Угљеник (ц)је хемијски елемент са разним јединственим својствима и облицима. У зависности од различитих алотропа (као што је графит, дијамант, фулерен, угљен нанотубс итд.), Својства угљеника могу да варирају. Испод су примарна својства угљеника:
1. Хемијска својства
Хемијска стабилност: Царбон има добру хемијску стабилност и не реагује лако са другим елементима, посебно на собној температури. Углавном реагује са кисеоником, водоником, азотом и другим елементима да би се формирала различита једињења.
Оксидациона способност: На високим температурама угљеник се лако реагује са кисеоником да формира угљен диоксид (цо₂) или угљен моноксид (ЦО).
Реакција са водоником: Царбон се може комбиновати са водоником да формира угљоводонике, попут метана (ЦХ₄).
2. Физичка својства
Тврдоћа: Тврдоћа угљеника зависи од његовог обрасца. На пример, дијамант, једна од најтежих природних материја, изузетно је тврда, док је графит врло мекан и може се користити као мазиво.
Тачка топљења: Диамонд има изузетно високу тачку топљења, око 3550 степени, док графит има нижу тачку топљења око 3650 степени, мада и даље показује стабилност високог температура.
Електрична проводљивост: Графит и фулерен имају добру електричну проводљивост и користе се у батеријама, проводљивим материјалима итд. Супротно томе, дијамант је не-проводљив.
Топлотна проводљивост: Диамонд има највише топлотне проводљивости било којег познатог материјала, док је графит такође имао добру топлотну проводљивост, што га чини погодним за апликације за дисипацију топлоте.
Густина: Диамонд има густину од око 3,5 г \/ цм³, док је графит има нижу густину од 2,2 г \/ цм³.
3. Алотропес
Дијамантски: Диамонд је алотроп угљеника са врло редовном тродимензионалном атомском структуром, што је омогућило екстремну тврдоћу, транспарентност и топлотну проводљивост.
Графит: У графиту, атоми угљеника су распоређени у слојевима, са слабим видама Ван дер Ваалс који заједно држе слојеве заједно. Ово даје графитну добру електричну проводљивост, својства подмазивање и ниску тврдоћу.
Фуленерен: Фуллерен је молекуларни облик угљеника с сферним или структурама у облику прстена. Има јединствена хемијска својства и потенцијалне апликације, као што су у нанотехнологији.
Царбон Нанотубес: Царбон Наноцубес имају врло велику чврстоћу, одличну електричну проводљивост и широко распрострањене потенцијалне примене у нанотехнологији, електроничкој науци и материјалима.
4. Механичка својства
Снага: Диамонд је изузетно тежак материјал, широко се користи у алатама за сечење, бушилице итд. Графит, с друге стране, више је ломљивији и користи се у мазива и електричним апликацијама.
Еластичност: Графит има добру пластичност и може се деформисати унутар одређених граница, што је чини корисним у мазива и батеријским материјалима.
5. Топлотна стабилност
Отпорност на високу температуру: Диамонд има веома високу топлотну стабилност и може да одржи своју структуру чак и у окружењима са високим температурама. Графит остаје стабилан на високим температурама и широко се користи у опреми са високим температурама, као што су електрични лучни пећи.
Термално ширење: Графит има низак коефицијент топлотног експанзије, што му даје добру димензионисану стабилност у окружењима високих температура.
6. Биолошка компатибилност
Нетоксичност: Царбон је суштински елемент у живим организмима, који су укључени у све животне процесе (попут угљених хидрата, масти и протеина).
Биоразградивост: Материјали на бази угљеника су обично биоразградиви, посебно када су присутни у органским облицима.
7. Апликације
Енергетски поље: Царбон се користи као гориво (попут угља и нафте) и у батеријама (нпр. Графит у литијум-јонским батеријама).
Наука о материјалима: Дијамант и графит се широко користе у алатама за сечење, електронски уређаји и апликације за управљање топлотом.
Фармацеутски производи и биотехнологија: Фуллерене и угљени нанотубови имају пријаве у испоруци лекова, нанотехнологију и биолошким маркерима.
Електроника: Графит се користи у батеријама, електродама, проводљивим материјалима итд., Док се угљени нанотубови користе за производњу високе чврстоће, електрично проводни композитни материјали.
Закључно, својства угљеника разликује у зависности од њених алотропа, што га чини веома свестраним елементом са широким апликацијама на различитим областима.
