탄소

탄소 / 카본
원소 정보
기호	C
원자 번호	6
전자 수	2, 4 (준위별)
원자의 성질
원자 질량	12.011 Da
반지름	원자 67 pm
전기 음성도	2.55 (폴링 척도)
이온화 에너지	1차
물리적 성질
상태 (STP)	고체
밀도	2.267 g·cm³ 3.513 g/cm3
결정 구조	[[육방정계, 다이아몬드 큐빅]]
녹는점	3550 °C
끓는점	4027 °C
융해열	50.2 kJ/mol
기화열	100 kJ/mol 120 kJ/mol

원자번호는 6번, 기호는 C이다. 주기율표 14족 2주기에 위치한 비금속 원소이다.

특성

sp² 탄소는 얇은 판 모양을 형성하려는 경향이 있으며, sp³ 탄소는 정사면체 구조를 형성하려는 경향이 있다. 전자의 결정이 그래핀이고, 후자의 결정이 다이아몬드이다.

가장 바깥쪽 원자 껍질에 4개의 전자를 가지고 있어서 4개의 빈 자리를 가지므로 매우 다양한 종류의 원소와 결합할 수 있어서 셀 수 없을 만큼 많은 화합물을 만들어낸다. 이 화합물이 얼마나 많았으면, 이것만 연구하는 유기화학이라는 학문이 따로 있다! 거기에 탄소원자의 배열 순서에 따라 여러 형태의 동소체를 가지며, 이 동소체별로도 물리적인 성질이 천차만별이다. 가전자가 4개이니 4중 결합도 있을 것처럼 보이지만, 너무 불안정해서 순식간에 떨어져 버린다.

탄소화합물

탄소는 원자가 전자가 4개는데다가 탄소 화합물은 고리 구조,사슬구조 등 다양한 구조를 가지기 때문에 다양한 탄소화합물이 생성될 수 있다.

• 탄화수소(에텐)
• 알코올
• 카복실산
• 방향족

탄소 동소체

탄소는 여러 가지 결합의 형태를 가진 동소체가 존재한다.

• 다이아몬드
• 흑연
• 그래핀
• 풀러렌
• 탄소나노튜브

동위원소

자연계에는 총 세 가지 동위원소가 존재한다.

• ¹²C: 자연계에 있는 탄소 중 가장 흔한 녀석들. 이 ¹²C의 1몰 질량이 12g으로 정의되어 다른 원자량의 기준이 된다.
• ¹³C: 자연계에 대략 1~1.1%가량 존재.
• ¹⁴C: 방사성 동위원소로 자연계에 극미량 존재한다. 약 5730년의 반감기를 가지고 베타붕괴를 하여 ¹⁴N로 변화, 안정화된다.

용도

유기화학을 포함하여 범위를 확장하면 정말 한도 끝도 없기 때문에 (ex : 이산화탄소), 여기엔 탄소가 단독으로 쓰이는 경우만 적도록 한다.

• 흑연은 연필, 샤프심, 기타 등등 여러 곳에서 쓰인다.
• 다이아몬드는 장신구로 쓰인다.
• 방사선 연대측정에 쓰인다. 반감기가 적절하고 흔하기 때문.
• 그래핀, 탄소나노튜브는 튼튼하고 전기전도성이 좋아서 신소재로 각광받고 있다.