| القيمة | الخاصية |
|---|---|
| C | رمز العنصر |
| 6 | العدد الذري |
| 12.01 و.ك.ذ | الكتلة الذرية |
| لا فلز | التصنيف |
| صلب (الظروف القياسية) | الحالة الفيزيائية |
| 14 (IV A) | المجموعة |
| 2 | الدورة |
| القيمة | الخاصية |
|---|---|
| 3550°س (الألماس) | نقطة الانصهار |
| 4027°س | نقطة الغليان |
| 2.267 جم/سم³ (الجرافيت) | الكثافة |
| أسود (الجرافيت) / عديم اللون (الألماس) | اللون |
| 10 (الألماس، مقياس موس) | الصلابة |
| أشكال متآصلة متعددة | البنية البلورية |
الكربون هو أساس جميع أشكال الحياة المعروفة وأحد أكثر العناصر تنوعاً في الجدول الدوري. مع تكوينه الإلكتروني (1s² 2s² 2p²)، يمكن للكربون تكوين أربعة روابط تساهمية، مما يخلق كل شيء من جزيئات الميثان البسيطة إلى هياكل الحمض النووي المعقدة. قدرته الفريدة على تكوين أشكال متآصلة متعددة - الألماس (أقسى مادة طبيعية)، الجرافيت (موصل ممتاز)، الجرافين (أقوى مادة)، والفوليرينات - يجعله لا غنى عنه للأنظمة البيولوجية والتكنولوجيا المتقدمة. رباعية التكافؤ والقدرة على التسلسل تمكن تكوين ملايين المركبات العضوية التي تشكل أساس الحياة وعلوم المواد وتقنية النانو.
أشكال متعددة بخصائص مختلفة جذرياً
الألماس، الجرافيت، الجرافين، الفوليرينات، الأنابيب النانوية
أنطوان لافوازييه (1743-1794): كيميائي فرنسي أجرى تجارب الاحتراق التي أثبتت أن الألماس والفحم أشكال مختلفة لنفس العنصر.
كارل فيلهلم شيله (1742-1786): كيميائي سويدي ميز الجرافيت عن الرصاص وأثبت أنه شكل من أشكال الكربون.
هاري كروتو، روبرت كيرل، ريتشارد سمالي: فائزون بجائزة نوبل (1996) لاكتشاف الفوليرينات.
أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف: فائزان بجائزة نوبل (2010) لعزل وتوصيف الجرافين.
يأتي اسم "الكربون" من الكلمة اللاتينية "carbo" بمعنى الفحم أو الفحم النباتي. هذا يعكس ألفة الإنسانية القديمة مع الكربون في أشكاله الأكثر شيوعاً. الكلمة الفرنسية "charbone" والإنجليزية "charcoal" تشتركان في نفس الجذر اللاتيني. من المثير للاهتمام أن كلمة "carburetor" مشتقة أيضاً من هذا الجذر، حيث كان جهازاً يضيف الوقود المحتوي على الكربون إلى الهواء. رمز العنصر "C" يمثل مباشرة هذا الأصل اللاتيني، مما يجعله أحد أكثر رموز العناصر وضوحاً في الجدول الدوري.
يوفر هذا القسم تصورات تفاعلية مفصلة لسلوك إلكترونات الكربون والخصائص الكهربائية التي تعتمد على الشكل المتآصل وآليات التوصيل الضرورية لفهم تطبيقاته المتنوعة من العوازل (الألماس) إلى الموصلات الممتازة (الجرافين).
| الجرافين | الجرافيت | الألماس | الخاصية |
|---|---|---|---|
| 10⁻⁸ | 3×10⁻⁶ (∥) / 1 (⊥) | 10¹⁶ | المقاومية (أوم·م) |
| 0 | 0 (∥) / كبيرة (⊥) | 5.5 | فجوة النطاق (إ.ف) |
| 10⁶ | 10⁴ (∥) | 1800 | حركة الإلكترون (سم²/ف·ث) |
| 10⁸ | 10³ | 10⁷ | جهد الانهيار (ف/سم) |
| 2.4 | 12 (∥) / 3 (⊥) | 5.7 | ثابت العزل الكهربائي |