Quanti elettroni di valenza ha il carbonio?

Il carbonio è il sesto elemento della tavola periodica. Costituisce anche il primo elemento del gruppo 14. La massa atomica del carbonio è 12,0096. Il suo simbolo è “C”. Attraverso gli elettroni di valenza, il carbonio partecipa ai legami di formazione.

Il carbonio è il 15° elemento più abbondante nella crosta terrestre e il quarto nell’universo in termini di massa, dopo idrogeno, elio e ossigeno. A causa della sua abbondanza e delle sostanze organiche uniche, è un elemento comune a tutta la vita conosciuta. È il secondo nel corpo umano, al 18,5%, dopo l’ossigeno.

Storia

Gli esseri umani hanno conosciuto il carbonio fin dall’antichità, a differenza di altri elementi. Il carbonio era usato dagli antichi Sumeri ed Egizi per ridurre diversi metalli già nel 3750 a.C. Il carbonio fu utilizzato fino al 1789, quando Antoine Lavoisier ne fece il primo elenco in assoluto come elemento. Sono state scoperte molte altre forme di carbonio, tra cui grafite e grafene oltre al fullerene. Fullerene ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1996 a Robert Curl e Sir Harold Kroto. Il carbonio è ancora oggetto di studio attivo e svolge un ruolo importante in tutte le aree della chimica.

Usi

La proprietà unica del carbonio di formare forti catene legate non ha eguali tra gli elementi. Questa capacità è sigillata dagli idrogenati. Questi idrocarburi sono più comunemente usati per i combustibili. Possono essere estratti da combustibili fossili come petrolio, carbone e gas naturale. Una piccola ma significativa frazione di questo idrocarburo viene utilizzata per produrre polimeri, vernici, solventi, plastica e altri prodotti nell’industria petrolchimica.

La fusione dei metalli utilizza carbonio impuro sotto forma di coke (dal carbone) e carbone (dal legno). È particolarmente importante per le industrie siderurgiche. La fibra di carbonio è un materiale resistente ma leggero che ha molte applicazioni. La fibra di carbonio è utilizzata nelle racchette da tennis, negli sci, nelle canne da pesca e nei razzi. La grafite può essere utilizzata per realizzare matite, spazzole per motori elettrici e rivestimenti di forni. Il carbone attivo può essere utilizzato per purificare e filtrare. Può essere trovato nelle cappe aspiranti della cucina e nei respiratori.

Le recenti scoperte di nanotubi di carbonio, fullereni e fogli di grafene sottilissimi hanno rivoluzionato lo sviluppo dell’hardware nell’industria elettronica e nella nanotecnologia. Per la perforazione e il taglio di rocce possono essere utilizzati diamanti industriali. Le superfici protettive come le lame di rasoio possono essere protette con pellicole diamantate.

Posizione del carbonio nella tavola periodica

Le proprietà nucleari

Esistono due isotopi stabili del carbonio: carbonio-12 (che è il 98,93% del carbonio naturale) o carbonio-13 (1,07%). Esistono 14 isotopi di carbonio radioattivo, ma il carbonio-14 ha l’emivita più lunga a 5.730 + 40 anni.

Il peso atomico viene utilizzato come preapice del simbolo dell’elemento e il numero atomico viene utilizzato come pedice. Pertanto, l’isotopo del carbonio-12 è rappresentato come ¹² C. L’isotopo del carbonio-13, uno dei nuclidi stabili, è particolarmente interessante perché la sua rotazione nucleare dà risposta a un dispositivo chiamato spettrometro di risonanza magnetica nucleare. Ciò è utile per studiare la struttura molecolare dei composti legati in modo covalente contenenti carbonio. Questo isotopo può essere utilizzato anche per etichettare i composti che saranno soggetti all’analisi della spettrometria di massa, che è un altro strumento ampiamente utilizzato per identificare atomi o molecole.

