פחמן – הבדלי גרסאות

פחמן
	חנקן - פחמן - בורון
; 6	C
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	6
סמל כימי	C
סדרה כימית	אל-מתכת
מראה
	שחור (גרפיט); חסר צבע (יהלום)
	;
תכונות אטומיות
משקל אטומי	12.0107 u
רדיוס ואן דר ואלס	170 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 4
קונפיגורציה אלקטרונית	1s² 2s² 2p²
דרגות חמצון	−4, 2, 3, 4, 1, −2, −1, −3, 0
תכונות פיזיקליות
צפיפות	2267 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	5100K (4827°C)
נקודת התכה	3823K (3550°C)
לחץ אדים	0Pa ב-K
מהירות הקול	18350 מטר לשנייה ב-K
שונות
אלקטרושליליות	2.55
קיבול חום סגולי	710 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	0.061 × 106/m·Ω
מוליכות חום	129 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	1086.5 kJ/mol
מבנה גבישי	המערכת הגבישית ההקסגונלית
היסטוריה
מגלה	אנטואן לבואזיה
תאריך גילוי	1789
נקרא על שם	פחם (לטינית)

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה

→ העריכה הקודמת העריכה הבאה ←

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

חזותיקוד ויקי

בשורה

גרסה מ־15:59, 10 בספטמבר 2012

שגיאות פרמטריות בתבנית:יסוד כימי
פרמטרים ריקים [ 1 ] לא מופיעים בהגדרת התבנית

פחמן (Carbon) הוא יסוד כימי אל-מתכתי שסימנו C ומספרו האטומי 6. בעל מספר ערכיות 4, והוא מופיע בכמות רבה בטבע. הפחמן הוא אחד ממרכיבי היסוד של כל החומרים האורגניים בגוף החי.

ייחודו של אטום הפחמן

פחמן טהור מופיע בשתי צורות נפוצות בטבע:

יהלום - המינרל הטבעי הקשה ביותר המוכר לאדם, מסודר במבנה ארבעוני (טטרההדרלי) - כל פחמן יוצר 4 משולשים תלת ממדים זהים המקושרים בקשרים קוולנטיים.
גרפיט - אחד מהחומרים הרכים ביותר, מסודר במבנה מישורי דו-ממדי, כל פחמן מקושר ל-3 פחמנים נוספים בקשר קוולנטי במבנים משושים (דבר היוצר את שכבות הגרפיט). גרפיט, אף על היותו אל-מתכת, מסוגל להוליך חשמל במבנה זה.

ובמספר מופעים פחות שכיחים הניתנים לייצור במעבדה:

פולרן - (fullerene) הידוע גם בשם C60. בעל מבנה מולקולרי של כדור-רגל המורכב מ-60 אטומי פחמן המקושרים זה אל זה בקשרים קוולנטיים.
ננו-צינורית פחמן - (carbon nanotube) צינורות בעלי קוטר זעיר של ננומטרים בודדים הנוצרים כתוצאה מסגירה של משטחי גרפיט. חומר זה הוא בעל חוזק וגמישות מהחזקים הקיימים בטבע ובעל תכונות של הולכת חשמל.

לפחמן כאמור, יש מספר ערכיות 4 - דבר זה מבטא את מספר האלקטרונים הפנויים ליצירת קשר עם מולקולה אחרת. אלקטרונים אלו אינם זהים ברמתם האנרגטית - שניים מצויים באורביטל s ושנים אחרים באורביטל p (שניהם בקליפה האלקטרונית השנייה L). פחמן מסוגל ליצור ארבעה קשרים יחידים, שני קשרים כפולים ואף קשר משולש אחד. בנוסף לכך אטום הפחמן קטן יחסית ובעל זיקה חזקה לאטומים קטנים. בגלל תכונות אלה ישנן יותר מ-10 מיליון תרכובות פחמן מוכרות לאדם, אלפים מתוכן הכרחיות לקיום חיים (פחמן מהווה יסוד עיקרי בחלבונים ובDNA). הוא במיוחד נפוץ בטבע בתרכובת פחמן דו-חמצני, המופיעה בשתי צורות: כגז באטמוספירה, ומומסת במקווי מים. תרכובת פחות נפוצה של פחמן וחמצן היא פחמן חד-חמצני. בנוסף לכך מופיע הפחמן גם בתרכובות המצויות בסלעים ובמעמקי האדמה (בצורת פחם, נפט וגז טבעי).

חשיבותו של הפחמן כמרכיב יסוד בחי ובצומח באה לידי ביטוי בתחום הכימיה האורגנית, שהיא ענף מיוחד של הכימיה העוסק בחקר תרכובות אורגניות, שהן תרכובות המכילות פחמן.

