Carbon (c)yn elfen gemegol gydag amrywiol briodweddau a ffurfiau unigryw. Yn dibynnu ar ei wahanol allotropau (megis graffit, diemwnt, fullerene, nanotiwbiau carbon, ac ati), gall priodweddau carbon amrywio. Isod mae prif briodweddau carbon:
1. Priodweddau Cemegol
Sefydlogrwydd Cemegol: Mae gan garbon sefydlogrwydd cemegol da ac nid yw'n hawdd ymateb gydag elfennau eraill, yn enwedig ar dymheredd yr ystafell. Mae'n adweithio'n bennaf ag ocsigen, hydrogen, nitrogen, ac elfennau eraill i ffurfio cyfansoddion amrywiol.
Gallu ocsideiddio: Ar dymheredd uchel, mae carbon yn adweithio'n hawdd ag ocsigen i ffurfio carbon deuocsid (CO₂) neu garbon monocsid (CO).
Ymateb gyda hydrogen: Gall carbon gyfuno â hydrogen i ffurfio hydrocarbonau, fel methan (CH₄).
2. Priodweddau Ffisegol
Caledwch: Mae caledwch carbon yn dibynnu ar ei ffurf. Er enghraifft, mae diemwnt, un o'r sylweddau naturiol anoddaf, yn anodd iawn, tra bod graffit yn feddal iawn ac y gellir ei ddefnyddio fel iraid.
Pwynt toddi: Mae gan Diamond bwynt toddi uchel iawn, tua 3550 gradd, tra bod gan graffit bwynt toddi is o tua 3650 gradd, er ei fod yn dal i arddangos sefydlogrwydd tymheredd uchel.
Dargludedd trydanol: Mae gan graffit a fullerene ddargludedd trydanol da ac fe'u defnyddir mewn batris, deunyddiau dargludol, ac ati. Mewn cyferbyniad, nid yw diemwnt yn ddargludol.
Dargludedd thermol: Mae gan Diamond y dargludedd thermol uchaf o unrhyw ddeunydd hysbys, tra bod gan graffit ddargludedd thermol da hefyd, sy'n ei gwneud yn addas ar gyfer cymwysiadau afradu gwres.
Ddwysedd: Mae gan Diamond ddwysedd o tua 3.5 g\/cm³, tra bod gan graffit ddwysedd is o 2.2 g\/cm³.
3. Allotropau
Diemwnt: Mae diemwnt yn allotrope o garbon gyda strwythur atomig tri dimensiwn rheolaidd iawn, gan roi caledwch eithafol, tryloywder a dargludedd thermol iddo.
Graffit: Mewn graffit, trefnir atomau carbon mewn haenau, gyda grymoedd gwan van der Waals yn dal yr haenau gyda'i gilydd. Mae hyn yn rhoi dargludedd trydanol da graffit, priodweddau iro, a chaledwch isel.
Fullerene: Mae fullerene yn ffurf foleciwlaidd o garbon gyda strwythurau sfferig neu siâp cylch. Mae ganddo briodweddau cemegol unigryw a chymwysiadau posibl, megis mewn nanotechnoleg.
Nanotiwbiau carbon: Mae gan nanotiwbiau carbon gryfder uchel iawn, dargludedd trydanol rhagorol, a chymwysiadau posibl eang mewn nanotechnoleg, electroneg a gwyddoniaeth deunyddiau.
4. Priodweddau mecanyddol
Nerth: Mae diemwnt yn ddeunydd caled dros ben, a ddefnyddir yn helaeth wrth dorri offer, darnau drilio, ac ati. Mae graffit, ar y llaw arall, yn fwy brau ac yn cael ei ddefnyddio mewn ireidiau a chymwysiadau trydanol.
Hydwythedd: Mae gan graffit blastigrwydd da a gall ddadffurfio o fewn terfynau penodol, gan ei wneud yn ddefnyddiol mewn ireidiau a deunyddiau batri.
5. Sefydlogrwydd thermol
Gwrthiant tymheredd uchel: Mae gan Diamond sefydlogrwydd thermol uchel iawn a gall gynnal ei strwythur hyd yn oed mewn amgylcheddau tymheredd uchel. Mae graffit yn parhau i fod yn sefydlog ar dymheredd uchel ac fe'i defnyddir yn helaeth mewn offer tymheredd uchel, fel ffwrneisi arc trydan.
Ehangu Thermol: Mae gan graffit gyfernod isel o ehangu thermol, sy'n rhoi sefydlogrwydd dimensiwn da iddo mewn amgylcheddau tymheredd uchel.
6. Cydnawsedd Biolegol
Nad yw'n wenwyndra: Mae carbon yn elfen hanfodol mewn organebau byw, sy'n ymwneud â phob proses bywyd (megis mewn carbohydradau, brasterau a phroteinau).
Bioddiraddadwyedd: Mae deunyddiau sy'n seiliedig ar garbon fel arfer yn fioddiraddadwy, yn enwedig pan fyddant yn bresennol mewn ffurfiau organig.
7. Ngheisiadau
Maes ynni: Defnyddir carbon fel tanwydd (fel glo a phetroliwm) ac mewn batris (ee graffit mewn batris lithiwm-ion).
Gwyddoniaeth Deunyddiau: Defnyddir diemwnt a graffit yn helaeth wrth dorri offer, dyfeisiau electronig, a chymwysiadau rheoli gwres.
Fferyllol a biotechnoleg: Mae gan nanotiwbiau fullerene a charbon gymwysiadau mewn dosbarthu cyffuriau, nanotechnoleg, a marcwyr biolegol.
Electroneg: Defnyddir graffit mewn batris, electrodau, deunyddiau dargludol, ac ati, tra bod nanotiwbiau carbon yn cael eu defnyddio i gynhyrchu deunyddiau cyfansawdd cryfder uchel, dargludol trydan.
I gloi, mae priodweddau carbon yn amrywio yn dibynnu ar ei allotropau, sy'n ei gwneud yn elfen amlbwrpas iawn gyda chymwysiadau eang ar draws gwahanol feysydd.
