탄소는 매우 유연한 원소이며 여러 가지 다른 이온을 형성 할 수 있습니다. 탄소는 4 개의 원자가 전자로 구성된 외부 껍질을 가지고 있습니다. 즉,4 개의 전자를 추가하여 전체 외부 껍질을 얻거나 4 개의 전자를 잃어 외부 껍질을 제거 할 수 있습니다.
따라서 탄소 이온은 전자를 잃거나 얻는 지에 따라-4 에서+4 사이의 전하를 가질 수 있습니다. 탄소의 가장 일반적인 산화 상태는+4 와+2 이지만 탄소는 산화 상태의 이온을 만들 수 있습니다+3, +1, -1, -2, 과 -3.
엄밀히 말하면,탄소는 나트륨(나)또는 염소(씨엘)와 같이 독립형 단원자 이온을 거의 형성하지 않는다. 탄소는 일반적으로 얻거나 잃는 전자에 저항하는 아주 안정되어 있는 성분입니다. 탄소는 거의 똑같이 전기 양성 및 전기 음성이므로 전자를 얻거나 잃을 필요가 거의 없습니다. 대부분의 경우 탄소는 이온을 형성하는 대신 공유 결합을 형성하고 전자를 공유합니다. 단원자 탄소 이온을 만드는 것은 전적으로 가능하며,제거 된 각 후속 전자에 대해 증가하는 많은 양의 에너지가 필요합니다.
탄소는 다원자 이온을 형성할 수 있다. 탄소의 유연한 전자 구조는 다 원자 이온의 핵심으로 형성 할 수 있습니다. 탄소를 포함한 이러한 다 원자 이온의 대부분은 우리가 알고있는 삶에 필수적이며 살아있는 유기체에서 중요한 역할을합니다. 다른 것들은 미네랄의 행동을 이해하는 데 중요하며 다른 것들은 연료,건축 자재 및 청소 솔루션으로 산업에서 사용됩니다. 탄소는 이러한 유연한 원소이기 때문에,가능한 많은 다 원자 이온 탄소는 그 특성이 매우 다양 형성 할 수있다.
“우리는 유기 화학을 탄소 화합물의 화학으로 정의합니다.”-아우구스트 케쿨레
이온이란?
이온은 중성 전하가 아닌 원자 또는 분자입니다. 전기적으로 중성 인 원자는 전자의 제거 또는 추가를 통해 이온이됩니다. 전자는 양성자에 동등한 반대 전하를 가지고 있기 때문에,이온에 순 전하 양성자와 전자의 불평등 한 양을 갖는 원자에서 온다. 이온 인 단일 원자를 단원 자 이온이라고하고 비 중성 전하를 가진 다중 원자 분자를 다 원자 이온이라고합니다. 양전하를 띤 이온은 양이온이라고 불리며 전자보다 더 많은 양성자를 가지고 있습니다. 음으로 하전 된 이온은 음이온이라고 불리며 양성자보다 더 많은 전자를 가지고 있습니다. 화학자는 물질의 화학식 옆에 양 또는 음의 위 첨자를 추가하여 이온을 나타냅니다. 하나의 전자를 잃어 버렸기 때문에 양전하를 가진 탄소 원자는 다음과 같이 쓰여진다. 반대로,하나의 전자를 얻고 음전하를 가진 탄소 원자는 다음과 같이 쓰여진다.
원자 또는 분자가 양이온을 형성하는 경향은 물질의 이온화 에너지에 의해 결정됩니다. 이온화 에너지는 원자 또는 분자가 전자 중 하나를 배출하기 위해 얼마나 많은 에너지를 흡수해야 하는지를 측정하여 양전하를 남깁니다. 일반적으로 중성 원자로부터 단일 전자를 제거하는 것은 최소한의 에너지를 소비하며,이후의 각 전자에 대해 필요한 이온화 에너지가 증가합니다. 예를 들어,탄소에 대한 첫 번째 이온화 에너지는 1086.5 킬로/몰입니다. 즉,탄소 한 몰에서 단일 전자를 제거하는 데 1086.5 킬로젤의 에너지가 필요합니다. 탄소에 대한 제 2 이온화 에너지는 2352.6 킬로/몰이며,첫 번째 이온화 에너지보다 필요한 에너지의 두 배 이상이다.
원자가 음이온을 형성하는 경향은 전기 음성도에 의해 결정됩니다. 전기 음성도(엉)물질의 물질이 전자를 끌어 얼마나 측정. 더 많은 전기 음성 요소,더 많은 가능성이 추가 전자를 획득 하는,그래서 더 많은 가능성이 음이온을 형성 하는 것입니다. 탄소는 폴링 규모에 2.55 의 언을 가지고 있으며,대략 중간 값입니다. 대조적으로,산소(영형)는 3.44;매우 전기 음성. 산소는 두 개의 열린 원자가 슬롯을 전자로 채워서 음이온을 형성 할 가능성이 매우 높습니다.
단일 원자로 만든 이온을 단원자라고합니다. 여러 원자를 가진 분자로 만든 이온을 다 원자 이온이라고합니다. 다 원자 이온은 비 중성 전하를 갖는 화합물입니다. 단원 자 이온과 마찬가지로 다 원자 이온은 불평등 한 양의 전자와 양성자를 가지고 있습니다. 다원자에 대한 공식을 쓸 때,화합물은 대괄호로 쓰여지고 전기 요금은 대괄호 외부의 위 첨자로 쓰여집니다. 예를 들어 암모늄은 화학 공식이+인 다 원자 이온입니다. 암모늄은 양성자보다 한 적은 전자를 포함하므로 전체 전하가+1 입니다. 다른 다 원자 이온은 수산화물(−)및 황산염(2−)을 포함한다.
