Kohlenstoff (C)
| Ordnungszahl | 6 |
|---|---|
| Atommasse | 12.011 u |
| Kategorie | Mehratomiges Nichtmetall |
| Elektronenkonfiguration | [He] 2s² 2p² |
| Aussehen | schwarz (Graphit), durchsichtig (Diamant) |
| Dichte (STP) | 2260 g/L |
| Schmelzpunkt | 3823 K |
| Siedepunkt | 4300 K |
| Elektronegativität | 2.55 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 1086.5 kJ/mol |
| Atomradius | 70 pm |
| Kristallstruktur | Hexagonal primitiv |
| Entdeckt von | Altes Ägypten (-3750) |
Kurzbeschreibung
Kohlenstoff (C) ist ein grundlegendes Nichtmetall, das in mehreren allotropen Modifikationen vorkommt und die Grundlage allen bekannten Lebens bildet. Mit Ausnahme von Wasserstoff bildet er mehr Verbindungen als jedes andere Element. Die wichtigsten Fakten zu Kohlenstoff (C) im Überblick:
Verwendung: Bildet Diamanten (Schneidwerkzeuge, Schmuck), Graphit (Schmiermittel, Bleistifte, Elektroden), Kohlenstofffasern (Verbundwerkstoffe), Aktivkohle (Filtration, Medizin) und Industrieruß (Reifen, Druckfarben) und ist die Grundlage der organischen Chemie und der Biochemie.
Herstellung/Gewinnung: Kommt natürlich als Kohle, Erdöl, Erdgas, Graphit und Diamant vor. Synthetische Diamanten werden im Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren (HPHT) oder durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt. Graphen und Kohlenstoffnanoröhren werden für fortschrittliche Anwendungen synthetisiert.
Geschichte: Seit prähistorischer Zeit als Holzkohle, Ruß und Kohle bekannt. 1789 von Antoine Lavoisier als Element anerkannt. Der Name stammt vom lateinischen „carbo“ für Kohle oder Holzkohle. Ende des 18. Jahrhunderts wurde nachgewiesen, dass Diamant und Graphit Allotrope des Kohlenstoffs sind.
Gesundheit & Sicherheit: Elementarer Kohlenstoff ist im Allgemeinen ungiftig. Kohlenmonoxid ist tödlich, Kohlendioxid wirkt erstickend, und feine Kohlenstoffpartikel können Atemwegsprobleme verursachen. Unverzichtbar für alle Lebensformen.
Preis/Markt: Schwankt je nach Form enorm – Kohle ist billig und reichlich vorhanden, Graphit hat einen mittleren Wert, während Diamanten und moderne Kohlenstoffmaterialien (Graphen, Nanoröhren) Spitzenpreise erzielen.
Eigenschaften: Vier Valenzelektronen ermöglichen vielseitige Bindungen, bildet kovalente Ketten und Ringe, Diamant ist das härteste natürliche Material, Graphit ist gleitfähig und leitfähig, und es existieren mehrere Allotrope (Diamant, Graphit, Fullerene, Graphen, Nanoröhren).
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