Thuyet trinh ve cac bon


Số
Số
hiệu nguyên tử: 6
hiệu nguyên tử: 6

Cấu hình electron: [He]
Cấu hình electron: [He]


s
s
2
2
p
p
2
2

Khối l
Khối l
ượng
ượng
nguyên tử: 12,011
nguyên tử: 12,011

Khối l
Khối l
ượng

ượng
riêng: 2,25g/cm3
riêng: 2,25g/cm3

Độ âm
Độ âm
đ
đ
iện : 2,55
iện : 2,55

Nhiệt
Nhiệt
độ
độ
nóng chảy: 4 492
nóng chảy: 4 492
o
o
C
C

Nhiêt
Nhiêt
độ
độ
sôi: 3 825
sôi: 3 825
o
o

C
C

Bán kính nguyên tử: 70 (67) pm
Bán kính nguyên tử: 70 (67) pm

Bán kính cộng hoá trị: 77 pm
Bán kính cộng hoá trị: 77 pm

Bán kính van der Waals: 170pm
Bán kính van der Waals: 170pm

Carbon tạo thành một số dạng thù hình, khác nhau về tính chất vật lí.
Carbon tạo thành một số dạng thù hình, khác nhau về tính chất vật lí.
◦
Ba dạng được biết nhiều nhất là cacbon vô định hình,
graphit và kim cương. Một số thù hình kỳ dị khác cũng đã
được tạo ra hay phát hiện ra, bao gồm các fulleren,
cacbon ống nano và lonsdaleit.
KIM C
KIM C
ƯƠ
ƯƠ
NG
NG

Là chất tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn
Là chất tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn

đ
đ
iện,
iện,
dẫn nhiệt kém, có D=3,51g/cm
dẫn nhiệt kém, có D=3,51g/cm
3
3

Cấu trúc tinh thể kim c
Cấu trúc tinh thể kim c
ươ
ươ
ng thuộc loại cấu trúc
ng thuộc loại cấu trúc
đ
đ
iển
iển
hình.Mỗi nt cacbon tạo bốn lk CHT với 4 nt cacbon lân
hình.Mỗi nt cacbon tạo bốn lk CHT với 4 nt cacbon lân
cận nằm trên các
cận nằm trên các
đỉnh
đỉnh
của 1 tứ diện
của 1 tứ diện
đều
đều


Độ dài liên kết C-C 0,154nm
Độ dài liên kết C-C 0,154nm
CARBON VÔ ĐỊNH HÌNH
CARBON VÔ ĐỊNH HÌNH

C
C
hất dạng thủy tinh.
hất dạng thủy tinh.

Cấu trúc: các nguyên tử cacbon trong trạng thái phi tinh thể, không có quy luật và giống như thủy tinh.
Cấu trúc: các nguyên tử cacbon trong trạng thái phi tinh thể, không có quy luật và giống như thủy tinh.
THAN CHÌ
THAN CHÌ

Tinh thể màu xám
Tinh thể màu xám
đ
đ
en, có ánh kim, dẫn
en, có ánh kim, dẫn
đ
đ
iện
iện
tốt nh
tốt nh
ư
ư

ng kém kim loại
ng kém kim loại

Có cấu trúc lớp: Trong một lớp, mỗi nt cacbon
Có cấu trúc lớp: Trong một lớp, mỗi nt cacbon
lk CHT với 3 nt cacbon lân cận nằm ở
lk CHT với 3 nt cacbon lân cận nằm ở
đỉnh
đỉnh
1
1
tam giác
tam giác
đều
đều
.
.

Độ dài lk =0,142nm
Độ dài lk =0,142nm
FULLEREN(Buckkyball)
FULLEREN(Buckkyball)

Fullerene hay còn gọi là Buckkyball là một phân tử chứa 60 nguyên tử cácbon (C60)
Fullerene hay còn gọi là Buckkyball là một phân tử chứa 60 nguyên tử cácbon (C60)

Năm 1985, Nhà hoá học Anh Harry Kroto
Năm 1985, Nhà hoá học Anh Harry Kroto
cùng
cùng

với Richard Smalley và Robert Curl đã dùng chùm laser
với Richard Smalley và Robert Curl đã dùng chùm laser
mạnh làm cho grafit bốc hơi trong khí hêli (mô phỏng những điều kiện tồn tại ở ngôi sao đỏ) và phát hiện
mạnh làm cho grafit bốc hơi trong khí hêli (mô phỏng những điều kiện tồn tại ở ngôi sao đỏ) và phát hiện
thấy nhiều phân tử cácbon trước đây chưa được biết, trong đó nhiều nhất là phân tử C60, hình dạng bên
thấy nhiều phân tử cácbon trước đây chưa được biết, trong đó nhiều nhất là phân tử C60, hình dạng bên
ngoài giống như quả bóng đá và các nhà khoa học gọi đó là fullerene.
ngoài giống như quả bóng đá và các nhà khoa học gọi đó là fullerene.

