Về khả năng tạo liên kết, cacbon có nhiều điểm vượt trội hơn so với các nguyên tố khác trong bảng Hệ thống tuần hoàn, đó là khả năng tự liên kết giữa các nguyên tử cacbon để tạo ra các chuỗi mạch dài và khả năng tạo liên kết bội bền. Bởi bán kính của cacbon tương đối nhỏ và có số phối trí tương đối lớn nên cacbon có thể tạo được các chuỗi mạch nguyên tử với cấu trúc đa dạng (mạch thẳng, mạch nhánh, mạch không gian), do đó số lượng các chất (đơn chất, hợp chất) chứa cacbon là rất nhiều (nếu chỉ tính riêng với các hợp chất hữu cơ thì con số đó xấp xỉ... 20 triệu hợp chất!).
Cho bn bjt thêm nhá :
Thù hình: (allotropy/allotropism) là hiện tượng một nguyên tố tồn tại ở hai (hoặc nhiều hơn) hình dạng (gọi là các dạng thù hình - allotrope) trong các trạng thái tập hợp giống nhau (rắn, lỏng, khí). Các tính chất vật lí (độ dẫn điện, tỉ trọng, màu sắc, ...) có thể khác nhau rất nhiều nhưng các hợp chất hóa học giống hệt nhau có thể được tạo ra từ các dạng thù hình khác nhau của cùng một nguyên tố.
Thù hình là một hiện tượng không hiếm thấy, nó góp phần làm cho số lượng các chất trong thiên nhiên thêm phong phú và đa dạng. Cacbon là một trong những ví dụ tiêu biểu về hiện tượng thù hình, như đã nói ở phần trên, nhờ khả năng tạo liên kết với các nguyên tử đồng loại tốt nên cacbon có thể tồn tại ở rất nhiều dạng thù hình khác nhau (xem ví dụ minh họa ở mục 2.) - Trong số các dạng thù hình của cacbon thì có 4 loại tiêu biểu nhất là:
3.1. Graphit (than chì)
3.1. Graphit (than chì)
Than chì thì đã quá quen thuộc với chúng ta, gần gũi nhất là những chiếc bút chì hay nếu xa hơn một chút, vào trong một phòng thí nghiệm hóa học, chúng ta dễ dàng bắt gặp những điện cực than chì rất thân thuộc với các điện hóa học. Trong thiên nhiên, than chì được tìm thấy ở một số khoáng vật như: thiên thạch, thạch anh, mica, ... Than chì lần đầu tiên được con người sử dụng là để làm bút chì, vào khoảng những năm 1500 - 1560 và cái tên than chì (graphit - graphite) được đặt bởi Abraham Gottlob Werner (một nhà địa chất học người Đức) vào năm 1789, xuất phát từ tiếng Hi Lạp "γραφειν" với ý nghĩa: "để vẽ".
Than chì tồn tại ở dạng tinh thể cấu tạo lớp, các lớp nằm song song với nhau, mỗi lớp bao gồm các vòng cacbon 6 cạnh tương đổi phẳng, 1 nguyên tử cacbon liên kết với 3 nguyên tử cacbon khác. Khoảng cách giữa các nguyên tử cacbon trong cùng một lớp là khoảng 0,142 nm trong khi đó khoảng cách giữa các lớp với nhau là khoảng 0,335 (gấp ~ 2,5 lần) do vậy tương tác giữa các lớp yếu hơn tương tác giữa các nguyên tử cùng lớp rất nhiều. Chính vì tương tác giữa các lớp với nhau tương đối yếu nên các lớp này có thể trượt lên nhau, dẫn đến tính dẻo nhưng không đàn hồi của than chì. Do vậy than chì có thể dùng làm dầu bôi trơn.
Liên kết C-C trong graphit tương đối bền, do ngoài các liên kết sigma (σ) với 3 nguyên tử cacbon xung quanh thì nguyên tử cacbon trung tâm còn có thể tạo ra 1 liên kết pi (π) không định xứ với các nguyên tử xunh quanh. Ngoài ra, chính vì sự tồn tại các liên kết π bất định xứ trong các lớp mạng sẽ tạo ra một hệ thống liên hợp dạng (--C=C-C=C-C=C--), đấy chính là vùng không gian mà các electron π có thể chuyển động tương đối tự do (xem như một giếng thế) tạo nên ánh kim và khả năng dẫn điện của than chì. Bởi những tính chất như vậy, than chì thường được sử dụng để làm điện cực trong các phương pháp điện hóa học.
Chú ý cần nêu rõ nguồn bài viết.
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
