6 – Carbone (C)
Le carbone
est non métallique et tétravalent disposant de quatre électrons
disponibles pour former des liaisons chimiques covalentes.
Il
appartient au groupe 14 du tableau périodique.
Trois
isotopes sont naturellement présents, les isotopes 12C
et 13C étant stables,
tandis que le 14C
est un radionucléide dont la demi-vie est d'environ 5 730 ans.
Le carbone
est l'un des rares éléments connus depuis l'Antiquité.
Le carbone
est le quinzième élément le plus
abondant dans la croûte terrestre et le quatrième élément le plus
abondant de
l'univers en masse après l'hydrogène, l'hélium et l'oxygène.
L'abondance
du carbone, sa diversité unique de composés organiques et sa capacité
inhabituelle à former des polymères aux températures généralement
rencontrées
sur Terre permettent à cet élément de servir d'élément commun à toute
vie
connue. C'est le deuxième élément le plus abondant dans le corps humain
en
masse (environ 18,5%) après l'oxygène.
Les atomes
de carbone peuvent se lier ensemble de différentes manières, appelées
allotropes de carbone.
Les plus
connus sont le graphite, le diamant et le carbone amorphe.
Les
propriétés physiques du carbone varient considérablement avec la forme
allotropique. Par exemple, le graphite est opaque et noir tandis que le
diamant
est très transparent. Le graphite est assez mou pour former une traînée
sur le
papier (d'où son nom, du verbe grec "γράφειν" qui signifie "écrire").
Le diamant est le matériau naturel le plus dur connu. Le graphite
est un
bon conducteur électrique alors que le diamant a
une faible conductivité électrique.
Dans des
conditions normales, le diamant, les nanotubes de carbone et le
graphène ont
les conductivités thermiques les plus élevées de tous les matériaux
connus.
Tous les
allotropes de carbone sont des solides dans les conditions normales, le
graphite étant la forme thermodynamiquement la plus stable.
Ils sont
résistants aux produits chimiques et nécessitent une température élevée
pour
réagir même avec de l'oxygène.
L'état
d'oxydation le plus commun du carbone dans les composés inorganiques
est +4,
alors que +2 se trouve dans les complexes de monoxyde de carbone et de
carbonyle de métal de transition.
Les plus
grandes sources de carbone inorganique sont les calcaires, les
dolomites et le dioxyde
de carbone, mais des quantités significatives se trouvent dans les
gisements
organiques de charbon, de tourbe, d'huile et de clathrates de méthane.
Le carbone
forme un grand nombre de composés, plus que tout autre élément, avec
près de
dix millions de composés décrits à ce jour et pourtant ce nombre n'est
qu'une
fraction du nombre de composés théoriquement possibles dans des
conditions
standard.
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en anglais intitulé : Carbon
Lectures en français
*Ménoire sur
les forêts et leur influence climatique
