Лонсдейліт

Лонсдейліт виявлено у метеоритах і отримано штучно; його структура та фізичні властивості остаточно не встановлено.

Фізичні характеристики

Різні алотропні видозміни карбону мають різні провідні властивості. Алмаз є широкозонним напівпровідником, практично ізолятором. Відповідно, він має низьку теплопровідність. Завдяки широкій забороненій зоні, алмаз не поглинає видиме світло, незначне поглинання зумовлене наявністю домішок. На відміну від алмазу графіт є непоганим провідником електричного струму й тепла. Для нього також характериний металевий блиск.

Електронна конфігурація

Електронна конфігурація Карбону 1s²2s²2p², тобто він має повністю заповнену внутрішню s-оболонку і 4 електрони на зовнішній оболонці: 2 s-електрони і два p-електрони. Енергії зовнішніх s- та p-орбіталей відрізняються не сильно, тому, утворюючи хімічні зв'язки, вони легко гібридизуються. У різних сполуках можливі як sp, sp² та і sp³ гібридизації.

При sp³ гібридизації Карбон утворює 4 хімічні зв'язки. Така гібридизація характерна для алотропної видозміни вуглецю алмазу і для метану. sp² гібридизація призводить до утворення плоских структур на зразок графіту, графену, фулеренів, нанотрубок, а також для ненасичених полімерів. Ще один електрон в цих плоских структурах займає перпендикулярну до площини π -орбіталь. Здебільшого π -орбіталі утворюють між собою додаткові π -зв'язки. sp гібридизація характерна для насичених полімерів. Ще два елекрони здебільшого утворюють додаткові зв'язки з Гідрогеном або з іншими елементами, зокрема із Карбоном у бічних відгалуженнях полімерів.

Ступені окислення Карбону в неорганічних сполуках +4, − 4, рідко +2 (З, карбіди металів), +3 (C₂N₂, галогенціани); спорідненість до електрона 1, 27 еВ; енергія іонізації при послідовному переході від С⁰ до С⁴⁺ відповідно 11, 2604, 24, 383, 47, 871 і 64, 19 еВ.

Сполуки

Атоми Карбону утворюють міцні ковалентні зв'язки з іншими атомами Карбону. Завдяки цьому вони можуть формувати ланцюжки й циклічні структури, забезпечуючи велику різноманітність хімічних сполук. Сполуки Карбону поділяють на неорганічні й органічні. Назва органічна сполука склалася історично. Так називали хімічні сполуки, що зустрічалися тільки в живій природі. Вважалося, що вони принципово відрізняються від неорганічних сполук. Однак, розвиток хімії й синтез органічних сполук із неорганічних складових доказали, що принципової відмінності органічних сполук від неорганічних нема. Деякі прості сполуки Карбону можна віднести як до органічних, так і до неорганічних.