Isotop karbon yang paling umum memiliki 6 proton dan 6 neutron, dan memiliki massa atom 12.0107 amu. Kekhasan atom karbon unik ada pada konfigurasi elektron negara bagiannya adalah 1s22s22p2. Status oksidasi berkisar antara 4 sampai -4, dan memiliki nilai elektronegativitas 2,55 ada skala Pauling. Pada saat ini, material berupa padatan dan menyublim pada suhu 3.642 ° C. Hal ini berarti bahwa karbon atom memiliki titik sublimasi tertinggi dari semua elemen lainnya.
Baca juga: Karbon dalam Inti dan Mantel Bumi
Rantai Karbon
Salah satu kekhasan atom karbon adalah adanya aliran berantai dalam karbon. Karbon memiliki beberapa alotrop, atau bentuk yang berbeda di dalamnya, sebagai wujud kehasan atom karbon berbeda dengan elemen lainnya. Menariknya, alotrop karbon mencakup berbagai sifat fisik: sebagai contoh adalah intan yang merupakan zat alami yang paling langka, dan grafit adalah salah satu zat yang paling dikenal.Intan berwarna transparan, bersifat abrasif, dan bisa menjadi isolator listrik dan konduktor termal. Sebaliknya, grafit berwarna buram, sangat bagus sebagai pelumas, konduktor listrik yang baik, dan isolator termal. Alotrop karbon tidak terbatas pada intan dan grafit saja, tapi juga mencakup bulky balls (fullerenes), karbon amorf, karbon kaca, nanofoam karbon, nanotub, dan lainnya.
Baca juga: Fakta Menarik Tentang Intan
Kekhasan atom karbon lainnya adalah senyawa karbon membentuk dasar semua kehidupan yang diketahui di Bumi, dan siklus karbon-nitrogen menyediakan beberapa energi yang dihasilkan oleh matahari dan bintang lainnya. Karbon memiliki afinitas untuk ikatan dengan atom kecil lainnya, termasuk atom karbon lainnya, melalui pembentukan ikatan kovalen yang stabil.
Terlepas dari kenyataan bahwa senyawa ini hadir dalam sejumlah besar senyawa, karbon lemah reaktif dibandingkan dengan unsur-unsur lain dalam kondisi normal. Pada suhu dan tekanan standar, ia menahan oksidasi; itu tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, atau logam alkali. Pada suhu yang lebih tinggi, karbon akan bereaksi dengan oksigen untuk memberi karbon oksida, dan logam untuk memberi karbida logam.
Karbon memiliki kemampuan untuk membentuk rantai yang sangat panjang dari ikatan C-C interkoneksi yang kuat dan stabil. Properti ini memungkinkan karbon membentuk jumlah senyawa yang hampir tak terbatas; Sebenarnya, ada senyawa yang mengandung karbon yang lebih dikenal daripada semua senyawa unsur kimia lainnya yang digabungkan, kecuali hidrogen. Hal tersebut dikarenakan hampir semua senyawa organik mengandung hidrogen juga.
Isotop Karbon
Karbon memiliki dua isotop stabil yang terbentuk secara alami yakni karbon-12 dan karbon-13. Kedua isotop dalam karbon tersebut menunjukkan adanya kekhasan atom karbon. Karbon-12 membuat 98,93% dan carbon-13 membentuk 1,07% sisanya. Konsentrasi 12C selanjutnya meningkat dalam bahan biologis karena reaksi biokimia mendiskriminasi 13C.Identifikasi karbon dalam percobaan NMR dilakukan dengan isotop 13C. 14C adalah isotop radioaktif karbon dengan masa paruh 5730 tahun. Ini memiliki kelimpahan alam yang sangat rendah (0.0000000001%), dan meluruh menjadi 14N sampai peluruhan beta. Ini digunakan dalam penanggalan radiometrik untuk menentukan umur sampel karbon (asal fisik atau biologi) sampai sekitar 60.000 tahun.
Secara total, ada 15 isotop karbon yang diketahui dan yang terpendek adalah 8C, yang meluruh melalui emisi proton dan peluruhan alfa, dan memiliki masa paruh 1,98739 x 10-21 detik. Hal tersebut sebagai salah satu wujud adanya kekhasan atom karbon. Pameran 19C yang eksotis menunjukkan halo nuklir, yang berarti radiusnya lumayan lebih besar dari yang diperkirakan jika nukleus adalah bidang kerapatan konstan.
