Carbon   탄소

(2017-06-26)
1. 탄소 (Carbon)

  ㅇ 자연에 4번째(우주 전체로 4번째,지구에는 5번째)로 많이 존재하는 비금속성 원소
     - 자연계에서 산소,수소 처럼 그렇게 풍부한 원소는 아님

  ㅇ 규소가 지질학계의 기본인 것 처럼, 탄소는 생물학계의 기본임 
     - 규소는, 산소와 결합하여 바위,모래,흙의 성분인 규산염을 형성하는 지질학계의 기본
     - 탄소는, 대부분 화합물 형태로 존재하며, 생명체 구성 물질이 모두 다량의 탄소를 함유


2. 탄소 특징금속비금속 원소의 중간 위치 

  ㅇ 다양성이 매우 큰 원소
     - 공유결합을 통해, 다양한 사슬과 고리 화합물을 이룸         ☞ 유기화합물 참조
        . 탄소 그 자신(탄소 사슬,고리 형성) 및 대부분의 다른 원소와 공유결합을 이룸

  ㅇ 그 크기가 작으므로, 
     - 다른 원자에 가까이 접근하여 상대적으로 짧고 강한 결합을 이룸
        . 특히, 수소,산소,질소,할로젠과 강한 결합 형성


3. 탄소의 화학적 표현원소기호 : C
  ㅇ 원자번호 : 6
  ㅇ 주기율표 : 4족 2주기
  ㅇ 전자를 채우는 순서(전자배위) : 1s2 2s2 2p2 ([He]2s22p2)
  ㅇ 원자가전자  : 4개 또는 4가 
     - 원자가껍질에 있는 이들 4개 전자공유결합에 다양한 형태로 참여
        . 즉, 탄소 원자 하나가 다른 원소의 원자 또는 다른 탄소 원자들과 공유결합 넷까지
              단일결합,이중결합,삼중결합을 이룰 수 있음
  ㅇ 원자 반지름 : 0.077 nm
  ㅇ 원자량      : 12.0107 g/mol전기음성도  : EN = 2.5
     - 2 주기 원소에서, 가장 금속적인 원소(Li,EN = 1.0)와 가장 비금속적인 원소(F,EN = 4.0)의
       중간 정도로써, 대부분의 원소들과 공유결합 화합물을 이룰 수 있음


4. 탄소의 화학결합 형태                                              ☞ 유기화합물 분류 참조

  ㅇ 다른 원자와 4개의 결합을 형성화되, 단일결합 또는 이중결합 또는 삼중결합 형성 가능
     - 4개의 단일결합 (例, CH4,메테인)
     - 2개 단일결합과 1개 이중결합 (例, H2CO,포름알데하이드)
     - 2개 이중결합 (例, CO2,이산화탄소)
     - 1개 단일결합과 1개 삼중결합 (例, CH3CN,아세토나이트릴)

  ㅇ 탄소 원자들끼리 긴 사슬 또는 고리 형태를 이룸
     - 사슬형 구조 : 긴 탄소 사슬
     - 고리형 구조 : 주로, 벤젠 고리를 포함하고 있는 방향족 화합물
5. 자연상태에서의 탄소

  ㅇ 대기 중 기체  : 이산화탄소(CO2)
     - 이산화탄소연소 반응에서 주로 생성되는 가스 형태이나 에 녹기 쉬움
     - 따라서, 생화학적 순환계에서 이를 다시 이용하며 순환이 됨

  ㅇ 탄소 유기화합물은,                                                 ☞ 유기화합물 참조
     - 수소,질소,산소,황,할로겐 원소 같은 비금속 원소들과 결합하여 무수히 많은 화합물 형성

  ㅇ 탄소 무기화합물은 비교적 간단 : 탄산염, 산화물 등
     - 암석 형태     : 탄산염
     - 결정성 동소체 : 흑연, 다이아몬드, 탄소나노튜브, 그래핀 등


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