Sifat Nuklir Atom Karbon dan Senyawanya

Next page: 1 2

Karbon memiliki dua isotop yang stabil, karbon-12 (yang membuat 98,89 persen dari karbon alami) dan karbon-13 (1,11 persen); 12 isotop radioaktif yang diketahui, yang berumur paling lama adalah karbon-14, yang memiliki paruh 5730 ± 40 tahun.

Notasi yang digunakan untuk inti atom menempatkan massanya sebagai presuperscript untuk simbol elemen dan nomor atom sebagai presubscript a; dengan demikian, isotop karbon-12 disimbolkan ¹²₆C. Dari nuklida stabil, isotop karbon-13 adalah sesuatu karena putaran nuklirnya merespon alat yang disebut resonansi magnetik nuklir spektrometer, yang berguna ketika menyelidiki struktur molekul senyawa kovalen yang mengandung karbon. Isotop ini juga berguna sebagai label dalam senyawa yang akan dianalisis dengan spektrometri massa, perangkat lain yang digunakan secara luas untuk mengidentifikasi atom dan molekul. Dari nuklida stabil, hanya karbon-14 yg berguna. Hal ini dibentuk oleh interaksi neutron, yang dihasilkan oleh radiasi kosmik, dengan nitrogen (N) di atmosfer dalam suatu reaksi yang dapat ditulis sebagai berikut (neutron disimbolkan sebagai ¹₀n, atom nitrogen sebagai ¹⁴₇N, dan inti hidrogen, atau proton, sebagai ¹₁H):

¹⁴₇N+¹₀n ---> ¹⁴₆C+¹₂H

Atom karbon -14 dari reaksi ini diubah menjadi karbon dioksida melalui reaksi dengan oksigen atmosfer dan campuran kemudian merata dengan karbon dioksida yang mengandung karbon stabil -12. Organisme hidup menggunakan karbon dioksida atmosfer, baik yang stabil maupun karbon radioaktif, melalui proses fotosintesis dan respirasi, dan dengan demikian sistem mereka memiliki rasio konstan karbon-12 dengan karbon-14 yang ada di atmosfer.

Iklan oleh Google

Kematian organisme mengakhiri proses equilibrium ini; tidak ada karbon dioksida segar ditambahkan ke substansi mati. Karbon-14 hadir dalam substansi mati meluruh sesuai dengan tahun 5730 yang (± 40 tahun) paruh, sedangkan karbon-12 tetap apa pada saat kematian. Pengukuran aktivitas karbon-14 pada waktu tertentu memungkinkan perhitungan waktu yang telah berlalu setelah kematian organisme. Pengukuran aktivitas karbon-14 dalam balok cemara di makam Firaun Mesir Snefru, misalnya, makam didirikan tanggal c. 2600 SM. Banyak item arkeologi penting telah ditanggali dengan cara yang sama.

Google Image

Nuklida karbon-12 dan karbon-13 sangat penting dalam siklus penciptaan energi karbon dalam bintang-bintang tertentu. Siklus dapat diringkas dalam hal persamaan nuklir, langkah-langkah yang terpisah menjadi:

Penjumlahan dari persamaan memungkinkan proses fusi akan ditulis sebagai reaksi antara empat atom hidrogen untuk menghasilkan satu atom helium (He), dua positron (⁰ + 1e), dan energi:

persamaan ini tidak menunjukkan bahwa proses menggunakan dan meregenerasi karbon-12 tersebut. Dalam arti, karbon bertindak sebagai katalis untuk mode ini dan mengkonversi massa menjadi energi.

Senyawa Karbon

Lebih dari 1.000.000 senyawa karbon telah dijelaskan dalam literatur kimia, dan ahli kimia menciptakan banyak yang baru setiap tahun. Banyaknya keanekaragaman dan kompleksitas bentuk-bentuk organik  karena kapasitas atom karbon untuk ikatan dengan satu sama lain dalam berbagai rantai dan cincin struktur dan konformasi tiga dimensi, serta untuk berhubungan dengan atom lain. Memang, senyawa karbon sangat banyak, kompleks, dan penting dan penelitian mereka merupakan bidang khusus kimia yang disebut kimia organik, yang namanya berasal dari fakta bahwa di abad ke-19 sebagian besar senyawa karbon kemudian dikenal dianggap berasal dalam organisme hidup. (Lihat senyawa kimia.)

