הבדלים בין גרסאות בדף "פחמן"

הוסרו 2,780 בתים ,  לפני שנה
אין תקציר עריכה
(שחזור לגרסה 22736344 מ־17:38, 2 באפריל 2018 מאת אילן שמעוני)
{{יסוד כימי
| שם = פחמן
| שכן מימין = [[חנקן]]
| שכן משמאל = [[בור (יסוד)|בור]]
| שכן מלמעלה =
| שכן מלמטה =[[צורן|Si]]
| תמונת טבלה מחזורית = [[קובץ:C-TableImage.png|250px]]
| צבע רקע = #a0ffa0
| מספר אטומי = 6
| סמל כימי = C
| סדרה כימית = [[אל-מתכת]]
| צפיפות = 2267
| מראה = שחור ([[גרפיט]]); חסר צבע ([[יהלום]])
| תמונה = [[קובץ:Diamond-and-graphite-with-scale.jpg|280px]]
| משקל אטומי = 12.0107
| רדיוס ואן דר ולס = 170
| רמות אנרגיה = 2, 4
| מצב צבירה = מוצק
| יחידות לטמפרטורה = K
| טמפרטורת היתוך = 3823
| טמפרטורת היתוך צלזיוס = 3550
| טמפרטורת רתיחה = 5100
| טמפרטורת רתיחה צלזיוס = 4827
| אלקטרושליליות = 2.55
| קיבולת חום סגולית = 710
| מוליכות חשמלית = 0.061 × 10<sup>6</sup>
| מוליכות תרמית = 129
| לחץ אדים = 0
| טמפרטורת אדים =
| מהירות הקול = 18350
| טמפרטורת מהירות הקול =
| אנרגיית יינון ראשונה = 1086.5
}}
'''פחמן''' (Carbon) הוא [[יסוד כימי]] [[אל-מתכת]]ימתכתי ש[[סמל כימי|סמלושסמלו הכימי]] C ו[[מספר אטומי|מספרוומספרו האטומי]] 6. בעל [[אלקטרון ערכיות|מספר ערכיות]] 4, והוא מופיע בכמות רבה בטבע. הפחמן הוא אחד ממרכיבי היסוד של כל ה[[חומר אורגני|חומריםהחומרים האורגניים]] בגוף החי.
 
==ייחודיות סיכום ==
פחמן טהור מופיע בשתי צורות נפוצות בטבע:
*'''[[יהלום]]''' - ה[[מינרל]]המינרל הטבעי הקשה ביותר המוכר לאדם, מסודר במבנה [[ארבעון|ארבעוני]] (טטרההדרלי) - כל פחמן יוצר ארבעה משולשים תלת-ממדיים זהים המקושרים בקשרים קוולנטיים.
*'''[[גרפיט]]''' - אחד מהחומרים הרכים ביותר, מסודר במבנה מישורי דו-ממדי, כל פחמן מקושר ל-3 פחמנים נוספים בקשר קוולנטי במבנים משושים (דבר היוצר את שכבות הגרפיט). גרפיט, על אף היותו אל-מתכת, מסוגל להוליך חשמל במבנה זה.
ובמספר מופעים פחות שכיחים הניתנים לייצור במעבדה:
*'''[[פולרן]]''' - (Fullerene) הידוע גם בשם C60. בעל מבנה מולקולרי של כדור-רגל המורכב מ-60 אטומי פחמן המקושרים זה אל זה בקשרים קוולנטיים.
*'''[[ננו-צינורית פחמן]]''' - (carbon nanotube) צינורות בעלי קוטר זעיר של [[ננומטר]]יםננומטרים בודדים הנוצרים כתוצאה מסגירה של משטחי גרפיט. חומר זה הוא בעל חוזק וגמישות מהחזקים הקיימים בטבע ובעל תכונות של הולכת חשמל.
 
הפחמן הוא אבן הבניין של החיים על פני כדור הארץ, ובעל חלק מרכזי בתהליכים רבים בכוכב הלכת שלנו. תרכובות פחמן מסייעות בויסות הטמפרטורה על פני כדוה"א, מרכיבות את המזון המקיים אותנו ואת הדלק בו אנו משתמשים בתעשייה בתחבורה ולשם הפקת חשמל. מרבית הפחמן בכדוה"א נאגר בסלעים ובמשקעים בקרקעית האוקיינוסים. יתר הפחמן נמצא במימי האוקיינוסים, באטמוספירה ובתרכובות אורגניות המרכיבות את כל היצורים החיים. הפחמן נע ממאגר אחד לשני במגוון של מנגנונים היוצרים יחדיו את מחזור הפחמן.
לפחמן כאמור, יש מספר ערכיות 4 - דבר זה מבטא את מספר ה[[אלקטרון|אלקטרונים]] הפנויים ליצירת קשר עם [[מולקולה]] אחרת. אלקטרונים אלו אינם זהים ברמתם האנרגטית - שניים מצויים באורביטל s ושנים אחרים באורביטל p
(שניהם בקליפה האלקטרונית השנייה L).
פחמן מסוגל ליצור ארבעה קשרים יחידים, שני קשרים כפולים ואף קשר משולש אחד. בנוסף לכך אטום הפחמן קטן יחסית ובעל זיקה חזקה לאטומים קטנים. בגלל תכונות אלה ישנן יותר מ-10 מיליון תרכובות פחמן מוכרות לאדם, אלפים מתוכן הכרחיות לקיום חיים (פחמן מהווה יסוד עיקרי ב[[חלבון|חלבונים]] וב-[[DNA]]).
הוא במיוחד נפוץ בטבע בתרכובת [[פחמן דו-חמצני]], המופיעה בשתי צורות: כ[[גז]] ב[[אטמוספירה]], ומומסת במקווי [[מים]]. תרכובת פחות נפוצה של פחמן וחמצן היא [[פחמן חד-חמצני]]. בנוסף לכך מופיע הפחמן גם בתרכובות המצויות בסלעים ובמעמקי האדמה (בצורת [[פחם אבן|פחם]], [[נפט]] ו[[גז טבעי]]).
 