C60 là một fullerence nổi bật nhất, nhưng không phải là duy nhất. Hiện các nhà khoa học đã phát hiện ra
C60 là một fullerence nổi bật nhất, nhưng không phải là duy nhất. Hiện các nhà khoa học đã phát hiện ra
hàng trăm hình thức kết hợp khác nhau của những hình lục giác/ngũ giác, ví dụ:
hàng trăm hình thức kết hợp khác nhau của những hình lục giác/ngũ giác, ví dụ:
* Bucky nhỏ (buckybabies): những phân tử hình cầu có số nguyên tử ít hơn 60
* Bucky nhỏ (buckybabies): những phân tử hình cầu có số nguyên tử ít hơn 60
* Fuzzyball: là fullerene C60, nhưng có gắn thêm 60 nguyên tử hyđro
* Fuzzyball: là fullerene C60, nhưng có gắn thêm 60 nguyên tử hyđro
* Fulleren lớn: những fullerence chứa hàng trăm nguyên tử cácbon
* Fulleren lớn: những fullerence chứa hàng trăm nguyên tử cácbon
* C70: phân tử chứa 70 nguyên tử cácbon
* C70: phân tử chứa 70 nguyên tử cácbon
Fullerene cực kỳ bền vững và chịu được áp suất, nhiệt độ rất cao.
Các nguyên tử cácbon của fullerene có thể phản ứng với các
nguyên tử và phân tử khác, nhưng cấu trúc hình cầu của phân tử
vẫn giữ nguyên vẹn.
CARBON ỐNG NANO
CARBON ỐNG NANO


M
M
ột ống nano cacbon đơn lớp là một tấm
ột ống nano cacbon đơn lớp là một tấm
than chì
than chì
độ dày một-nguyên-tử cuộn tròn lại thành một
độ dày một-nguyên-tử cuộn tròn lại thành một
hình trụ
hình trụ
liền, với
liền, với
đường kính cỡ
đường kính cỡ
nanomet
nanomet
. Điều này xảy ra trong các cấu trúc nano mà ở đó tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính vượt
. Điều này xảy ra trong các cấu trúc nano mà ở đó tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính vượt
trên 10.000.
trên 10.000.

C
C
ác
ác
phân tử
phân tử


cacbon

cacbon
hình trụ đó có các
hình trụ đó có các
tính chất
tính chất
thú vị làm cho chúng có khả năng hữu dụng cao trong rất nhiều ứng
thú vị làm cho chúng có khả năng hữu dụng cao trong rất nhiều ứng
dụng của
dụng của
công nghệ nano
công nghệ nano
, công nghiệp điện tử, quang học, và một số ngành khoa học vật liệu khác.
, công nghiệp điện tử, quang học, và một số ngành khoa học vật liệu khác.

C
C
húng thể hiện độ bền đáng kinh ngạc và các tính chất điện độc đáo, và độ dẫn nhiệt hiệu quả.
húng thể hiện độ bền đáng kinh ngạc và các tính chất điện độc đáo, và độ dẫn nhiệt hiệu quả.
Cấu trúc 3D của carbonnanotubes
Cấu trúc 3D của carbonnanotubes
LONSDALEIT
LONSDALEIT

Chúng rất khó tìm thấy trong tự nhiên nhưng đó chính là bản chất của kim cương nhân tạo
Chúng rất khó tìm thấy trong tự nhiên nhưng đó chính là bản chất của kim cương nhân tạo

S
S
ự sai lạc trong cấu trúc tinh thể của
ự sai lạc trong cấu trúc tinh thể của

kim cương
kim cương
.
.

Cấu trúc: Tương tự
Cấu trúc: Tương tự


như kim cương, nhưng tạo thành lưới tinh thể lục giác.
như kim cương, nhưng tạo thành lưới tinh thể lục giác.
TÍNH KHỬ
TÍNH KHỬ


Tác dụng với oxi
Tác dụng với oxi


Carbon cháy trong kk:
Carbon cháy trong kk:


C + O
C + O
2
2

to
to
CO
CO
2
2


( 0 ) (+4)
( 0 ) (+4)


Carbon khử CO
Carbon khử CO
2
2
ở nhiệt
ở nhiệt
độ
độ


cao
cao
:
:

CO
CO
2
2
+ C
+ C
to
to
2CO
2CO


(+4) (0) (+2)
(+4) (0) (+2)

Carbon không tác dụng trực tiếp với clo,
Carbon không tác dụng trực tiếp với clo,
brom, iot
brom, iot


Tác dụng với hợp chất
Ở nhiệt độ cao, carbon có thể khử
được nhiều oxit, phản ứng với
nhiều chất oxi hoá khác
như:HNO3, H2SO4 đ, KCLO3…
C + 4HNO3 đ to CO2 + 4NO2 +2H20
(0) (+4)

Carbon cháy trong oxi.

Carbon cháy trong oxi.

Carbon tác dụng với CuO ở nhiệt
Carbon tác dụng với CuO ở nhiệt
độ
độ
cao.
cao.