Semua senyawa organik, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung karbon, dan semua sel tumbuhan dan hewan terdiri dari senyawa karbon dan polimer mereka. (Polimer adalah makromolekul yang terdiri dari banyak molekul sederhana terikat bersama-sama dalam cara tertentu.) Dengan hidrogen, oksigen, nitrogen, dan beberapa elemen lainnya, karbon membentuk senyawa yang membentuk sekitar 18 persen dari semua materi pada makhluk hidup. Proses dimana organisme mengkonsumsi karbon dan mengembalikannya ke lingkungan mereka merupakan siklus karbon.

Karbon hadir sebagai karbon dioksida di atmosfer bumi dalam jumlah sekitar 0,03 persen volume, dan dilarutkan dalam semua air alami. Karbon terjadi di kerak bumi dalam bentuk karbonat dalam batuan seperti marmer, kapur, dan kapur dan hidrokarbon-konstituen utama batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Mineral karbonat merupakan sumber penting dari berbagai logam, seperti natrium, magnesium, kalsium, tembaga, dan timah.

Pada suhu biasa, karbon sangat reaktif-sulit untuk mengoksidasi-dan tidak bereaksi dengan asam atau alkali. Pada suhu tinggi dapat bergabung dengan uap sulfur untuk membentuk karbon disulfida, dengan silikon dan logam tertentu untuk membentuk karbida, dan dengan oksigen membentuk oksida, yang paling penting adalah karbon monoksida, CO, dan karbon dioksida, CO2. Karena pada suhu tinggi karbon menggabungkan dengan oksigen yang hadir dalam senyawa dengan logam, sejumlah besar kokas (bentuk murah karbon) yang digunakan dalam proses metalurgi untuk mengurangi (menghilangkan oksigen dari) bijih oksida logam, seperti besi dan seng.

Suatu jenis reaksi kimia di mana satu substansi (bahan pengoksidasi) menerima elektron dari zat lain (zat pereduksi) dan dengan demikian mengurangi (sementara zat pereduksi teroksidasi) sering diamati dengan karbon dan senyawanya. Meskipun karbon biasanya merupakan zat pereduksi, di bawah kondisi asam, unsur karbon adalah agen pengoksidasi yang cukup kuat. Energi besar ikatan karbon-karbon membuat kebutuhan energi aktivasi untuk reaksi begitu tinggi sehingga reduksi langsung dari karbon-misalnya, untuk metana (CH₄ )akan terjadi secara praktis. Pengurangan karbon monoksida untuk unsur karbon dan oksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida keduanya layak tetapi tidak praktis dalam larutan. Dalam kondisi basa, hanya oksidasi ion format (HCO₂^-) untuk karbonat ion (CO₃^2-) adalah proses yang wajar.

Karbon monoksida (CO) lebih mudah diserap dan terikat pada hemoglobin darah daripada oksigen dan dengan demikian, bahkan dalam konsentrasi kecil, sesak nafas dapat berbahaya. Karbon dioksida (CO₂) adalah sesak nafas yang terjadi hanya dalam konsentrasi yang relatif besar; dalam konsentrasi kecil, merangsang pernapasan. Hidrogen sianida (HCN) dan turunannya (senyawa sianogen, sianida) semua sangat beracun sebagai racun protoplasma melalui penghambatan oksidasi jaringan. Karbon tetraklorida (CCl4) dan hidrokarbon diklorinasi lainnya merusak sistem saraf. Di antara senyawa organik yang paling beracun adalah turunan yang mengandung unsur-unsur halogen (fluor, klor, brom, dan yodium), sulfur, selenium, telurium, nitrogen, fosfor, arsenik, timbal, dan merkuri. Kebanyakan senyawa organologam beracun, sedangkan derivatif mengandung oksigen dari hidrokarbon biasanya kurang beracun.

Properti elemen

nomor atom           6

berat atom             12,011

titik leleh               3550 ° C (6420 ° F)

Titik didih             4827 ° C (8721 ° F)

kepadatan

berlian                   3.52 g / cm3

grafit                     2.25 g / cm3

amorf                    1,9 g / cm3

oksidasi                                +2, +3, +4

elektron config. 1s²2s²

Pengertian Unsur Karbon dan Penjelasannya (Part 1)

Pengertian Unsur Karbon dan Penjelasannya (Part 2)

Pengertian Unsur Karbon dan Penjelasannya (Part 3)

Next page: 1 2