Abbondanza naturale

Il carbonio può essere trovato nel sole, così come in altre stelle. È formato dai resti di una supernova. È creato dalla fusione nucleare in stelle più grandi. La grafite può essere trovata in molti posti. Alcuni meteoriti contengono cristalli microscopici che possono essere usati come diamanti.

La kimberlite minerale è una fonte di diamanti naturali. Può essere trovato in Russia, Botswana e Repubblica Democratica del Congo, nonché in Canada. Si trova nelle atmosfere di molti pianeti, più comunemente come anidride carbonica. La concentrazione atmosferica di anidride carbonica è di 390 ppm sulla Terra e questo numero è in aumento.

L’elemento carbonio in chimica organica

La chimica organica, uno dei sottocampi più importanti della chimica, è interamente basata sull’elemento carbonio. Il carbonio è in grado di formare forti legami con altri carbonatomi. Questo lo rende uno dei mattoni più importanti per i composti organici. Il carbonio può anche formare legami con altri elementi come ossigeno, azoto o idrogeno. Questi legami sono alla base di gruppi funzionali che consentono la creazione di molti composti, dai prodotti farmaceutici ai coloranti.

Ruolo biologico

Il carbonio è vitale per la nostra esistenza. Poiché può formare molte catene diverse con lunghezze diverse, il carbonio è essenziale per la vita. Un tempo si credeva che le molecole di materia vivente a base di carbonio potessero essere ottenute solo da organismi viventi. Si credeva che avessero una “scintilla per la vita”. Nel 1828, tuttavia, l’urea fu sintetizzata da sostanze chimiche inorganiche e furono fuse le branche della chimica organica e inorganica.

Gli organismi viventi che non fanno la fotosintesi devono fare affidamento su altri esseri viventi per le molecole di carbonio. I loro sistemi digestivi convertono i carboidrati in monomeri, che possono quindi utilizzare per creare le proprie strutture cellulari. Queste reazioni sono alimentate dalla respirazione. La respirazione è il processo mediante il quale l’ossigeno reagisce con i carboidrati per produrre anidride carbonica e acqua. Questa reazione rilascia energia che è disponibile per le cellule.

Quali sono gli elettroni di valenza nel carbonio?

Gli elettroni di valenza sono il numero totale di elettroni che si trovano nell’ultimo guscio seguendo la configurazione elettronica del carbonio. Il numero totale di elettroni in una data orbita è chiamato elettrone di valenza. Le proprietà di un elemento sono determinate dagli elettroni di valenza. Partecipano anche ai legami di formazione.

La configurazione elettronica del carbonio indica che l’ultimo guscio di carbonio ha quattro elettroni. Questo sito ha un articolo che spiega la configurazione elettronica per il carbonio. Puoi leggerlo se lo desideri.

Quale numero di elettroni, protoni e neutroni contiene l’atomo di carbonio (C)?

Il nucleo si trova nel mezzo di un atomo. Il nucleo ospita protoni e neutroni. Il numero atomico di carbonio(C) è 6. Il numero di protoni è chiamato numero atomico. Sei protoni si trovano nel carbonio. Il nucleo contiene un guscio di elettroni che è uguale a sei protoni. Un atomo di carbonio può avere sei elettroni.

La differenza tra il numero di atomi e il numero di masse atomiche è ciò che determina il numero di neutroni in un elemento. Ciò significa che numero di neutroni (n),= = massa atomica (A) + numero atomico (Z).

Sappiamo che i numeri atomici del carbonio sono 6 e 12. Neutrone (n) = 12 – 6 = 6. Il numero di neutroni presenti nel carbonio(C), quindi, è 6.

La valenza è la capacità di un atomo di un elemento chimico di formare un certo numero di legami chimici con altri atomi. Prende valori da 1 a 8 e non può essere uguale a 0. È determinato dal numero di elettroni di un atomo spesi per formare legami chimici con un altro atomo. La valenza è un valore reale. I valori numerici di valenza sono indicati con numeri romani (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Come puoi scoprire il numero di neutroni di valenza in un atomo di carbonio?

