Сколько валентных электронов имеет углерод?

Углерод — шестой элемент периодической таблицы. Он также является первым элементом группы 14. Атомная масса углерода составляет 12,0096. Его символ «С». Через валентные электроны углерод участвует в образовании связей.

Углерод является 15-м по распространенности элементом в земной коре и четвертым во Вселенной по массе после водорода, гелия и кислорода. Из-за своего обилия и уникальных органических веществ он является обычным элементом всей известной жизни. Он занимает второе место в организме человека, на 18,5%, после кислорода.

История

Люди знали углерод с древних времен, в отличие от других элементов. Углерод использовался древними шумерами и египтянами для восстановления различных металлов еще в 3750 г. до н.э. Углерод использовался до 1789 года, когда Антуан Лавуазье впервые включил его в список элементов. Было обнаружено много других форм углерода, включая графит и графен, а также фуллерен. Фуллерен был удостоен Нобелевской премии по химии в 1996 году Роберту Керлу и сэру Гарольду Крото. Углерод до сих пор активно изучается и играет важную роль во всех областях химии.

Использование

Уникальное свойство углерода образовывать прочные связанные цепи не имеет себе равных среди элементов. Эта способность запечатана атомами водорода. Эти углеводороды чаще всего используются в качестве топлива. Они могут быть извлечены из ископаемого топлива, такого как нефть, уголь и природный газ. Небольшая, но значительная часть этого углеводорода используется для производства полимеров, красок, растворителей, пластмасс и других продуктов нефтехимической промышленности.

При выплавке металлов используется нечистый углерод в виде кокса (из угля) и древесного угля (из древесины). Это особенно важно для черной металлургии. Углеродное волокно — прочный, но легкий материал, который имеет множество применений. Углеродное волокно используется в теннисных ракетках, а также в лыжах, удочках и ракетах. Из графита можно делать карандаши, щетки для электродвигателей и футеровку печей. Активированный уголь можно использовать для очистки и фильтрации. Его можно найти в кухонных вытяжках и респираторах.

Недавние открытия углеродных нанотрубок, фуллеренов и листов графена толщиной в атом произвели революцию в разработке аппаратного обеспечения в электронной промышленности, а также в нанотехнологиях. Для бурения и резки горных пород можно использовать технические алмазы. Защитные поверхности, такие как лезвия бритвы, можно защитить алмазными пленками.

Положение углерода в периодической таблице.

Ядерные свойства

Есть два стабильных изотопа углерода: углерод-12 (что составляет 98,93% природного углерода) или углерод-13 (1,07%). Существует 14 радиоактивных изотопов углерода, но углерод-14 имеет самый длинный период полураспада — 5730 + 40 лет.

Атомный вес используется в качестве пред-верхнего индекса к символу элемента, а атомный номер используется в качестве нижнего индекса. Таким образом, изотоп углерода-12 представлен как ¹² C. Изотоп углерода-13, один из стабильных нуклидов, представляет особый интерес, поскольку его ядерное вращение дает отклик на прибор, называемый спектрометром ядерного магнитного резонанса. Это полезно для исследования молекулярной структуры ковалентно связанных соединений, содержащих углерод. Этот изотоп также можно использовать для маркировки соединений, которые будут подвергаться масс-спектрометрическому анализу, который является еще одним инструментом, широко используемым для идентификации атомов или молекул.

Природное изобилие

Углерод можно найти на Солнце, а также в других звездах. Образуется из остатков сверхновой. Он создается ядерным синтезом в более крупных звездах. Графит можно найти во многих местах. Некоторые метеориты содержат микроскопические кристаллы, которые можно использовать в качестве алмазов.

Минерал кимберлит является источником природных алмазов. Его можно найти в России, Ботсване и ДР Конго, а также в Канаде. Он содержится в атмосферах многих планет, чаще всего в виде углекислого газа. Концентрация углекислого газа в атмосфере на Земле составляет 390 частей на миллион, и это число растет.

Элемент углерод в органической химии

Органическая химия, одна из важнейших областей химии, полностью основана на углеродном элементе. Углерод способен образовывать прочные связи с другими атомами углерода. Это делает его одним из самых важных строительных блоков для органических соединений. Углерод также может образовывать связи с другими элементами, такими как кислород, азот или водород. Эти связи лежат в основе функциональных групп, позволяющих создавать множество соединений, от фармацевтических препаратов до красителей.