יישומים

פחמן 14 - גילויו של איזוטופ הפחמן - $\ C^{14}$ ב־27 בפברואר 1940 עזר לפתח את שיטת תיארוך הפחמן.
בעבר היו משלבים פחמן בצורת גרפיט עם חימר לשימוש בעפרונות.
מייצרים פלדה על ידי הוספת פחמן לברזל.
בכורים גרעיניים נעזרים במוטות פחמן לשליטה בראקצייה הגרעינית.
משתמשים בגרפיט בצורת אבקה קרושה בבישול, אמנות ועוד.
גלולות או אבקת פחם מנוצלות ברפואה על-מנת לספוג רעלים וארס ממערכת העיכול.
פחמן-12 משמש כייחוס, על-פיו מחושבות המסות האטומיות של כל גרעיני האטומים.

איזוטופים של פחמן

סמל	Z(p)	N(n)	מסה איזוטופית (u)	זמן מחצית חיים	ספין גרעיני	שכיחות האיזוטופ (כשבר מולרי מהיסוד)	טווח השינוי הטבעי (כשבר מולרי מהיסוד)
סמל	התרגשות אנרגטית			זמן מחצית חיים	ספין גרעיני	שכיחות האיזוטופ (כשבר מולרי מהיסוד)	טווח השינוי הטבעי (כשבר מולרי מהיסוד)
⁸C	6	2	8.037675(25)	2.0(4)E-21 s [230(50) keV]	0+
⁹C	6	3	9.0310367(23)	126.5(9) ms	(3/2-)
¹⁰C	6	4	10.0168532(4)	19.290(12) s	0+
¹¹C	6	5	11.0114336(10)	20.334(24) min	3/2-
¹²C	6	6	12 לפי הגדרה	יציב	0+	0.9893(8)	0.98853-0.99037
¹³C	6	7	13.0033548378(10)	יציב	1/2-	0.0107(8)	0.00963-0.01147
¹⁴C	6	8	14.003241989(4)	5.70(3)E+3 a	0+
¹⁵C	6	9	15.0105993(9)	2.449(5) s	1/2+
¹⁶C	6	10	16.014701(4)	0.747(8) s	0+
¹⁷C	6	11	17.022586(19)	193(5) ms	(3/2+)
¹⁸C	6	12	18.02676(3)	92(2) ms	0+
¹⁹C	6	13	19.03481(11)	46.2(23) ms	(1/2+)
²⁰C	6	14	20.04032(26)	16(3) ms [14(+6-5) ms]	0+
²¹C	6	15	21.04934(54)#	<30 ns	(1/2+)#
²²C	6	16	22.05720(97)#	6.2(13) ms [6.1(+14-12) ms]	0+

היסטוריה ואטימולוגיה

מקור השם האנגלי של הפחמן - carbon בא מהמילה הלטינית carbo, שפירושה פחם ופחם עץ.‏‏^[1]. מכאן גם בא המקור לשם הצרפתי של הפחמן - charbon, שפירושו פחם עץ. בגרמנית, הולנדית ודנית, הפחמן נקרא koolstof, Kohlenstoff ו kulstof בהתאמה, כולן בעלות משמעויות דומות המתפרשות כחומר-פחם.

הפחמן התגלה בתקופה הפרהיסטורית והיה ידוע לציוויליזציה האנושית בצורות של פיח ופחם עץ. היהלומים כנראה היו ידועים בסין כבר בתחילת האלף השני לפני הספירה. הפחמן בצורת פחם העץ היה מיוצר בתקופת הרומאים על ידי חימום עץ בפירמידה המכוסה בחרסית למניעת כניסת האוויר.‏‏^[2]^[3] ניר המלךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךך!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ed. "Who discovered carbon?". Frostburg State University.‏</ref> בשנת 1779, המדענים הצרפתים קלוד לואי ברטולה, גספאר מונז' וא. ונדרמונד הוכיחו כי חומר זה הוא פחמן.‏‏^[4] בפרסומם הם הציעו את השם carbone (בלטינית: carbonum) ליסוד זה. אנטואן לבואזיה רשם את הפחמן כיסוד בספר הלימוד שכתב בשנת 1789.^[5] דגשדג

קישורים חיצוניים

יסוד הפחמן (באנגלית)
חומר רב ומקיף על פחמן, כולל מצגות תלת ממדיות (באנגלית)
פחמן - הצורה השלישית
דוידסון אונליין - שאל את המומחה: מדוע יהלום וגרפיט שונים זה מזה?

