Carbone (C)
| Numéro atomique | 6 |
|---|---|
| Masse atomique | 12.011 u |
| Catégorie | Non-métal polyatomique |
| Config. électronique | [He] 2s² 2p² |
| Apparence | noir (graphite), transparent (diamant) |
| Densité (CNTP) | 2260 g/L |
| Point de fusion | 3823 K |
| Point d'ébullition | 4300 K |
| Électronégativité | 2.55 (Pauling) |
| Énergie d'ionisation | 1086.5 kJ/mol |
| Rayon atomique | 70 pm |
| Structure cristalline | Hexagonal simple |
| Découvert par | Égypte antique (-3750) |
Brève introduction
Le carbone (C) est un non-métal fondamental qui existe sous plusieurs formes allotropiques et constitue la base de toute vie connue. Il forme plus de composés que tout autre élément, à l'exception de l'hydrogène. Voici les points clés concernant le carbone (C):
Utilisations: Forme le diamant (outils de coupe, joaillerie), le graphite (lubrifiants, crayons, électrodes), les fibres de carbone (composites), le charbon actif (filtration, médecine), le noir de carbone (pneus, encres), et constitue le fondement de la chimie organique et de la biochimie.
Production/Extraction: Présent naturellement sous forme de charbon, de pétrole, de gaz naturel, de graphite et de diamant. Les diamants synthétiques sont produits par haute pression-haute température (HPHT) ou par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Le graphène et les nanotubes de carbone sont synthétisés pour des applications avancées.
Histoire: Connu depuis la préhistoire sous forme de charbon de bois, de suie et de houille. Reconnu comme élément par Antoine Lavoisier en 1789. Son nom vient du latin « carbo », qui signifie charbon. Le diamant et le graphite ont été identifiés comme allotropes du carbone à la fin du XVIIIe siècle.
Effets sur la santé & sécurité: Le carbone élémentaire est généralement non toxique. Le monoxyde de carbone est mortel, le dioxyde de carbone est asphyxiant et les fines particules de carbone peuvent provoquer des troubles respiratoires. Essentiel à toutes les formes de vie.
Prix/Marché: Varie énormément selon la forme : le charbon est bon marché et abondant, le graphite a une valeur modérée, tandis que les diamants et les matériaux carbonés avancés (graphène, nanotubes) atteignent des prix élevés.
Propriétés: Ses quatre électrons de valence permettent des liaisons très variées ; forme des chaînes et des cycles covalents ; le diamant est le matériau naturel le plus dur, le graphite est glissant et conducteur ; existe sous plusieurs allotropes (diamant, graphite, fullerènes, graphène, nanotubes).