Kohlenstoff

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Kohlenstoff, C, 6
Elementkategorie	Nichtmetalle
Gruppe, Periode, Block	14, 2, p
Aussehen	Graphit: schwarz; Diamant: transparent; Lonsdaleit: gelbbraun; Chaoit: dunkelgrau
CAS-Nummer	7440-44-0; 7782-42-5 (Graphit); 7782-40-3 (Diamant)
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 und Diamant)
Kristallstruktur	Graphit: hexagonal; Diamant: kubisch flächenzentriert
Dichte	Graphit: 2,26 g/cm3; Diamant: 3,51 g/cm3
Mohshärte	Graphit: 0,5; Diamant: 10
Magnetismus	diamagnetisch; Graphit: χm = −450...−85 · 10−6 (anisotr.),; Diamant: χm = −22 · 10−6 (isotrop)
Sublimationspunkt	3915 K (3642 °C)
Molares Volumen	Graphit: 5,31 · 10−6 m3·mol−1; Diamant: 3,42 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	Sublimation: 715 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	Diamant: 18350 m·s−1
Spezifische Wärmekapazität	Graphit: 709 J·kg−1·K−1; Diamant: 427 J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit	4,81 eV
Chemisch
Oxidationszustände	−4 bis +4
Elektronegativität	2,55 (Pauling-Skala)
Isotope
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung	keine GHS-Piktogramme
	keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze	H: keine H-Sätze
	P: keine P-Sätze
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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.

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.

↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.
↑ Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry, 2010, S. 1 (doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14).
↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
1 2 3 4 5 Eintrag zu carbon in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
1 2 3 4 5 Eintrag zu carbon bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.
↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 864.
↑ M. D. Simon, A. K. Geim: Diamagnetic levitation: Flying frogs and floating magnets. In: Journal of Applied Physics. 87, 2000, S. 6200–6204 (doi:10.1063/1.372654).
↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-8.
↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-135.
↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.
1 2 Eintrag zu Kohlenstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)

[Harry_H._Binder-1] Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.

[2] Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.

[3] Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry, 2010, S. 1 (doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14).

[IUPAC-4] IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.

[NIST-ASD-carbon-5] 1 2 3 4 5 Eintrag zu carbon in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.

[Webelements-carbon-6] 1 2 3 4 5 Eintrag zu carbon bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.

[7] Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.

[8] A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 864.

[Simon_Geim-9] M. D. Simon, A. K. Geim: Diamagnetic levitation: Flying frogs and floating magnets. In: Journal of Applied Physics. 87, 2000, S. 6200–6204 (doi:10.1063/1.372654).

[10] Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.

[CRC_4_008-11] David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-8.

[CRC_4_135-12] David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-135.

[13] Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Kohlenstoff) entnommen.

[GESTIS-14] 1 2 Eintrag zu Kohlenstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)