కార్బన్ వర్గీకరణ
కార్బన్ను అలోహ మూలకంగా వర్గీకరించారు. ఆవర్తన పట్టికలో 14వ సమూహంలో దీని స్థానం, ఇది సాధారణంగా సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరుస్తుందని మరియు దాని సాధారణ రూపాలలో చాలావరకు తక్కువ విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకత వంటి అలోహాలకు విలక్షణమైన లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుందని సూచిస్తుంది.
కార్బన్ భౌతిక ధర్మాలు
కార్బన్ యొక్క భౌతిక ధర్మాలు దాని అలోట్రోపిక్ రూపంపై ఆధారపడి గణనీయంగా మారుతూ ఉంటాయి. అలోట్రోపులు ఒకే మూలకం యొక్క ఒకే భౌతిక స్థితిలో ఉన్న విభిన్న నిర్మాణ రూపాలు. కార్బన్ వజ్రం, గ్రాఫైట్, ఫుల్లెరిన్లు మరియు అస్ఫటిక కార్బన్ వంటి వివిధ అలోట్రోపులను ఏర్పరచగల సామర్థ్యం కారణంగా విస్తృత శ్రేణి లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.
అలోట్రోపిక్ రూపాలు మరియు సంబంధిత లక్షణాలు
- వజ్రం: తెలిసిన అత్యంత కఠినమైన సహజ పదార్థాలలో ఒకటి. ఇది కార్బన్ పరమాణువుల దృఢమైన, త్రిమితీయ నెట్వర్క్తో కూడిన స్ఫటిక ఘనం, ఇక్కడ ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు నాలుగు ఇతర కార్బన్ పరమాణువులతో సమయోజనీయంగా బంధించబడి ఉంటుంది. ఇది అద్భుతమైన విద్యుత్ ఇన్సులేటర్. భారతదేశంలో, సూరత్ వంటి ప్రాంతాలు వజ్రాలను కత్తిరించడం మరియు పాలిష్ చేయడానికి ప్రపంచవ్యాప్తంగా గుర్తించబడ్డాయి, అయినప్పటికీ వజ్రాలు తరచుగా ప్రపంచంలోని ఇతర ప్రాంతాల నుండి సేకరించబడతాయి.
- గ్రాఫైట్: ఇది మృదువైన, జారే స్వభావం గల, బూడిద-నలుపు రంగులో ఉండే ఘనం, పొరల నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి పొర షట్కోణ కార్బన్ పరమాణువుల వలయాలను కలిగి ఉంటుంది. పొరలు బలహీనమైన వాన్ డెర్ వాల్స్ బలగాలతో బంధించబడి ఉంటాయి, ఇవి ఒకదానిపై ఒకటి జారడానికి అనుమతిస్తాయి, దీనివల్ల గ్రాఫైట్ మంచి కందెనగా ఉపయోగపడుతుంది. దీని పొరలలోని డీలోకలైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్ల కారణంగా ఇది విద్యుత్తుకు మంచి వాహకం. భారతదేశం అంతటా విస్తృతంగా తయారుచేయబడే మరియు ఉపయోగించబడే పెన్సిల్ లీడ్లలో గ్రాఫైట్ సాధారణంగా కనిపిస్తుంది.
- అస్ఫటిక కార్బన్: ఈ వర్గంలో బొగ్గు, కలప బొగ్గు మరియు మసి వంటి రూపాలు ఉంటాయి. ఈ రూపాలకు బాగా నిర్వచించబడిన స్ఫటిక నిర్మాణం ఉండదు. ప్రాథమిక ఇంధన వనరు అయిన బొగ్గు, భారతదేశంలోని జార్ఖండ్, ఛత్తీస్గఢ్ మరియు ఒడిశా వంటి రాష్ట్రాలలో విస్తృతంగా తవ్వబడుతుంది. వడపోతకు మరియు వంటకు ఇంధనంగా కలప బొగ్గు భారతదేశంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
రంగు
కార్బన్ రంగు దాని అలోట్రోపిక్ రూపం ఆధారంగా మారుతూ ఉంటుంది:
- వజ్రం: సాధారణంగా రంగులేనిది మరియు పారదర్శకంగా ఉంటుంది, అయితే మలినాలు పసుపు, నీలం, పింక్ లేదా నలుపు వంటి వివిధ రంగులను కలిగిస్తాయి.
- గ్రాఫైట్: బూడిద-నలుపు నుండి అపారదర్శక నలుపు వరకు.
- అస్ఫటిక కార్బన్ (ఉదా. కలప బొగ్గు, మసి, బొగ్గు): సాధారణంగా నలుపు రంగులో ఉంటుంది.
ఆకృతి
కార్బన్ ఆకృతి కూడా దాని అలోట్రోపిక్ రూపం ఆధారంగా గణనీయంగా మారుతుంది:
- వజ్రం: అత్యంత కఠినమైనది మరియు దృఢమైనది, అద్భుతమైన మెరుపుతో ఉంటుంది.
- గ్రాఫైట్: మృదువైనది, జారే స్వభావం గలది, మరియు దాని పొరల నిర్మాణం కారణంగా తాకడానికి జిడ్డుగా అనిపిస్తుంది.
- అస్ఫటిక కార్బన్ (ఉదా. కలప బొగ్గు, బొగ్గు): సాధారణంగా పెళుసైనది, పొడి లేదా కణికల రూపంలో ఉంటుంది.
పదార్థ స్థితి
గది ఉష్ణోగ్రత (సుమారు 25 °C) మరియు ప్రామాణిక వాతావరణ పీడనం వద్ద, కార్బన్ ఘన స్థితిలో ఉంటుంది.
ద్రవీభవన మరియు బాష్పీభవన స్థానాలు
ప్రామాణిక వాతావరణ పీడనం వద్ద కార్బన్కు ప్రత్యేకమైన ద్రవీభవన స్థానం లేదు; బదులుగా, ఇది సుమారు 3642 °C వద్ద ఘన స్థితి నుండి నేరుగా వాయు స్థితికి ఉచ్ఛీకరణం చెందుతుంది (sublimes). భూమి లోపల కనిపించే అధిక పీడనాల కింద, దాని ద్రవీభవన స్థానం 3550 °C మించి ఉంటుంది, ముఖ్యంగా వజ్రం అలోట్రోప్ కోసం. అదేవిధంగా, ఈ ఉచ్ఛీకరణ దృగ్విషయం (sublimation phenomenon) కారణంగా వాతావరణ పరిస్థితులలో ప్రత్యేకమైన బాష్పీభవన స్థానం గమనించబడదు, ఉచ్ఛీకరణ స్థానం (sublimation point) దాని బాష్పీభవన స్థానంగా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది.