp3: 77 pm sp2: 73 pm sp: 69 pm
Van der Waalsov polmer	170 pm
Spektralne črte ogljika
Druge lastnosti
Pojavljanje v naravi	prvobitno
Kristalna struktura	grafit: ​preprosta heksagonalna (črna)
Kristalna struktura	diamant: ​diamantna kubična (brezbarvna)
Hitrost zvoka tanka palica	diamant: 18,350 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezek	diamant: 0,8 µm/(m⋅K) (pri 25 °C)[7]
Toplotna prevodnost	grafit: 119–165 W/(m⋅K) diamant: 900–2300 W/(m⋅K)
Električna upornost	grafit: 7,837 µΩ⋅m[8]
Magnetna ureditev	diamagnetik[9]
Magnetna susceptibilnost	−5,9·10−6 (graf.) cm3/mol[10]
Youngov modul	diamant: 1050 GPa[7]
Strižni modul	diamant: 478 GPa[7]
Stisljivostni modul	diamant: 442 GPa[7]
Poissonovo razmerje	diamant: 0,1[7]
Mohsova trdota	grafit: 1–2 diamant: 10
Številka CAS	grafit: 7782-42-5 diamant: 7782-40-3
Zgodovina
Odkritje	Egipčani in Sumerci[11] (3750 pr. n. št.)
Kot element prepoznal	Antoine Lavoisier[12] (1789)
Najpomembnejši izotopi ogljika
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt 11C sint. 20 min β+ 11B 12C 98,9% stabilen 13C 1,1% stabilen 14C sled 5730 let β− 14N
Kategorija: Ogljik prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Ogljík (izpeljano iz oglje) je kemični element s simbolom C in atomskim številom 6. Element je nekovina in tetravalenten – štirje prosti elektroni kovalentne kemične vezi. Spada v 14. skupino periodnega sistema.^[13] Ogljik predstavlja le približno 0,025 odstotka zemeljske skorje.^[14] Trije izotopi so prisotni v naravi, ¹²C in ¹³C sta stabilna, medtem ko je ¹⁴C radionuklid, ki razpada z razpolovno dobo približno 5.730 let.^[15] Ogljik je eden redkih elementov, ki so jih poznali že v antiki.^[16][17][18]

Ogljik je 15. najbolj razširjeni element v zemeljski skorji in četrti najbolj razširjeni element v vesolju po masi za vodikom, helijem in kisikom. Pogostnost ogljika, edinstvena raznolikost njegovih organskih spojin in nenavadna sposobnost tvoriti polimere pri temperaturah, ki jih pogosto najdemo na Zemlji, omogočajo temu elementu, da je osnova vsega znanega življenja. Po kisiku je drugi masni element v človeškem telesu (približno 18,5 %).^[19]

Atomi ogljika se lahko med seboj vežejo na različne načine, kar ima za posledico različne alotrope ogljika. Najbolj znani alotropi so grafit, diamant, grafen in buckminsterfullereni.^[20] Fizične lastnosti ogljika se zelo razlikujejo glede na alotropno obliko. Grafit je na primer neprozoren in črn, diamant pa bister in visoko prozoren. Grafit je po eni strani dovolj mehak, da na papirju zapusti sled (od tod tudi njegovo ime iz grškega glagola "γράφειν", kar pomeni »pisati«), diamant po drugi strani pa je najtrši naravni material, ki ga poznamo. Grafit je dober električni vodnik, medtem ko ima diamant nizko električno prevodnost. V normalnih pogojih imajo diamant, ogljikove nanocevke in grafen najvišjo toplotno prevodnost od vseh znanih materialov. Vsi ogljikovi alotropi so v normalnih pogojih trdne snovi, pri tem je grafit najbolj termodinamično stabilna oblika pri standardni temperaturi in tlaku. So kemično odporni in za reakcijo s kisikom zahtevajo visoko temperaturo.

Najpogostejše oksidacijsko stanje ogljika v anorganskih spojinah je +4, medtem ko +2 najdemo v ogljikovem monoksidu in karbonilnih kompleksih prehodnih kovin. Največji viri anorganskega ogljika so apnenci, dolomiti in ogljikov dioksid, vendar je velike količine najti v organskih nahajališčih premoga, šote, nafte in metanskih klatratov. Ogljik tvori veliko število spojin, več kot kateri koli drug element – opisanih je skoraj deset milijonov ogljikovih spojin,^[21] kar pa je le majhen del teoretično možnih spojin v standardnih pogojih. Zaradi tega so ogljik pogosto imenovali »kralj elementov«.^[22]

1. ↑ Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
2. ↑ Haaland, D (1976). »Graphite-liquid-vapor triple point pressure and the density of liquid carbon«. Carbon. 14 (6): 357–361. doi:10.1016/0008-6223(76)90010-5.
3. ↑ Savvatimskiy, A (2005). »Measurements of the melting point of graphite and the properties of liquid carbon (a review for 1963–2003)«. Carbon. 43 (6): 1115–1142. doi:10.1016/j.carbon.2004.12.027.
4. ↑ »Fourier Transform Spectroscopy of the Electronic Transition of the Jet-Cooled CCI Free Radical« (PDF). Pridobljeno 6. decembra 2007.
5. ↑ »Fourier Transform Spectroscopy of the System of CP« (PDF). Pridobljeno 6. decembra 2007.
6. ↑ »Carbon: Binary compounds«. Pridobljeno 6. decembra 2007.
7. ↑ ^{7,0 7,1 7,2 7,3 7,4} Properties of diamond, Ioffe Institute Database
8. ↑ »Material Properties- Misc Materials«. www.nde-ed.org. Pridobljeno 12. novembra 2016.
9. ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
10. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
11. ↑ »History of Carbon and Carbon Materials - Center for Applied Energy Research - University of Kentucky«. Caer.uky.edu. Pridobljeno 12. septembra 2008.
12. ↑ Senese, Fred (9. september 2000). »Who discovered carbon?«. Frostburg State University. Pridobljeno 24. novembra 2007.
13. ↑ »carbon | Facts, Uses, & Properties«. Encyclopedia Britannica (v angleščini). Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 24. oktobra 2017.
14. ↑ »carbon«. Britannica encyclopedia.
15. ↑ »Carbon – Naturally occurring isotopes«. WebElements Periodic Table. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 8. septembra 2008. Pridobljeno 9. oktobra 2008.
16. ↑ »History of Carbon«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 1. novembra 2012. Pridobljeno 10. januarja 2013. {{navedi splet}}: Prezrt neznani parameter |datum-arhiva= (pomoč); Prezrt neznani parameter |url-arhiva= (pomoč)
17. ↑ »Carbon – Naturally occurring isotopes«. WebElements Periodic Table. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 8. septembra 2008. Pridobljeno 9. oktobra 2008.
18. ↑ »History of Carbon«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 1. novembra 2012. Pridobljeno 10. januarja 2013. {{navedi splet}}: Prezrt neznani parameter |datum-arhiva= (pomoč); Prezrt neznani parameter |url-arhiva= (pomoč)
19. ↑ Reece, Jane B. (31. oktober 2013). Campbell Biology (10 izd.). Pearson. ISBN 9780321775658.
20. ↑ »World of Carbon – Interactive Nano-visulisation in Science & Engineering Education (IN-VSEE)«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 31. maja 2001. Pridobljeno 9. oktobra 2008.
21. ↑ Chemistry Operations (15. december 2003). »Carbon«. Los Alamos National Laboratory. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 13. septembra 2008. Pridobljeno 9. oktobra 2008.
22. ↑ Deming, Anna (2010). »King of the elements?«. Nanotechnology. 21 (30): 300201. Bibcode:2010Nanot..21D0201D. doi:10.1088/0957-4484/21/30/300201. PMID 20664156.