Questi sono i passaggi per determinare l’elettrone di valenza. Uno di questi è la configurazione elettronica. Senza una configurazione elettronica, è impossibile determinare la valenza di qualsiasi elemento. È facile determinare la valenza di qualsiasi elemento conoscendo la configurazione elettronica. Potete trovare qui. Questo articolo si concentra sulla configurazione elettronica del carbonio.

Tuttavia, è possibile identificare gli elettroni di valenza posizionando gli elettroni secondo il principio di Bohr. Impareremo ora come identificare l’elettrone di valenza nel carbonio.

I termini ” grado di ossidazione ” e ” valenza ” potrebbero non essere gli stessi, ma sono numericamente quasi identici. La carica condizionale dell’atomo di un atomo è chiamata stato di ossidazione. Può essere positivo o negativo. La valenza si riferisce alla capacità di un atomo di formare legami. Non può avere un valore negativo.

Calcolo del numero di elettroni presenti nel carbonio (C)

Innanzitutto, dobbiamo sapere quanti elettroni ci sono in ciascun atomo di carbonio. Devi sapere quanti protoni ci sono nel carbonio per determinare il numero di elettroni. Per conoscere il numero di protoni nel carbonio, devi conoscerne il numero atomico. Per determinare il numero atomico è necessaria una tavola periodica. La tavola periodica contiene le informazioni necessarie per determinare il numero atomico degli elementi di carbonio.

Il numero di protoni è chiamato numero atomico. Il nucleo contiene anche elettroni che sono uguali ai protoni. Ciò significa che gli elettroni sono uguali ai numeri atomici negli atomi di carbonio. Il numero atomico del carbonio può essere visto nella tavola periodica a 6. Ciò significa che un atomo di carbonio può avere sei elettroni.

1.  La valenza è una caratteristica numerica della capacità degli atomi di un dato elemento di legarsi con altri atomi.
2. La valenza dell’idrogeno è costante e uguale a uno.
3. Anche la valenza dell’ossigeno è costante e uguale a due.
4. La valenza della maggior parte degli altri elementi non è costante. Può essere determinato dalle formule dei loro composti binari con idrogeno o ossigeno.

Dovrai eseguire la configurazione elettronica del carbonio (C)

Passaggio importante 2 Questo passaggio prevede la disposizione degli elettroni del carbonio. Gli atomi di carbonio contengono sei elettroni. La struttura elettronica del carbonio mostra che ci sono quattro elettroni nel guscio L e due nel guscio K.

Ciò significa che il primo guscio di carbonio contiene due elettroni e il secondo ne ha quattro. Attraverso la suborbita, la configurazione elettronica del carbonio è 1s ²  2s ²  2p ² .

Calcola gli elettroni totali e determina il guscio di valenza

Il terzo passo è determinare la valenza. Il guscio di valenza è l’ultimo guscio dopo la configurazione elettronica. Un elettrone di valenza è la somma di tutti gli elettroni presenti in un guscio di valenza. La configurazione elettronica del carbonio indica che l’ultimo guscio di carbonio ha quattro elettroni (2s ²  2p ² ). Gli elettroni di valenza per il carbonio sono quindi quattro.

Per elettroni di valenza, formazione composta di carbonio

Attraverso i suoi elettroni di valenza, il carbonio partecipa ai legami di formazione. Sappiamo che il carbonio ha quattro elettroni di valenza. Questo elettrone di valenza è coinvolto nella formazione di legami con altri elementi.

Gli atomi di carbonio creano legami condividendo elettroni e atomi di idrogeno. La configurazione elettronica dell’idrogeno dimostra che l’idrogeno ha un solo elettrone. Condividendo gli elettroni, quattro atomi di idrogeno e un atomo di carb creano metano (CH ₄ ).

