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Das Periodensystem der Elemente
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Kohlenstoff
12,0107 u
6C
 IV. Hauptgruppe 
(Kohlenstoff-Silicium-Gruppe)
2. Periode
________________
14. Gruppe (IUPAC 89)
Zum Startpunkt Tabellen Begriffserklärungen Periodensystem in Großformat anzeigen Periodensystem ausdrucken Element suchen Zurück Innerhalb der Gruppe nach unten bewegen Innerhalb der Gruppe nach oben bewegen Nächstes Element anzeigen
Elementart: Nichtmetall Oxidationsstufe(n): -4, +4 (+2)
Schmelztemperatur: 3527 °C (3800 K) Elektronegativität: 2,5
Siedetemperatur: 4027 °C (4300 K) Atomradius: 77 pm
Dichte: 2,267 g/cm3 Erdkrustenhäufigkeit: 0,09 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
2 2 2                                  
Schalenmodell Lewis-Schreibweise Energieniveauschema
Schalenmodell Energieniveauschema
Name Von »kolo«, altgerm. für Kohle. Symbol von »carbo«, lat. Kohle.
Entdeckung Kohlenstoff ist der Menschheit seit Urzeiten bekannt. Die Nutzung des Feuers (Oxidation kohlenstoffhaltiger Stoffe) war wohl der erste chemische Prozess, den sich die Menschen vor ca. 400 000 Jahren zu Nutze machten.
Lavoisier entzündete Diamant mit Hilfe von Brenngläsern und konnte durch die erfolgte Verbrennung nachweisen, dass es sich bei dem Mineral um kristallinen Kohlenstoff handelt.
Eigenschaften Kohlenstoff ist bei gewöhnlicher Temperatur reaktionsträge, mit Metallen und Nichtmetallen bildet er beim Erhitzen Carbide.
Sauerstoff-Verbindungen:
CO2 (Kohlenstoffdioxid), CO (Kohlenstoffmonoxid).
Kohlenstoff-Atome können sich - im Gegensatz zu anderen Elementen - durch Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindung mit anderen Kohlenstoff-Atomen zu Ketten oder Ringen in praktisch unbegrenztem Maße verbinden. Die dadurch entstehende Vielzahl der Kohlenstoffverbindungen bildet die Grundlage der Organischen Chemie.
Die Anzahl der kohlenstofffreien Verbindungen liegt bei ca. 300.000, die der Kohlenstoffverbindungen (mit den Elementen Wasserstoff H, Sauerstoff O, Stickstoff N, Phosphor P, Schwefel S u.a.) liegt bei mehreren Millionen, täglich kommen neue hinzu.
Modifikationen
  • Diamant: farblos, Nichtleiter, härtestes Mineral, wird ab 700° C langsam instabil, verbrennt bei ca. 1600 °C sofort.
  • Grafit: elektrischer Leiter, Schichtengitter, ebene Schichten nur lose verbunden
  • Fulleren C60
  • Fulleren C70
Link Dreidimensionale Darstellung der Kohlenstoff-Modifikationen
 
Grafitstäbe
Elektroden aus hochreinem Grafit für die Spektralanalyse.
Naturdiamant auf Kimberlit
Naturdiamant auf Kimberlit aus der Udachnaja Mine (Russland).
Naturdiamanten
Naturdiamanten. Weniger als 10% aller Rohdiamanten sind klar und schön kristallisiert. Als Ursache für oft auftretende Färbungen kommen vor allem Fehlstellen im Kristallgitter sowie Fremdeinschlüsse (z.B. gelb durch Stickstoff, blau durch Bor) in Betracht.
Vorkommen Der Hauptanteil des Kohlenstoffs auf der Erde ist in Carbonaten (z.B. CaCO3) gebunden. Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein Bestandteil der Luft. Alle Lebewesen sind auf der Basis von Kohlenstoffverbindungen aufgebaut. Kohle, Erdöl und Erdgas enthalten Kohlenstoff bzw. sind Kohlenstoffverbindungen.
 
Steinkohle
Steinkohle ist vor 500 bis 1000 Millionen Jahren unter Luftabschluss aus organischem Material entstanden. Siehe: Link Inkohlungsprozess
Verwendung Brillant
Ein geschliffener Diamant wird Brillant genannt.
  • Grafit als Schmiermittel, in Bleistiften u.a.
  • Kohle bzw. Koks als Reduktionsmittel bei der Metallgewinnung
  • Ruß als Füllstoff in Reifengummi, Kunststoffartikeln, Schuhcreme, Tusche u.a.

Bremsscheiben aus mit Kohlefasern verstärktem Siliciumcarbid sind thermisch hochbelastbar.
Bremsscheiben aus mit Kohlefasern verstärktem Siliciumcarbid sind thermisch hochbelastbar. (SGL CARBON GROUP)
Verbindungen Kohlenstoffdioxid CO2
Kohlenstoffdioxid ist mit einem Anteil von 0,03% in der Luft enthalten. Aus Kohlenstoffdioxid und Wasser bauen Pflanzen mit Hilfe des Sonnenlichts organische Substanz auf und geben dabei Sauerstoff ab (Fotosynthese).
Kohlenstoffdioxid hat eine größere Dichte als Luft, erstickt eine Flamme, bildet mit Wasser zusammen Kohlensäure, die z.B. in Mineralwasser, Bier und Sekt enthalten ist.
 
Farbkennzeichnung von Stahlflaschen für Kohlenstoffdioxid
(DIN EN 1089-3)
für technische Zwecke für medizinischen Gebrauch
Farbkennzeichnung von Kohlenstoffdioxidflaschen für technische Zwecke Flaschen-
schulter:
grau
 

Flaschen-
körper:
grau
Farbkennzeichnung von Kohlenstoffdioxidflaschen für medizinischen Gebrauch Flaschen-
schulter:
grau
 

Flaschen-
körper:
weiß

Ethin (Acetylen) C2H2
Im Molekül Ethin sind die beiden C-Atome durch eine Dreifachbindung miteinander verknüpft. Ethin, umgangssprachlich meist Acetylen genannt, liefert bei der Verbrennung mit reinem Sauerstoff sehr hohe Temperaturen. Es findet daher als Schweißgas Verwendung. Bei geringer Sauerstoffzufuhr verbrennt Ethin unter starker Rußabscheidung.
 
Farbkennzeichnung von Stahlflaschen für Ethin (Acetylen)
(DIN EN 1089-3)
Farbkennzeichnung von Acetylenflaschen Flaschenschulter:
kastanienbraun
 

Flaschenkörper:
kastanienbraun (auch schwarz oder gelb)
   
Isotope 12C (98,89%), 13C (1,11%),
Radioaktivität 14C  In Spuren vorkommend.
Entsteht in der Hochatmosphäre durch Wechselwirkung mit der Höhenstrahlung.
Halbwertszeit 5730 Jahre, beta-Zerfall zu 14N.
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=C [Stand 21.11.2017] 
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