Podstawowe własności pierwiastka

Symbol pierwiastka:
Liczba atomowa:
Masa atomowa:
Charakter chemiczny:
Stan skupienia:
Wartościowość:
Elektroujemność:
Rozmieszczenie elektronów:
Konfiguracja elektronowa:
Promień atomu:
Rok odkrycia:
Temperatura topnienia:
Temperatura wrzenia:
Okres:
Grupa:
Blok:

Węgiel

Węgiel (C) to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6 z grupy węglowców. To pierwiastek niezbędny do życia na Ziemi, wchodzi w skład wszystkich organizmów i wszystkich związków organicznych. Jest częścią DNA i białek.

Występuje w kilku odmianach alotropowych, czyli w różnych odmianach w takim samym stanie skupienia. Są to między innymi:

diament
grafit
fuleren
grafen

Fuleren to węgiel o specyficznej budowie. Atomy w liczbie od kilkudziesięciu do ponad tysiąca tworzą cząsteczkę węgla zamkniętą i pustą w środku. Z fulerenów, a w zasadzie z warstw grafenu, wytwarza się słynne nanorurki - jedne z najbardziej wytrzymałych materiałów na świecie.

Grafen to płaska struktura atomów węgla ułożonych w sześciokąty. To płaska struktura o grubości jednego atomu i o bardzo ciekawych właściwościach fizycznych.

Występowanie

Węgiel występuje w skałach, w tym węglu kamiennym, brunatnym, antracycie, skałach wapiennych, dolomitach, a także w paliwach kopalnych. W powietrzu występuje w postaci dwutlenku węgla (CO₂). Jest na czwartym miejscu jeżeli chodzi o częstość występowania we Wszechświecie. Węgiel znajduje się w wydychanym powietrzu, sadzy, wszystkich związkach organicznych, gazie ziemnym, ropie naftowej, torfie. Węgiel wchodzi w skład cukrów, alkoholi, tłuszczów, estrów.

Węgiel © Björn Wylezich - stock.adobe.com
grafit

Grafit © autor: M.Dörr & M.Frommherz - stock.adobe.com
diament

Diament © autor: MAnatoly Maslennikov - stock.adobe.com

Właściwości

Właściwości fizyczne węgla silnie zależą od odmiany alotropowej:

niemetal,
ciało stałe,
odporny na wysokie temperatury,
przeźroczysty (diament) lub nieprzeźroczysty (grafit),
jeden z najbardziej twardych pierwiastków (diament) lub dość miękki (grafit),
przewodnik elektryczny (grafit) lub nie (diament),
tworzy bardzo dużo związków chemicznych, dzięki możliwości tworzeni łańcuchów C−C.

Otrzymywanie

Poprzez wydobycie (górnictwo).

Zastosowanie

Węgiel jest stosowany w przemyśle i technice oraz medycynie:

poligrafia (wkłady do ołówków),
elektrody w spawalnictwie,
materiały ścierne,
ogrzewanie,
źródło energii - wytwarzanie prądu w elektrowniach węglowych,
produkcja stopów żelaza,
datowanie radiowęglowe z użyciem izotopu ¹⁴C,
jubilerstwo (diament jako kamień szlachetny),
produkcja plastiku,
węgiel leczniczy.

Ciekawostki

Atomy układają się w strukturę podobną do plastra miodu.

Podgrzany diament do wysokiej temperatury spala się do dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla odpowiada za efekt cieplarniany.

Pytania

Czy węgiel kopalny zawiera czysty pierwiastek?

Węgiel kopalny zawiera bardzo duże ilości czystej formy pierwiastka. Dla przykładu węgiel brunatny zawiera 65-78% procent czystego węgla, węgiel kamienny zawiera 78-92% czystego pierwiastka, antracyt zawiera do 96% czystego węgla.

Co to jest węgiel aktywny?

Węgiel aktywny, inaczej węgiel aktywowany, to bezpostaciowa substancja o bardzo dużych zdolnościach adsorpcyjnych, otrzymywana poprzez termiczny rozkład węgla kostnego, torfu, węgla drzewnego, kości. Stosowany jest jako silny adsorbent (w uproszczeniu substancja wiążąca) w przemyśle spożywczym, chemicznym i medycynie (węgiel leczniczy).

Układ okresowy

Przejdź do aktywnej wersji naszej tablicy Mendelejewa

Pozycja pierwiastka w układzie okresowym

Kalcyt

Kalcyt jest to minerał z grupy węglanów, jeden z najczęściej spotykanych na Ziemi, z którego mogą być zbudowane całe górskie pasma. Pod względem składu chemicznego jest to węglan wapnia.

Diament

Diament, to bardzo rzadki minerał, należący do pierwiastków rodzimych. To najtwardsza znana substancja, która występuje w przyrodzie.