Węgiel

Węgiel



Węgiel jest to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6 i masie 12,011. Leży on w 2 okresie i 14 grupie pod symbolem C (Carboneum). Jest on niemetalem. Należy do grupy węglowców. Ciało stałe, nierozpuszczalne w wodzie, kwasach i zasadach. Jest on bezwonny, pozbawiony smaku. W próżni topi się w temp. 3900 stopni, zastygając następnie w grafit. W stanie wolnym występuje on w przyrodzie w postaci DIAMENTU i GRAFITU (odmiany polimorficzne), oraz fulereny tzw. węgiel bezpostaciowy (sadza, węgiel drzewny, węgiel kostny). Jest on głównym składnikiem żywych organizmów – jako makroelement. W języku polskim nazwa węgiel oznacza pierwiastek, oraz surowiec mineralny wydobywany w kopalniach. Pierwiastek ten wchodzi w skład wielu związków chemicznych. W temperaturze pokojowej jest chemicznie nieaktywny, lecz ogrzewany z tlenem tworzy tlenek CO i dwutlenek CO2 (tlenki węgla). Z wieloma pierwiastkami, gł. metalicznymi, daje w odpowiednich warunkach węgliki. Z siarką łączy się w wyższej temp. na siarczek węgla. Dzięki zdolności do tworzenia wiązań między atomami własnymi tworzą połączenia, których cząsteczki mają budowę łańcuchową i pierścieniową (ogromna grupa związków chemicznych). Jest on pierwiastkiem pospolitym. Występuje w gł. w ropie naftowej, asfalcie, ozokerycie i gazie ziemnym.

Pierwiastek węgiel występuje w postaci minerałów: diamentu i grafitu oraz w postaci sadzy. W Polsce złoża grafitu występują głównie na Dolnym Śląsku, a największe złoża diamentu znajdują się w Afryce Południowej. Te dwie odmiany różnią się jednak właściwościami fizycznymi.





Diament Grafit

Przezroczysty

Najtwardszy minerał

Gęstość d = 3,5 g /cm3

Nie przewodzi prądu elektry.

Nie przewodzi ciepła Stalowoszary

Bardzo miękki

Gęstość d = 2,25 g /cm3

Przewodzi prąd elektryczny

Przewodzi ciepło



Przyczyny tych bardzo zróżnicowanych własności uczeni odkryli dopiero po naświetleniu kryształków diamentu i grafitu promieniami rentgenowskimi. Okazało się, że atomy węgla w sieci krystalicznej diamentu są zupełnie inaczej ułożone niż w sieci krystalicznej grafitu





W diamencie każdy atom jest ze sobą połączony tworząc czworościan foremny, zaś w graficie atomy są ułożone w równoległych płaszczyznach, w którym odległości między nimi są takie same, ale mniejsze niż odległości między atomami dwóch sąsiednich, równoległych płaszczyzn, więc łatwo „oderwać” je od siebie.





Minerały te mają takie zastosowania jak:



Diament: do wyrobu końcówek wierteł, proszku ściernego oraz noży do cięcia szkła. Ma on

również zastosowanie w jubilerstwie jako brylant (oszlifowany).

Grafit: do wyrobu grafitów do ołówków, smarów, elektrod, szczotek do silników oraz tygli

laboratoryjnych.



Węgiel i jego związki mają olbrzymie znaczenie gł. jako surowce energetyczne i chemiczne. W postaci włókien węglowych i grafitowych jest używany na endoprotezy, do wyrobu tworzyw kompozytowych (stosowanych jako materiały konstrukcyjne). Promieniotwórczy izotop węgla 14C jest stosowany jako wskaźnik izotopowy. 1/12 masy atomu izotopu 12C stanowi atomową jednostkę masy.









KONIEC !