Portale:Chimica/evidenza/6
Il carbonio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo C e come numero atomico 6. È un elemento non metallico, tetravalente. L'atomo di carbonio nei composti con altri elementi o con sé stesso può presentarsi in una delle tre note forme di ibridizzazione (secondo la teoria degli orbitali atomici LCAO): sp³,sp² ed sp rispettivamente. Con esse il carbonio è in grado di coordinare rispettivamente altri 4,3 e 2 atomi con angoli di legame approssimativamente di 109,5° , 120° e 180°. A seconda poi della simmetria delle autofunzioni molecolari complessive delle coppie di atomi che partecipano al legame, si avranno legami singoli, doppi o tripli.
Il carbonio ha molte forme allotropiche standard più una forma allotropica esotica:
- diamante (ibridizzazione sp³, durissimo, 10 nella scala di Mohs con un modulo di 442 GPa)
- grafite (ibridizzazione sp²,una delle sostanze più soffici 1-2 nella scala di Mohs)
- fullerite (fullereni, e nanotubi di carbonio ibridizzazione sp², molecole di scala nanometrica, cave con superficie grafitica).
- lonsdaleite o diamante esagonale, ibridizzazione sp³ e sp², di durezza 7-8 nella scala di Mohs
- nanoschiuma di carbonio, un allotropo a bassissima densità, ferromagnetico
- nanorod aggregati di carbonio o ACNR o ADNR, la più dura e meno comprimibile sostanza nota, (dal 2005) 491 GPa di modulo.
- carbonio amorfo (non esattamente un allotropo)
- catena lineare o "carbina" o "carbonio sp" (forma esotica metastabile ottenuta per ora solo in laboratorio con sofisticate tecniche fisiche di fasci molecolari supersonici in ultra-alto vuoto)