Биологическая роль

Углерод жизненно важен для нашего существования. Поскольку он может образовывать множество различных цепочек разной длины, углерод необходим для жизни. Когда-то считалось, что молекулы живого вещества на основе углерода можно получить только из живых организмов. Считалось, что в них есть «искра жизни». Однако в 1828 году мочевина была синтезирована из неорганических химикатов, и органические и неорганические разделы химии были объединены.

Живые организмы, не способные к фотосинтезу, должны полагаться на молекулы углерода от других живых существ. Их пищеварительная система превращает углеводы в мономеры, которые затем они могут использовать для создания своих собственных клеточных структур. Эти реакции обеспечиваются дыханием. Дыхание — это процесс, при котором кислород взаимодействует с углеводами с образованием углекислого газа и воды. Эта реакция высвобождает энергию, доступную клеткам.

Каковы валентные электроны в углероде?

Валентные электроны – это общее количество электронов, находящихся на последней оболочке, следующей за электронной конфигурацией углерода. Общее количество электронов на данной орбите называется валентным электроном. Свойства элемента определяются валентными электронами. Они также участвуют в образовании связей.

Электронная конфигурация углерода указывает на то, что последняя углеродная оболочка имеет четыре электрона. На этом сайте есть статья, в которой объясняется электронная конфигурация углерода. При желании можно прочитать.

Какое количество электронов, протонов и нейтронов содержит атом углерода (С)?

Ядро можно найти в середине атома. Ядро является домом для протонов и нейтронов. Атомный номер углерода (C) равен 6. Число протонов называется атомным номером. В углероде содержится шесть протонов. Ядро содержит электронную оболочку, равную шести протонам. Атом углерода может иметь шесть электронов.

Разница между числом атомов и числом атомных масс определяет число нейтронов в элементе. Это означает, что число нейтронов (n)= = атомная масса (A) + атомный номер (Z).

Мы знаем, что атомные номера углерода равны 6 и 12. Нейтрон (n) = 12 – 6 = 6. Таким образом, количество нейтронов в углероде (C) равно 6.

Валентность – это способность атома химического элемента образовывать определенное количество химических связей с другими атомами. Он принимает значения от 1 до 8 и не может быть равен 0. Он определяется количеством электронов атома, потраченных на образование химических связей с другим атомом. Валентность является реальной ценностью. Числовые значения валентности обозначены римскими цифрами (I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII).

Как узнать количество валентных нейтронов в атоме углерода?

Это шаги для определения валентного электрона. Одной из них является электронная конфигурация. Без электронной конфигурации невозможно определить валентность любого элемента. Легко определить валентность любого элемента, зная электронную конфигурацию. Вы можете найти это здесь. Эта статья посвящена электронной конфигурации углерода.

Однако можно идентифицировать валентные электроны, размещая электроны по принципу Бора. Теперь мы узнаем, как идентифицировать валентный электрон в углероде.

Термины « степень окисления » и « валентность » могут не совпадать, но численно они почти идентичны. Условный заряд атома атома называется степенью окисления. Он может быть как положительным, так и отрицательным. Валентность относится к способности атома образовывать связи. Он не может иметь отрицательное значение.

Расчет количества электронов, присутствующих в углероде (C)

Во-первых, мы должны знать, сколько электронов содержится в каждом атоме углерода. Вам нужно знать, сколько протонов содержится в углероде, чтобы определить число электронов. Чтобы узнать количество протонов в углероде, нужно знать его атомный номер. Периодическая таблица необходима для определения атомного номера. Периодическая таблица содержит информацию, необходимую для определения атомного номера углеродных элементов.

Число протонов называется атомным номером. Ядро также содержит электроны, равные протонам. Это означает, что электроны равны атомным номерам атомов углерода. Атомный номер углерода можно увидеть в периодической таблице как 6. Это означает, что атом углерода может иметь шесть электронов.

1.  Валентность — числовая характеристика способности атомов данного элемента связываться с другими атомами.
2. Валентность водорода постоянна и равна единице.
3. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
4. Валентность большинства других элементов непостоянна. Его можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Вам нужно будет выполнить электронную конфигурацию углерода (C)

Важный шаг 2 Этот шаг включает в себя организацию электронов углерода. Атомы углерода содержат шесть электронов. Электронная структура углерода показывает, что в L-оболочке четыре электрона, а в К-оболочке — два.

Это означает, что первая углеродная оболочка содержит два электрона, а вторая — четыре. Через суборбиту электронная конфигурация углерода имеет вид 1s ²  2s ²  2p ² .