הערות שוליים

^ ‏המילון האנגלי המקוצר של אוקספורד.‏
^ ‏הסינים היו הראשונים שעשו שימוש ביהלום‏, חדשות BBC, 17 במאי 2005.
^ ואן דר קרוגט, פיטר. פחמן באלמנטימולוגיה.
^ ‏Federico Giolitti (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc..‏
^ שגיאת ציטוט: תג <ref> לא תקין; לא נכתב טקסט עבור הערות השוליים בשם הערה א

תבנית:Link FA

תבנית:Link GA תבנית:Link GA

[1] ‏המילון האנגלי המקוצר של אוקספורד.‏

[2] ‏הסינים היו הראשונים שעשו שימוש ביהלום‏, חדשות BBC, 17 במאי 2005.

[3] ואן דר קרוגט, פיטר. פחמן באלמנטימולוגיה.

[4] ‏Federico Giolitti (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc..‏

[הערה_א-5] שגיאת ציטוט: תג <ref> לא תקין; לא נכתב טקסט עבור הערות השוליים בשם הערה א

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

@@ שורה 213: / שורה 213: @@
 [[קובץ:Antoine lavoisier.jpg|ממוזער|100px|שמאל|אנטואן לבואזיה בצעירותו]]
 הפחמן התגלה בתקופה ה[[פרהיסטוריה|פרהיסטורית]] והיה ידוע ל[[ציוויליזציה]] ה[[האדם הנבון|אנושית]] בצורות של [[פיח]] ופחם עץ. ה[[יהלום|יהלומים]] כנראה היו ידועים ב[[סין]] כבר בתחילת האלף השני לפני הספירה. הפחמן בצורת פחם העץ היה מיוצר בתקופת ה[[רומא העתיקה|רומאים]] על ידי חימום עץ ב[[פירמידה (מבנה)|פירמידה]] המכוסה ב[[חרסית]] למניעת כניסת ה[[אוויר]].‏‏<ref>‏[http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4555235.stm הסינים היו הראשונים שעשו שימוש ביהלום‏], חדשות BBC, 17 במאי 2005.</ref><ref>ואן דר קרוגט, פיטר. [http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=C פחמן באלמנטימולוגיה].</ref>
+ניר המלךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךךך!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ed. "[http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml Who discovered carbon?]". Frostburg State University.‏</ref> בשנת [[1779]], המדענים הצרפתים [[קלוד לואי ברטולה]], [[גספאר מונז']] ו[[א. ונדרמונד]] הוכיחו כי חומר זה הוא פחמן.‏‏<ref>‏Federico Giolitti (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc..‏</ref> בפרסומם הם הציעו את השם ''carbone'' (בלטינית: carbonum) ליסוד זה. אנטואן לבואזיה רשם את הפחמן כ[[יסוד כימי|יסוד]] בספר הלימוד שכתב בשנת [[1789]].<ref name="הערה_א" />
+דגשדג
-בשנת [[1722]], [[רנה אנטואן פרשו דה ראומיר]] הראה כי [[ברזל]] הופך ל[[פלדה]] באמצעות קליטת חומרים מסוימים, הידועים כיום כפחמנים.‏‏<ref>‏Ferchault de Réaumur, R-A (1722). L'art de convertir le fer forgé en acier, et l'art d'adoucir le fer fondu, ou de faire des ouvrages de fer fondu aussi finis que le fer forgé (English translation from 1956).‏</ref> בשנת [[1772]], [[אנטואן לבואזיה]] הראה כי [[יהלום|יהלומים]] הם צורה של פחמן בכך ששרף דוגמיות של פחמן ויהלום והראה כי אף אחד מהחומרים לא הפיק [[מים]] וששניהם משחררים את אותה הכמות ל[[גרם]] אחד של [[פחמן דו-חמצני]]. [[קרל וילהלם שלה]] גילה ש[[גרפיט]], שהיה ידוע כצורה של [[עופרת]], הוא בעצם סוג של פחמן.‏‏<ref name="הערה_א">‏Senese, Fred. "[http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml Who discovered carbon?]". Frostburg State University.‏</ref> בשנת [[1779]], המדענים הצרפתים [[קלוד לואי ברטולה]], [[גספאר מונז']] ו[[א. ונדרמונד]] הוכיחו כי חומר זה הוא פחמן.‏‏<ref>‏Federico Giolitti (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc..‏</ref> בפרסומם הם הציעו את השם ''carbone'' (בלטינית: carbonum) ליסוד זה. אנטואן לבואזיה רשם את הפחמן כ[[יסוד כימי|יסוד]] בספר הלימוד שכתב בשנת [[1789]].<ref name="הערה_א" />
 == קישורים חיצוניים ==