Prediksi teoritis diagram fase karbon

karakteristik
Prediksi teoritis diagram fase karbon

Bentuk-bentuk atau alotrop karbon yang berbeda ( lihat di bawah ) mencakup substansi yang paling sulit alami , berlian , dan juga salah satu zat yang paling lembut diketahui, grafit . Selain itu, memiliki afinitas untuk ikatan dengan atom kecil lainnya , termasuk atom karbon lainnya , dan mampu membentuk beberapa ikatan kovalen stabil dengan atom tersebut . Akibatnya , karbon dikenal untuk membentuk hampir sepuluh juta senyawa yang berbeda , sebagian besar dari semua senyawa kimia [ 14 ] Karbon juga memiliki titik sublimasi tertinggi dari semua elemen . . Pada tekanan atmosfer tidak memiliki titik leleh sebagai titik triple adalah pada 10,8 ± 0,2 MPa dan 4.600 ± 300 K ( ~ 4.330 ° C atau 7.820 ° F ) , [ 4 ] [ 5 ] sehingga tersublimasi sekitar 3.900 K. [ 16 ] [ 17 ]

Menyublim karbon dalam busur karbon yang memiliki suhu sekitar 5.800 K ( 5.530 ° C , 9980 ° F ) . Dengan demikian , terlepas dari bentuk allotropic nya , karbon tetap padat pada suhu yang lebih tinggi dari yang tertinggi logam titik leleh seperti tungsten atau renium . Meskipun termodinamika rentan terhadap oksidasi , karbon tahan oksidasi lebih efektif daripada elemen seperti besi dan tembaga yang lebih lemah pereduksi pada suhu kamar .

Senyawa karbon membentuk dasar dari semua kehidupan yang dikenal di Bumi , dan siklus karbon - nitrogen menyediakan beberapa energi yang dihasilkan oleh matahari dan bintang-bintang lainnya . Meskipun membentuk berbagai senyawa yang luar biasa , sebagian besar bentuk karbon yang relatif tidak aktif dalam kondisi normal . Pada suhu dan tekanan standar, menolak semua tapi pengoksidasi kuat . Ia tidak bereaksi dengan asam sulfat , asam klorida , klorin atau alkali . Pada suhu yang tinggi karbon bereaksi dengan oksigen membentuk oksida karbon , dan akan mengurangi oksida logam seperti oksida besi dengan logam . Reaksi eksotermis ini digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon baja :

    Fe
    3O
    4 + 4 C ( s ) → 3 Fe ( s ) + 4 CO ( g )

dengan sulfur untuk membentuk karbon disulfida dan dengan uap dalam reaksi - gas batubara :

    C ( s ) + H2O ( g ) → CO ( g ) + H2 ( g ) .

Karbon menggabungkan dengan beberapa logam pada suhu tinggi untuk membentuk karbida logam , seperti besi karbida sementit dalam baja , dan tungsten karbida , banyak digunakan sebagai bahan abrasif dan untuk membuat tips sulit bagi alat pemotong .

Pada 2009, graphene tampaknya menjadi bahan terkuat yang pernah diuji . [ 18 ] Namun , proses pemisahan dari grafit akan membutuhkan beberapa perkembangan teknologi sebelum itu cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri . [ 19 ]

Sistem alotrop karbon mencakup berbagai ekstrem :
Sintetis nanokristalin berlian adalah bahan yang paling sulit dikenal . [ 20 ] Grafit adalah salah satu bahan terlembut dikenal .
Diamond adalah abrasif utama . Grafit adalah pelumas yang sangat baik , menampilkan superlubricity . [ 21 ]
Diamond adalah isolator listrik yang baik , [ 22 ] dan memiliki tertinggi rincian medan listrik dari berbagai bahan diketahui . Grafit adalah konduktor listrik . [ 23 ]
Diamond adalah konduktor alami yang paling dikenal termal Beberapa bentuk grafit yang digunakan untuk isolasi termal ( yaitu sekat bakar dan perisai panas ) , tetapi beberapa bentuk lain konduktor termal yang baik .
Diamond adalah sangat transparan . Grafit adalah buram .
Berlian mengkristal dalam sistem kubik . Grafit mengkristal dalam sistem heksagonal . [ 24 ]
Karbon amorf benar-benar isotropik . Carbon nanotube adalah salah bahan anisotropik paling yang pernah diproduksi .
alotrop