|
Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret Szén Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak A szén egy kémiai elem. Vegyjele C. Nyelvújításkori magyar neve széneny. A periódusos rendszer hatodik eleme: rendszáma 6, a IV. főcsoportban és második periódusban helyezkedik el. Négy vegyértékű, nemfém. Tiszta állapotban több allotrop módosulatban is létezik: legjelentősebbek a grafit, a gyémánt és a fullerének. Kötött állapotban a karbonátokban, a szén-dioxidban és az élő szervezeteket alkotó szerves vegyületekben fordul elő. Nélküle nem létezne élet a Földön. A természetben elemi állapotban nem található nagy mennyiségben, nem tartozik a leggyakoribb elemek közé, de az élővilág számára nélkülözhetetlen. Általános
Fizikai tulajdonságok
Atomi tulajdonságok
Egyebek
Fontosabb izotópok
A szén több szempontból is figyelemreméltó elem. Különböző formái között megtalálható az ember által ismert egyik legpuhább (grafit) és legkeményebb (gyémánt) anyag is. Ezentúl, könnyen létesít kémiai kötést más atomokkal, beleértve más szénatomokat, kis mérete pedig többszörös kötések kialakítására is alkalmassá teszi. Ezen tulajdonságai miatt több mint 10 millió különböző vegyületet alkot. A szénvegyületek a földi élet alapjául szolgálnak, és a szén-nitrogén ciklus során a Nap és más csillagok energiatermelésében is részt vesz. A Nagy Bumm során nem keletkeztek szénatomok, mivel azok csak alfa-részecskék (hélium atommagok) hármas ütközése során jöhetnek létre. Az univerzum kezdetben túl gyorsan tágult és hűlt le ahhoz hogy ez megtörténhessen. Termelődik viszont szén felszálló ágban lévő csillagok belsejében, ahol a három alfás (vagy Salpeter-) ciklus során a hélium atommag alakul nagyon rövid időre berilliummá, majd szénné. A periódusos rendszer egyetlen elemének, a szénnek ma több ismert vegyülete van, mint az összes többi elemnek együttvéve. A napjainkig megismert szénvegyületek száma több, mint 5 millió. Ezt a szénatom különleges tulajdonságai teszik lehetővé. Az alapállapotú szénatom elektronszerkezete: 1s22s22p2 A szénatom vegyértékelektronjából kettő párosított és kettő párosítatlan. A párosított elektronok egyike energia felvételével az üres 2p atompályára kerül. Ezt követően (kötések létesülésekor) az 1 db 2s pálya hibridizálódik (keveredik, kombinálódik) a 3 db 2p pályával és 4 db egymással egyenértékű (azonos energiájú) sp3-hibridpálya jön létre. A szénatom nemesgázszerkezet eléréséhez négy elektront képes felvenni, amit négy kovalens kötés kialakításával ér el. A szén allotrop módosulatai:
2004. március 22-én jelentették be egy mágneses módosulat létezését.
Megjegyzések Az izotópok gyakoriságát, valamint az atomtömeg pontosságát az egyes előfordulások közötti eltérések korlátozzák. A megadott tartomány lefedi a Földön előforduló összes szokványos anyagot. A # jelölésű értékek nem kizárólag kísérleti adatokból származnak, ezeknél rendszeres tendenciákat is figyelembe vettek. A gyenge asszignációs argumentumú spineket zárójelben jelöltük. A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, leszámítva a IUPAC által megadott izotóp-összetételt és standard atomtömeget, melyeknél kiterjesztett bizonytalanságot használunk. A 12C különös jelentőségű, mivel ennek tömegéhez, mint standardhoz mérjük minden nuklid tömegét: a 12C atomtömege definíció szerint 12. A szén minden szerves élő anyagban előfordul, és a szerves kémia alapját képezi. Jellemző kémiai tulajdonsága, hogy önmagával és más elemekkel a vegyületek széles skáláját képes kialakítani, jelenleg közel 10 millió szénvegyületet ismerünk. Ha oxigénnel egyesül, szén-dioxid keletkezik, ami a növények fejlődéséhez alapvető fontosságú. Kénnel magas hőmérsékleten szén-diszulfidot (szénkéneg) ad. Hidrogénnel szénhidrogéneket képez, amiket az ipar elsősorban állati maradványból képződött energiaforrások (például kőolaj) formájában hasznosít. Oxigénnel és hidrogénnel zsírsavakat, észtereket is alkot. A szén-14 izotópot a Radiokarbonos kormeghatározásban használják. De a szénatomok nemcsak más atomokkal kapcsolódhatnak, hanem korlátlan számban egymással is. Az így létrejövő lánc-vagy gyűrűs szerkezetű molekulák stabilisak. A molekulák stabilitása nem csökken a szénatomszám növekedésével. A nemfémes elemek atomjainak egymással alkotott kötései között a H-H kötés után a C-C kötés kötési energiája a legnagyobb. A szénatom kis mérete és viszonylag nagy elektronegativitása többszörös (kettős, hármas) kötések kialakulását is lehetővé teszi. A szerves vegyületekben a szénen és hidrogénen kívüli más atomokat heteroatomoknak nevezzük. A heteroatomok beépülhetnek a szénvázba, illetve kapcsolódhatnak a hidrogénatomok helyére. A heteroatomok megváltoztatják a molekula szerkezetét és döntően befolyásolják az adott szerves vegyület tulajdonságait. A szerves vegyületek csoportosítására lehetőséget ad a szénlánc alakja. Eszerint megkülönböztetünk nyílt láncú és zárt láncú (gyűrűs) vegyületeket. Az elágazást nem tartalmazó szénláncot normális szénláncnak nevezzük. A valóságban a láncok nem egyenesek, hanem „zegzugosak”. Ennek az az oka, hogy a szénatomok a tetraéderes kötésirányok miatt sosem esnek egy egyenesbe. A nyílt láncú szénvegyületek lehetnek normális vagy elágazó láncúak. A szénatomok közötti kötések alapján is csoportosíthatjuk a szénvegyületeket. Azokat s szerves vegyületeket, melyekben a szénatomok csak egyszeres kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, telített vegyületeknek nevezzük. Azokat a szénvegyületeket, amelyek molekuláiban vannak olyan szénatompárok, amelyek közt kétszeres vagy háromszoros kötés is van, telítetlen szénvegyületeknek nevezzük. (Mindkét csoportban lehetnek nyílt láncú és gyűrűs molekulák is.) Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak --------------------------- http://hu.wikipedia.org/wiki/Sz%C3%A9n http://hu.wikipedia.org/wiki/A_sz%C3%A9n_izot%C3%B3pjai
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||