Il risultato è che l’atomo di carbonio ha completato la sua ottava e ora acquisisce la configurazione elettronica del neon. L’idrogeno, invece, acquisisce la configurazione elettronica dell’elio. Il legame covalente consente a un atomo di carbonio di condividere elettroni con quattro molecole di idrogeno per produrre metano (CH ₄ ).

Le proprietà ioniche degli atomi di carbonio

La configurazione elettronica per gli atomi di carbonio è 1s ²  2s ²  2p ² .  Un elemento anionico è il carbonio. Un anione è un elemento neutro di carica che riceve un elettrone per renderlo uno ione negativo. L’ultima orbita di un atomo di carbonio ha quattro elettroni. Innanzitutto, l’atomo di carbonio prende 2 elettroni. Quindi sono necessari altri 2 elettroni per riempire l’ottava.

Gli atomi di carbonio possono assumere elettroni per diventare ioni negativi. Il carbonio è quindi un elemento anionico.

Qual è la valenza del carbonio (C)?

La valenza (o valenza) è la capacità dell’atomo di un elemento di unirsi a un altro atomo nella formazione di una molecola. La valenza è il numero di elettroni spaiati trovati nell’ultima orbita di un elemento. Sappiamo che la configurazione elettronica per un atomo di carbonio è solitamente 1s ²  2s ²  2p ² .

La configurazione elettronica di un elemento nel suo stato eccitato ne determina il valore. C*(6) è la configurazione elettronica del carbonio in uno stato eccitato. È C*(6) = 1s ²  2s ²  2p _x ¹  2p _y ¹ .  Questa configurazione elettronica del carbonio mostra due elettroni spaiati. La valenza dell’atomo di carbonio in questo caso è 2.

La configurazione elettronica del carbonio può cambiare di nuovo se l’atomo di carbonio viene eccitato oltre questo limite. C*(6) è la seconda configurazione elettronica per un atomo di carbonio quando è in uno stato eccitato. È C*(6) = 1s ²  2s ¹  2p _x ¹  2p _y ¹  2p _z ¹ .  L’atomo di carbonio contiene 4 elettroni spaiati. In questo esempio, la valenza per l’atomo di carbonio sarebbe 4.

L’ultima configurazione elettronica dell’atomo di carbonio (C) indica che c’è un numero massimo di elettroni spaiati in un atomo di carbonio.

Pertanto, la valenza di un atomo di carbonio è 4. Pertanto, la valenza degli atomi di carbonio è 2, 4.

Fatti

• Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi: C.
• Numero Atomico (numero di protoni nel nucleo). 6.
• 12.0107 è la massa media del peso atomico di un atomo.
• Gli isotopi più comuni sono il carbonio-12 (6 protoni e 6 neutroni e 6 elettroni) e il carbonio-13 (6 prototoni, 7 neutroni e 6 elettroni).
• 2,2670 grammi per centimetro cubo.
• Punto di fusione: 6.422 gradi Fahrenheit (3.550 gradi Celsius).
• Punto di ebollizione: 6.872 F (3.800 C) (sublimazione).
• Fase a temperatura ambiente: Solida.
• Ci sono 15 isotopi in totale. Ci sono due isotopi stabili. Questi sono atomi con un diverso numero di neutroni.

Riferimenti:

• Tiwari, SK, et al. “Ricerca sul grafene e loro risultati: stato e prospettiva”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, vol. 5, n. 1, 10-29, marzo 2020.
• Savvatimskiy, A (2005). “Misure del punto di fusione della grafite e delle proprietà del carbonio liquido (una revisione per il 1963-2003)”.
• Dresselhaus, MS; Dresselhaus, G.; Avuris, Ph., eds. (2001). Nanotubi di carbonio: sintesi, strutture, proprietà e applicazioni . Argomenti di Fisica Applicata .
• Haaland, D (1976). “Pressione del punto triplo grafite-liquido-vapore e densità del carbonio liquido”.