이온은 극성과 동일하지 않습니다. 극성 분자는 부분 전하를 가지며 이온은 완전 전하를 갖습니다. 이온의 전하는항상 일부 정수 값이다. 나트륨 이온은+1 의 전하,염소 이온은-1 의 전하입니다. 극성 분자는 부분적으로 전하 쌍극자를 가지며 전하 값은 정수가 아닙니다. 물 속의 음의 산소 끝의 전하는에 관한 것입니다 -2/3 이자형,약 2/3 하나의 전자의 전하.
탄소는 이온으로서
탄소를 갖는 단원자 이온
탄소는 전기적으로 안정한 원소이기 때문에 자연적으로 독립형 단원자 탄소 이온을 형성하지는 않는다. 특히 탄소 이온이 형성되는 것을 방지하는 것은 없으며,그렇게하기 위해서는 꽤 많은 에너지가 필요하다는 사실 만 있습니다. 전자를 잃거나 얻는 대신,대부분의 시간 동안 탄소는 전자 공유를 통해 공유 결합을 형성합니다. 예를 들어,탄소는 4 개의 외부 전자를 수소와 공유함으로써 메탄을 형성 할 것입니다 수소는 탄소로부터 전자를 취할만큼 전기 음성이 아니며 탄소는 수소로부터 전자를 취할만큼 전기 음성이 아닙니다. 그래서 탄소는 4 개의 외부 전자를 각 수소의 단일 외부 전자와 공유합니다.
기체 탄소 구름에서 독립형 단원 자 탄소 이온을 형성하는 한 가지 방법은 레이저를 사용하는 것입니다. 탄소는 고온에서 가스로 숭고 할 것입니다. 그런 다음 개별 탄소 원자에서 레이저를 발사하여 탄소 이온을 만들기 위해 전자를 노크 할 수 있습니다. 이론적으로,이 방법으로 모든 전자를 제거하여 탄소 원자를 완전히 이온화 할 수 있습니다. 이 과정은 탄소 원자에서 제거 된 각각의 후속 전자가 점점 더 많은 에너지를 필요로하기 때문에 특히 실용적이거나 유용하지 않습니다.
탄소
탄소를 갖는 다원자 이온은 자연적으로 다수의 다원자 이온을 만들 수 있다. 탄소는 매우 유연한 원소이기 때문에 형성 할 수있는 다양한 다 원자 이온은 매우 다른 화학적 특성을 가지고 있습니다. 일부는 상대적으로 둔하고 불활성 인 반면 다른 일부는 위험하거나 매우 휘발성 일 수 있습니다. 탄소는 다양한 알려진 자연 발생 다 원자 이온의 가장 빈번한 구성 성분 중 하나입니다.
예를 들어,탄소와 질소(엔)는 결합하여 매우 유독 한 화합물 인 음이온 시안화물(−)을 형성합니다. 시안화물은 질소 원자에 3 중 결합 된 탄소 원자로 구성됩니다. 시안화물은 종종 방어 메커니즘으로 많은 식물과 곰팡이에 의해 자연적으로 생성됩니다. 시안화물은 수소 원자와 결합하여 시안화 수소산을 형성 할 수 있습니다.
탄소를 포함하는 또 다른 일반적인 다원자 이온은 탄산염(2−)이다. 탄산염 이온은 다른 많은 화합물과 이온 결합을 형성하여 염과 미네랄을 형성합니다. 대부분의 퇴적암에는 일반적으로 칼슘에 결합 된 탄산염 이온이 포함되어 있습니다. 탄산나트륨,탄산나트륨,탄산나트륨,탄산나트륨,탄산나트륨,탄산나트륨 및 탄산나트륨. 탄산 칼슘은 또한 연체 동물 껍질과 산호 해골의 주요 구성 요소입니다.
“나는 그것이 데이트 기관 같았다 실현;이온은 동료를 찾고 잃어버린 영혼이다;전해질은 그들이 서로를 찾을 수 있습니다 기관입니다.”-빅토리아 핀레이
탄소 이온과 고도의 전기 양성 알칼리 및 알칼리 토금속을 결합함으로써 형성되는 탄화물이라는 중요한 화합물 계열이 있습니다. 이 탄화물은 중심 탄소 이온의 특성에 따라 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 메탄 나이드는 씨 4−코어,씨 2−코어를 갖는 아세틸 라이드 및 씨 4−코어를 갖는 세스 퀴 카비드로 형성된다. 이러한 탄화물 화합물의 대부분은 공유 결합 된 탄소 화합물을 분해하여 생성 할 수 있습니다.
아세테이트 화합물은 탄소를 함유하는 중요한 다 원자 이온이다. 아세테이트(−또는-)는 생합성의 1 차적인 빌딩 블록의 한이기 때문에 성격에서 편재합니다. 체내의 아세테이트는 가장 중요한 지질 중 하나 인 지방산을 생성하고 세포 호흡에 관여하는 아세틸 코아를 만드는 데 사용됩니다.
탄소 이온 요법
탄소 이온은 또한 방사선 요법을 통해 종양을 치료하기위한 틈새 용도를 발견했다. 탄소 방사선 요법은 종양에서 심하게 이온화 된 탄소 입자를 발사하여 종양을 치료하는 것으로 구성됩니다. 이온화 된 탄소 입자는 종양 세포의 세포 구조를 손상시켜 성장을 멈추고 죽일 수 있습니다. 탄소 이온 치료는 탄소 원자의 더 무거운 핵이 더 정확하고 강력한 처리를 허용하다 방사선 요법의 전통적인 모양에 이득을 안으로 보여줍니다. 광자 방사선과 달리 무거운 핵은 자기장에 의해 조종 될 수 있으므로 종양을 표적으로하기 위해보다 정확하게 조작 할 수 있습니다.