חשיבותו של הפחמן כמרכיב יסוד בחי ובצומח באה לידי ביטוי בתחום ה[[כימיה אורגנית|כימיה האורגנית]], שהיא ענף מיוחד של ה[[כימיה]] העוסק בחקר [[תרכובת אורגנית|תרכובות אורגניות]], שהן תרכובות המכילות פחמן.
 
==שימושים==
 
==[[איזוטופ]]י פחמן==
{| class=wikitable style=font-size:95%; white-space:nowrap style=text-align:center
!rowspan=2| סמל
! ([[פרוטון|p]]){{כ}}Z
! ([[נייטרון|n]]){{כ}}N
! מסה איזוטופית (u)
!rowspan=2| זמן [[מחצית חיים]]
!rowspan=2| ספין גרעיני
!rowspan=2| [[שכיחות]] האיזוטופ{{ש}}(כ[[מול#יחידות נוספות|שבר מולרי]] מהיסוד)
!rowspan=2| טווח השינוי הטבעי{{ש}}(כשבר מולרי מהיסוד)
|-
!colspan=3| התרגשות אנרגטית
|-
| <sup>8</sup>C
|rowspan=15|{{כ}}6
| 2
| 8.037675(25)
| [KeV{{כ}} (50)230] E-21 s{{כ}}(4)2.0
| 0+
|
|
|-
| <sup>9</sup>C
| 3
| 9.0310367(23)
| ms{{כ}} (9)126.5
| (3/2-)
|
|
|-
| <sup>10</sup>C
| 4
| 10.0168532(4)
| s{{כ}} (12)19.290
| 0+
|
|
|-
| [[פחמן-11|<sup>11</sup>C]]
| 5
| 11.0114336(10)
| min{{כ}} (24)20.334
| 3/2-
|
|
|-
| [[פחמן-12|<sup>12</sup>C]]
| 6
| 12 לפי הגדרה
| יציב
| 0+
| 0.9893(8)
| 0.98853-0.99037
|-
| <sup>13</sup>C
| 7
| 13.0033548378(10)
| יציב
| 1/2-
| 0.0107(8)
| 0.00963-0.01147
|-
| <sup>14</sup>C
| 8
| 14.003241989(4)
| E+3 a{{כ}}(3)5.70
| 0+
|
|
|-
| <sup>15</sup>C
| 9
| 15.0105993(9)
| s{{כ}} (5)2.449
| 1/2+
|
|
|-
| <sup>16</sup>C
| 10
| 16.014701(4)
| s{{כ}} (8)0.747
| 0+
|
|
|-
| <sup>17</sup>C
| 11
| 17.022586(19)
| ms{{כ}} (5)193
| (3/2+)
|
|
|-
| <sup>18</sup>C
| 12
| 18.02676(3)
| ms{{כ}} (2)92
| 0+
|
|
|-
| <sup>19</sup>C
| 13
| 19.03481(11)
| ms{{כ}} (23)46.2
| (1/2+)
|
|
|-
| <sup>20</sup>C
| 14
| 20.04032(26)
| [ms{{כ}} (6-5+)14] ms{{כ}} (3)16
| 0+
|
|
|-
| <sup>21</sup>C
| 15
| 21.04934(54)#
| ns{{כ}} 30>
| (1/2+)#
|
|
|-
| <sup>22</sup>C
| 16
| 22.05720(97)#
| [ms{{כ}} (14-12+)6.1] ms{{כ}} (13)6.2
| 0+
|
|
|}
 
==היסטוריה ואטימולוגיה==
מקור השם ה[[אנגלית|אנגלי]] - ''carbon'' בא מהמילה ה[[לטינית]] ''carbo'', שפירושה [[פחם]] ו[[פחם עץ]].{{הערה|1=המילון האנגלי המקוצר של אוקספורד}} מכאן גם בא המקור לשם ה[[צרפתית|צרפתי]] של הפחמן - ''charbon'', שפירושו פחם עץ. ב[[גרמנית]], [[הולנדית]] ו[[דנית]], הפחמן נקרא ''koolstof'', ''Kohlenstoff'' ו-''kulstof'' בהתאמה, כולן בעלות משמעויות דומות המתפרשות כחומר-פחם.
משתמש אלמוני