第1个回答 2024-07-05
碳原子（化学符号：C）的名称来源于其原子序数为6，表明其原子核中含有6个质子。碳是地球上最丰富的元素之一，以三种主要同位素存在：12C、13C和14C。其中14C是放射性的，其余两种是稳定的。碳原子的最外层电子数为4，因此它倾向于形成四个共价键。
在形成化学键时，碳原子的最外层电子会进行杂化，最常见的是sp³杂化，其中四个价电子平均分布在一个平面上，形成四个等价的σ键。这种杂化类型解释了为何碳能够形成多种不同的有机化合物。例如，在金刚石中，每个碳原子都与四个邻近的碳原子形成σ键，构成坚硬的晶体结构。
碳-14同位素因其半衰期约为5730年而著名，它是自然界中的放射性同位素，在大气层和地表的有机物中可以找到。碳-14通过β衰变释放能量，其产生速率与宇宙射线和氮气反应的速率相当。
在物理性质方面，碳的热导率为129W/（m·K），表明它能够有效地传导热量。碳原子的第一至第六电离能依次递增，分别为1086.5kJ/mol、2352.6kJ/mol、4620.5kJ/mol、6222.7kJ/mol、37831kJ/mol和47277.0kJ/mol，这反映了随着电子层数的增加，移除电子的难度也随之增加。详情