Kohlenstoff
Kohlenstoff (von urgerm. kul-a-, kul-ō(n)- ,Kohle‘) oder Carbon (von lat. carbō ,Holzkohle‘, latinisiert Carboneum oder Carbonium) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol C und der Ordnungszahl 6. Im Periodensystem steht es in der vierten Hauptgruppe bzw. der 14. IUPAC-Gruppe oder Kohlenstoffgruppe sowie der zweiten Periode.
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Kohlenstoff, C, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Nichtmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 14, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | schwarz (Graphit) farblos (Diamant) gelbbraun (Lonsdaleit) dunkelgrau (Chaoit) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-153-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.321 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,087 % (13. Rang) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 12,011 (12,0096 – 12,0116) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 70 (67) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 76 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 170 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [He] 2s2 2p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 11.2602880(11) eV ≈ 1086.45 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 24.383154(16) eV ≈ 2352.62 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 47.88778(25) eV ≈ 4620.47 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 64.49352(19) eV ≈ 6222.68 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 392.090515(25) eV ≈ 37831 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | 3 (u. a. Graphit (G) und Diamant (D)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | G: hexagonal D: kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | G: 2,26 g/cm3 D: 3,51 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | G: 0,5 D: 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | diamagnetisch (D: χm = −2,2 · 10−5; G: χm bis −4,5 · 10−4) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sublimationspunkt | 3915 K (3642 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | G: 5,31 · 10−6 m3·mol−1 D: 3,42 · 10−6 m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | Sublimation: 715 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | D: 18350 m·s−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | G: 709 J·kg−1·K−1 D: 427 J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Austrittsarbeit | 4,81 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | −4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 2,55 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Es kommt in der Natur sowohl in gediegener (reiner) Form (Diamant, Graphit, Chaoit) als auch chemisch gebunden (z. B. in Form von Carbiden, Carbonaten, Kohlenstoffdioxid, Erdöl, Erdgas und Kohle) vor. Aufgrund seiner besonderen Elektronenkonfiguration (halbgefüllte L-Schale) besitzt es die Fähigkeit zur Bildung komplexer Moleküle und weist von allen chemischen Elementen die größte Vielfalt an chemischen Verbindungen auf. Diese Eigenschaft macht Kohlenstoff und seine Verbindungen zur Grundlage des Lebens auf der Erde.