Karbida
Salah satu kekhasan atom karbon adalah adanya Karbida, yang merupakan golongan senyawa yang tersusun dari karbon dan atom elektropositif. Karbida adalah senyawa yang terdiri dari karbon dan unsur-unsur yang kurang elektronegatif dan mereka dibedakan dengan ikatan kimiawinya (ionik, kovalen). Mereka umumnya dibuat dari logam atau oksida logam pada suhu tinggi (1500 °C atau lebih tinggi) dengan menggabungkan logam dengan karbon.Karbida digunakan dalam beberapa industri utama. Karbida sendiri memiliki jenis seperti Karbida Salin, Kovalen, Interstisial, dan banyak lainnya. Karbida Salin terdiri dari atom yang sangat elektropositif, seperti logam alkali, alkali tanah, dan logam kelompok-III, dicampur dengan karbon. Karbida kovalen ditemukan di karbida silikon dan boron. Sedangkan karbida interstisial adalah logam dan tahan api, yang menggambarkan karbida logam transisi grup-IV, -V, dan VI.
Karbon Oksida dan Karbonat
Sebagai bagian dari kekhasan atom karbon, Oxocarbons adalah senyawa yang mengandung karbon dan oksigen. Senyawa ini memiliki kandungan karbon oksida dan karbonat, sehingga disebut demikian. Karbon oksida, atau oksokarbon, adalah kelas senyawa organik yang hanya mengandung karbon dan oksigen. Oksorbok yang paling dasar adalah karbon monoksida dan karbon dioksida.Banyak oksida karbon stabil dan metastabil lainnya diketahui namun jarang dijumpai. Bentuk kehasan atom karbon lainnya adalah karbon monoksida. Okokarbon paling sederhana adalah karbon monoksida (CO). Karbon monoksida adalah gas tak berwarna dan hambar yang sedikit lebih ringan dari pada udara. Ini beracun bagi manusia dan hewan saat ditemui dalam konsentrasi tinggi, terlepas dari kenyataan bahwa ia diproduksi dalam metabolisme dan diperkirakan memiliki beberapa fungsi biologis.
Baca juga: Fungsi Laut Pada Siklus Karbon
Salah satu kekhasan atom karbon, Karbon monoksida terdiri dari satu karbon dan satu atom oksigen yang dihubungkan oleh ikatan rangkap tiga. Jarak antara atom karbon dan oksigen adalah 112,8 pm, konsisten dengan adanya ikatan rangkap tiga. Energi disosiasi ikatan CO adalah 1072 kJ / mol dan merupakan ikatan kimia terkuat yang diketahui. CO memiliki tiga struktur resonansi, namun struktur dengan ikatan rangkap adalah perkiraan terbaik dari distribusi sesungguhnya kerapatan elektron dalam molekul.
CO secara alami diproduksi oleh tubuh manusia sebagai molekul pensinyalan. Kelainan dalam metabolismenya telah dikaitkan dengan berbagai penyakit, termasuk hipertensi dan gagal jantung. CO hadir dalam jumlah kecil di atmosfer, sebagian besar sebagai hasil pembakaran bahan bakar fosil dan kebakaran. Melalui proses alami di atmosfer, akhirnya teroksidasi menjadi karbon dioksida (CO2).
Karbon Dioksida
Kekhasan atom karbon lainnya adalah Karbon Dioksida. Karbon dioksida, atau CO2, adalah senyawa linier alami yang tersusun dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan atom karbon. Senyawa ini adalah centrosymmetric dan karenanya tidak memiliki dipol bersih.CO2 tidak berwarna; Pada konsentrasi tinggi, ia memiliki bau asam yang tajam, namun pada konsentrasi yang lebih rendah, hal itu tidak berbau. Pada suhu dan tekanan standar, densitasnya adalah 1,98 kg / m3, sekitar 1,5 kali udara. Tidak ada keadaan cair pada tekanan di bawah 520 kPa; pada 1 atm, endapan gas langsung ke padatan pada suhu di bawah -78,5 ° C, dan padatan langsung ke gas di atas suhu ini. CO2 padat dikenal sebagai es kering.