| Fiche | |
|---|---|
| Nom : | Carbone |
| Symbole : | C |
| Numéro atomique : | 6 |
| Masse atomique : | 12.011 |
Calcium
Caractéristiques et propriétés
Le carbone (symbole C) est un élément non métallique appartenant au groupe 14 (anciennement IVB) du tableau périodique. Il possède un numéro atomique de 6, une masse atomique relative de 12,011, un point de fusion d'environ 3550°C et un point d'ébullition d'environ 4827°C.
Les Allotropes du Carbone
Le carbone existe sous plusieurs formes allotropiques principales :
Le Diamant
- Densité relative : 3,52
- Structure : Chaque atome de carbone est covalemment lié à quatre autres, formant un tétraèdre.
- Longueur de la liaison C-C : 0,154 nm
- Angle de liaison : 109,5°
- Propriétés : Extrême dureté, résultant de la structure cristalline. Cristaux hautement réfringents. Présence naturelle et production synthétique possible.
Le Graphite
- Densité relative : 2,25
- Structure : Les atomes de carbone sont organisés en couches. Chaque atome est entouré de trois autres par des liaisons simples ou doubles. Les couches sont maintenues par des forces de van der Waals.
- Longueur des liaisons C-C dans une couche : 0,142 nm
- Distance entre les couches : 0,34 nm
- Propriétés : Substance noire, molle et glissante (aussi appelée plombagine). Bon conducteur de chaleur et d'électricité.
- Utilisations : Contacts électriques et équipements à haute température. Lubrifiant solide. Composant des mines de crayons (mélangé à de l'argile).
Production : Peut être fabriqué artificiellement par le procédé Acheson.
La Fullerite (Buckminsterfullerène)
Le troisième allotrope cristallin du carbone est la fullerite, contenant des molécules de buckminsterfullerène (C60), une structure sphérique de carbone.
Les formes Amorphes du Carbone
Le carbone existe aussi sous des formes amorphes, notamment :
- Le noir de carbone.
- Le charbon de bois.
Les Isotopes du Carbone
Le carbone possède deux isotopes stables :
- Carbone-12 (C-12)
- Carbone-13 (C-13)
Il possède également quatre isotopes radioactifs :
- Carbone-10
- Carbone-11
- Carbone-14 (utilisé en datation au carbone 14).
- Carbone-15
La Chimie du Carbone
Le carbone a une capacité unique à former des liaisons covalentes stables, ce qui permet :
- La création de chaînes et cycles carbonés.
- La formation d'un grand nombre de composés avec : L'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le soufre.
Cette propriété fait du carbone l'élément fondamental de la chimie organique et de la vie.