கார்பனின் வகைப்பாடு
கார்பன் ஒரு அலோக தனிமமாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. ஆவர்த்தன அட்டவணையின் 14 ஆம் தொகுதியில் அதன் நிலை, இது பொதுவாக சகப்பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது என்பதையும், அதன் பெரும்பாலான பொதுவான வடிவங்களில் குறைந்த மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் போன்ற அலோகங்களின் பண்புகளைக் காட்டுகிறது என்பதையும் குறிக்கிறது.
கார்பனின் இயற்பியல் பண்புகள்
கார்பனின் இயற்பியல் பண்புகள் அதன் புறவேற்றுமை வடிவத்தைப் பொறுத்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன. புறவேற்றுமை வடிவங்கள் ஒரே தனிமத்தின் வெவ்வேறு கட்டமைப்பு வடிவங்கள், அவை ஒரே இயற்பியல் நிலையில் இருக்கும். வைரம், கிராஃபைட், ஃபுல்லரீன்கள் மற்றும் படிகமற்ற கார்பன் போன்ற பல்வேறு புறவேற்றுமை வடிவங்களை உருவாக்கும் திறனால் கார்பன் பலவகையான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது.
புறவேற்றுமை வடிவங்களும் தொடர்புடைய பண்புகளும்
- வைரம்: அறியப்பட்ட இயற்கைப் பொருட்களில் கடினமானவற்றுள் ஒன்று. இது ஒரு படிக திண்மம் ஆகும், இது கார்பன் அணுக்களின் கடினமான, முப்பரிமாண வலையமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இதில் ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவும் மற்ற நான்கு கார்பன் அணுக்களுடன் சகப்பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஒரு சிறந்த மின் காப்புப் பொருளாகும். இந்தியாவில், சூரத் போன்ற இடங்கள் வைரத்தை வெட்டுவதற்கும் மெருகூட்டுவதற்கும் உலகளவில் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் வைரங்கள் பெரும்பாலும் உலகின் பிற பகுதிகளில் இருந்து பெறப்படுகின்றன.
- கிராஃபைட்: மென்மையான, வழுக்கும், சாம்பல்-கருப்பு திண்மம், அடுக்கு வடிவ அமைப்பைக் கொண்டது. ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் அறுகோண வடிவ கார்பன் அணு வளையங்கள் உள்ளன. அடுக்குகளை பலவீனமான வான் டெர் வால்ஸ் விசைகள் பிணைத்து வைத்துள்ளன, இது அடுக்குகளை ஒன்றுக்கொன்று கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது, கிராஃபைட்டை ஒரு நல்ல உயவுப் பொருளாக ஆக்குகிறது. அதன் அடுக்குகளுக்குள் உள்ள மையப்படுத்தப்படாத எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக இது ஒரு நல்ல மின் கடத்தியாகும். கிராஃபைட் பொதுவாக பென்சில் லீட்களில் காணப்படுகிறது, இது இந்தியா முழுவதும் பரவலாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு தயாரிப்பு ஆகும்.
- படிகமற்ற கார்பன்: இந்த வகைகளில் நிலக்கரி, மரக்கரி மற்றும் புகைக்கரி போன்ற வடிவங்கள் அடங்கும். இந்த வடிவங்களுக்கு நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட படிக அமைப்பு இல்லை. ஒரு முதன்மை ஆற்றல் மூலமான நிலக்கரி, ஜார்க்கண்ட், சத்தீஸ்கர் மற்றும் ஒடிசா போன்ற இந்திய மாநிலங்களில் பரவலாக வெட்டி எடுக்கப்படுகிறது. இந்தியாவில் வடிகட்டுவதற்கும் சமையலுக்கு எரிபொருளாகவும் மரக்கரி பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
நிறம்
கார்பனின் நிறம் அதன் புறவேற்றுமை வடிவத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும்:
- வைரம்: பொதுவாக நிறமற்றது மற்றும் வெளிப்படையானது, இருப்பினும் அசுத்தங்கள் மஞ்சள், நீலம், இளஞ்சிவப்பு அல்லது கருப்பு போன்ற பல்வேறு வண்ணங்களை உருவாக்கலாம்.
- கிராஃபைட்: சாம்பல்-கருப்பு முதல் ஒளிபுகாத கருப்பு வரை.
- படிகமற்ற கார்பன் (எ.கா., மரக்கரி, புகைக்கரி, நிலக்கரி): பொதுவாக கருப்பு.
அமைப்பு
கார்பனின் அமைப்பு அதன் புறவேற்றுமை வடிவத்தைப் பொறுத்து கணிசமாக வேறுபடுகிறது:
- வைரம்: மிகவும் கடினமானது மற்றும் விறைப்பானது, ஒரு பிரகாசமான பளபளப்பைக் கொண்டது.
- கிராஃபைட்: மென்மையானது, வழுக்கும் மற்றும் அதன் அடுக்கு அமைப்பு காரணமாக தொடும்போது பிசுபிசுப்பான உணர்வைக் கொடுக்கும்.
- படிகமற்ற கார்பன் (எ.கா., மரக்கரி, நிலக்கரி): பொதுவாக உடையக்கூடியது, தூள் போன்றது அல்லது துகள்களானது.
பொருளின் நிலை
அறை வெப்பநிலையில் (தோராயமாக 25 °C) மற்றும் நிலையான வளிமண்டல அழுத்தத்தில், கார்பன் ஒரு திண்மமாக உள்ளது.
உருகு மற்றும் கொதிநிலைகள்
நிலையான வளிமண்டல அழுத்தத்தில் கார்பனுக்கு ஒரு தனித்துவமான உருகுநிலை இல்லை; அதற்கு பதிலாக, இது சுமார் 3642 °C வெப்பநிலையில் திண்மத்தில் இருந்து நேரடியாக வாயுவாக பதங்கமாகிறது. பூமியின் ஆழத்தில் காணப்படும் மிக அதிக அழுத்தங்களின் கீழ், அதன் உருகுநிலை 3550 °C ஐ தாண்டக்கூடும், குறிப்பாக வைர புறவேற்றுமை வடிவத்திற்கு. இதேபோல், இந்த பதங்கமாதல் நிகழ்வு காரணமாக வளிமண்டல நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு தனித்துவமான கொதிநிலை காணப்படுவதில்லை, பதங்கமாதல் புள்ளி அதன் கொதிநிலையாக திறம்பட செயல்படுகிறது.