C – Cacbon

Còn gọi là: than, than chì, kim cương (các dạng thù hình)

Tên theo chương trình 2018: carbon

Nguyên tử khối
12
Loại
Đơn chất
Trạng thái
Rắn
Màu sắc
Đen (than, than chì); không màu, trong suốt (kim cương)
Tính tan
Không tan trong nước và các dung môi thông thường

Cấu tạo

Các dạng thù hình: kim cương (mỗi nguyên tử C liên kết với 4 C khác thành mạng tứ diện, rất cứng, không dẫn điện), than chì (mạng lớp lục giác, các lớp trượt lên nhau nên mềm, dẫn điện), fuleren (C₆₀), than vô định hình (than gỗ, than cốc, than hoạt tính, muội than) có cấu trúc than chì vi tinh thể.

Tính chất hoá học

Ở nhiệt độ thường carbon khá trơ; khi đun nóng thể hiện chủ yếu tính khử, đôi khi tính oxi hoá.

  • Cháy trong oxygen: C + O₂ → CO₂ (dư oxygen); 2C + O₂ → 2CO (thiếu oxygen).
  • Khử oxide kim loại: C + 2CuO → 2Cu + CO₂ (t°); 3C + 2Fe₂O₃ → 4Fe + 3CO₂ (t°).
  • Với hơi nước (khí than ướt): C + H₂O → CO + H₂ (1000 °C).
  • Với acid có tính oxi hoá: C + 2H₂SO₄ (đặc) → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O (t°); C + 4HNO₃ (đặc) → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (t°).
  • Tính oxi hoá: C + 2H₂ → CH₄ (t°, xúc tác Ni); 3C + CaO → CaC₂ + CO (lò điện).

Điều chế

Kim cương nhân tạo: nung than chì ở 2000 °C, 50–100 nghìn atm. Than chì nhân tạo: nung than cốc ở 2500–3000 °C không có không khí. Than cốc: nung than mỡ không có không khí. Than hoạt tính: hoạt hoá than gỗ bằng hơi nước. Muội than: nhiệt phân CH₄ (t°, xúc tác).

Ứng dụng

Kim cương: đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt. Than chì: điện cực, ruột bút chì, chất bôi trơn. Than cốc: chất khử trong luyện kim. Than hoạt tính: mặt nạ phòng độc, lọc nước, tẩy màu. Muội than: chất độn cao su, mực in.

Nhận biết

Chất rắn đen (trừ kim cương), không tan; đốt trong oxygen cho khí làm đục nước vôi trong.

Phản ứng tiêu biểu

Xem tất cả 13 phản ứng →

Cùng nhóm đơn chất

Xem tất cả hợp chất →