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탄소의 변칙적 행동


탄소는 지구상에서 가장 일반적으로 발견되는 요소 중 하나입니다. 그것은 지각의 약 0.02 %를 만들고 전 세계의 다양한 화합물에서 찾을 수 있습니다. 탄소는 물리적 및 화학적 특성에 여러 가지 이상이 있기 때문에 독특합니다. 

특이한 크기, 높은 이온화 에너지 및 기타 그러한 구조적 이상은 많은 독특한 특성을 만듭니다. 또한 대부분의 탄소 화합물은 그룹의 다른 요소 (예 :산소)와 비교할 때 더 높은 융점 및 끓는점을 갖는 것으로 관찰됩니다. 따라서, 주기율표의 그룹 14 그룹의 탄소와 다른 요소들 사이의 중요한 차이를 연구하는 것이 필수적이다. 

목표와 기능

탄소의 원자 구조를 관찰하면 쉘의 가장 바깥 쪽 영역에는 4 개의 전자가 있음을 알 수 있습니다. 최종 궤도를 안정화시키기 위해서는 4 개의 전자가 더 필요하므로 다른 소스로부터이를 얻어야합니다. 

이를 위해, 탄소는 존재하는 다른 입자와 상호 작용합니다. 이것은 수명주기 동안 4 개의 공유 결합을 생성하게됩니다. 이 네 가지 밸런스는 탄소 노트의 변칙적 행동을 이해하기 위해 자세히 연구 할 수있는 독특한 연결을 만듭니다. 

Catenation

탄소 원자는 종종 다른 탄소 원자와 공유 적으로 결합하여 긴 탄소 사슬과 구조를 생성합니다. 이 과정은 Catenation이라고합니다. 그것은 지구 표면에 걸쳐 여러 탄소 화합물을 생성하게되었습니다. 

이 속성을 통해 유기 화학에서 탄소를 사용하고 카테나 화 과정을 통해 건축 된 구조물을 조사 할 수있었습니다. 

작은 크기

작은 원자 구조는 탄소를 특징으로합니다. 이것은 탄소 원자가 많은 결합, 특히 촉매를 쉽게 형성 할 수있게 해주었다. 탄소는 가장 바깥 쪽 궤도에 4 개의 전자가 있기 때문에 "반으로 채워진 요소"로 알려져 있습니다. 

탄소 원자는 작은 구조로 인해 안정적입니다. 핵은 결합 된 전자뿐만 아니라 유리 전자도 담을 수 있습니다. 

탄소의 전기 음성

탄소 원자는 자신과 다른 분자와 함께 P-P 결합을 형성 할 수 있습니다. 이것은 탄소 원자의 작은 구조로 인해 가능합니다. 전기성이 높기 때문에 C =C, C =O, C =S 및 C =N과 같은 여러 결합이 형성됩니다. 

동종의 존재

탄소 원자의 카테나이트 능력과 P - P 결합을 형성하는 능력으로 인해 탄소는 여러 할당 형태를 나타낼 수 있습니다. 순수한 탄소의 3 가지 동반자, 즉 다이아몬드, 흑연 및 버키 볼 (Buckminsterfullerene)이 있습니다. 

이들 동맥 형태에서, 탄소 원자는 매우 강한 공유 결합의 도움으로 결합된다. 이들 공유 결합의 배열은 크게 다르므로 매우 다른 특성을 초래한다. 

다이아몬드

다이아몬드는 탄소 원자로 구성된 거대한 분자입니다. 이 원자들은 본질적으로 무색이며 투명합니다. 빛이 반사되면 다이아몬드 원자가 반짝이고 화려한 광경을 만듭니다. 이것이 바로 다이아몬드 원자가 종종“소름 끼치는”것으로 정의되는 이유입니다. 오늘날 다이아몬드는 일반적으로 보석의 형태로 원합니다. 

인상적인 외관 외에도 다이아몬드는 매우 단단한 질감과 매우 높은 융점을 가지고 있습니다. 이를 위해 다이아몬드는 도구를 자르는 데 사용됩니다. 예를 들어, 콘크리트와 벽돌을 자르는 데 사용되는 디스크의 가장자리는 다이아몬드로 만들어졌습니다. 다이아몬드는 물에 불용성이며 전기를 전도 할 수 없습니다. 이것은 탄소 원자의 모든 자유 전자가 강한 공유 전자와 결합되기 때문입니다. 

흑연

흑연은 또 다른 독특한 할당량 형태의 탄소입니다. 흑연의 구조는 탄소 원자 층의 도움을 통해 구축됩니다. 외관에서 흑연은 검은 색이며 반짝이고 불투명합니다. 그것은 종종 종이에 쉽게 미끄러질 수 있기 때문에 연필 리드에 사용됩니다. 연필 외에도 많은 산업 윤활제에서 흑연이 있습니다. 

흑연은 또한 물에 불용성이며 융점이 높습니다. 그러나 다이아몬드와 달리 흑연은 전기를 수행 할 수 있습니다. 따라서, 흑연 막대는 종종 전기 분해의 화학 공정 동안 전극으로 사용된다. 흑연에서, 탄소 원자는 3 개의 강한 공유 결합을 사용하여 층에 결합되어 여분의 전자를 남긴다. 이 "전자 바다"는 흑연을 훌륭한 전기 도체로 만듭니다. 

풀러렌의 나노 튜브

Buckminsterfullerene은 나노 튜브 형태에서 찾을 수 있습니다. 이 형태의 탄소에서, 분자-규모의 원자 튜브는 층 (흑연과 같이)으로 배열된다. 이 나노 튜브는 매우 높은 융점을 가지고 있습니다 (매우 강한 공유 결합이 있기 때문에). 

각각의 탄소 원자는 공유 결합을 통한 3 개의 다른 탄소 원자와 결합한다. 여기에는 여분의 전자가있어 자유 전자의 바다로 이어집니다. 이것은 나노 튜브를 훌륭한 전기 도체로 만듭니다. 

탄소의 고유 한 특성

  • 탄소 및 탄소 화합물에 대한 연구는 유기 화학으로 알려져 있습니다. 이 요소의 유병률은 우리 주변에서 매우 높습니다. 
  • 모든 살아있는 유기체에는 탄소가 포함되어 있습니다.
  • 대기에 존재하는 탄소의 거의 0.03 %가 이산화탄소의 형태입니다. 
  • 탄소는 다이아몬드, 흑연 및 풀러렌 형태로 자유 상태로 존재합니다. 그렇지 않으면 주로 결합 된 상태에 존재합니다. 이산화탄소, 탄산염, 화석 연료, 목재, 면화 및 기타 유기 화합물은 많은 결합 형태 중 일부입니다. 

결론

탄소는 필수 요소, 유기 화학의 존재의 이유입니다. 그것의 독특한 물리적 구조는 탄소 중요성의 변칙적 행동의 이유입니다. 4 개의 유리 전자의 존재로 인한 높은 전기 음성은 탄소 원자가 촉매 공정을 겪을 수있게한다. 

카테 텐화로 인해, 탄소 원자는 서로 다른 종류의 공유 ​​결합을 형성하여 동맥 형태의 탄소를 형성하게한다. 이 탄소 동종 호수에는 다양한 산업 목적이 있습니다. 



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