Рассчитайте общее количество электронов и определите валентную оболочку

Третий шаг – определение валентности. Валентная оболочка является последней оболочкой после электронной конфигурации. Валентный электрон – это сумма всех электронов, находящихся на валентной оболочке. Электронная конфигурация углерода указывает на то, что последняя углеродная оболочка имеет четыре электрона (2s ²  2p ² ). Таким образом, валентных электронов для углерода четыре.

За счет валентных электронов образование соединений углерода

Через свои валентные электроны углерод участвует в образовании связей. Мы знаем, что углерод имеет четыре валентных электрона. Этот валентный электрон участвует в образовании связей с другими элементами.

Атомы углерода создают связи, разделяя электроны и атомы водорода. Электронная конфигурация водорода показывает, что водород имеет только один электрон. Разделяя электроны, четыре атома водорода и один атом углерода создают метан (CH ₄ ).

В результате атом углерода завершил свою октаву и теперь приобретает электронную конфигурацию неона. С другой стороны, водород приобретает электронную конфигурацию гелия. Ковалентная связь позволяет атому углерода делиться электронами с четырьмя молекулами водорода, чтобы получить метан (CH ₄ ).

Ионные свойства атомов углерода

Электронная конфигурация атомов углерода 1s ²  2s ²  2p ² .  Анионным элементом является углерод. Анион — это элемент с нейтральным зарядом, который получает электрон, превращаясь в отрицательный ион. На последней орбите атома углерода четыре электрона. Во-первых, атом углерода забирает 2 электрона. Затем нужно еще 2 электрона, чтобы заполнить октаву.

Атомы углерода могут принимать электроны, превращаясь в отрицательные ионы. Таким образом, углерод является анионным элементом.

Какова валентность углерода (С)?

Валентность (или валентность) — это способность атома элемента присоединяться к другому атому при образовании молекулы. Валентность — это количество неспаренных электронов, находящихся на последней орбите элемента. Мы знаем, что электронная конфигурация атома углерода обычно имеет вид 1s ²  2s ²  2p ² .

Электронная конфигурация элемента в возбужденном состоянии определяет его ценность. C*(6) — электронная конфигурация углерода в возбужденном состоянии. Это C*(6) = 1s ²  2s ²  2p _x ¹  2p _y ¹ .  Эта электронная конфигурация углерода показывает два неспаренных электрона. Валентность атома углерода в этом случае равна 2.

Электронная конфигурация углерода может снова измениться, если атом углерода будет возбужден сверх этого предела. C*(6) — вторая электронная конфигурация атома углерода, когда он находится в возбужденном состоянии. Это C*(6) = 1s ²  2s ¹  2p _x ¹  2p _y ¹  2p _z ¹ .  Атом углерода содержит 4 неспаренных электрона. В этом примере валентность атома углерода будет равна 4.

Последняя электронная конфигурация атома углерода (C) указывает на то, что в атоме углерода имеется максимальное количество неспаренных электронов.

Следовательно, валентность атома углерода равна 4. Следовательно, валентность атомов углерода равна 2, 4.

Факты

• Атомный символ (по Периодической таблице элементов: C.
• Атомный номер (количество протонов в ядре). 6.
• 12,0107 – это средняя масса атомного веса.
• Наиболее распространенными изотопами являются углерод-12 (6 протонов, 6 нейтронов и 6 электронов) и углерод-13 (6 протонов, 7 нейтронов и 6 электронов).
• 2,2670 грамма на кубический сантиметр.
• Температура плавления: 6422 градуса по Фаренгейту (3550 градусов по Цельсию).
• Температура кипения: 6872 F (3800 C) (сублимация).
• Фаза при комнатной температуре: твердая.
• Всего 15 изотопов. Есть два стабильных изотопа. Это атомы с разным числом нейтронов.

Рекомендации:

• Тивари, СК, и соавт. «Исследования графена и их результаты: состояние и перспективы», Journal of Science: Advanced Materials and Devices, Vol. 5, № 1, 10-29 марта 2020 г.
• Савватимский, А (2005). «Измерения температуры плавления графита и свойств жидкого углерода (обзор за 1963–2003 гг.)».
• Дрессельхаус, штат Массачусетс; Дрессельхаус, Г.; Авурис, доктор философии, ред. (2001). Углеродные нанотрубки: синтез, строение, свойства и применение . Темы прикладной физики .
• Хааланд, Д. (1976). «Давление тройной точки графит-жидкость-пар и плотность жидкого углерода».