How big is Karbona atomo?

Karbona atomo havas ses elektronojn ĉirkaŭ nukleo de ses protonoj kaj, kutime, ses neŭtronoj. Se oni mezuras ĝin same kiel la hidrogenan atomon de la esplorilo, nome kiel la duoblon de la distanco, ĉe kiu ĝiaj plej eksteraj elektronoj plej probable troviĝas, ĝi estas ĉirkaŭ 0,13 nanometrojn larĝa, aŭ 130 pikometrojn. Nanometro estas miliardono de metro, kaj pikometro estas milono de nanometro.

Grando

Atomo ne havas rigidan formon nek grandon, tial ekzistas pluraj manieroj difini ĝin, kaj ĉiu donas alian nombron. La ĉi tie uzata nombro venas el kalkuloj pri tio, kie la elektronoj plej probable troviĝas. Du el la ses elektronoj de karbono restas proksime de la nukleo, kaj la ceteraj kvar situas pli for, kiel montras la bildo de la esplorilo. La eksteraj kvar plej probable troviĝas ĉirkaŭ 65 pikometrojn de la nukleo, do la atomo estas ĉirkaŭ 130 pikometrojn larĝa.

Por atomoj en molekuloj kemiistoj ofte uzas alian mezuron. La kovalenta radiuso estas la duono de la distanco inter la centroj de du ligitaj atomoj. Du karbonaj atomoj, kunigitaj per simpla ligo, distas averaĝe je 154 pikometroj, do laŭ tiu mezuro karbona atomo estas ĉirkaŭ 150 pikometrojn larĝa.

La radiuso de Van der Waals mezuras anstataŭe, kiom proksimen povas alproksimiĝi du apartaj atomoj, antaŭ ol ili forpuŝas unu la alian. Laŭ tiu mezuro karbona atomo estas ĉirkaŭ 340 pikometrojn larĝa.

Komparoj de grando

Karbona atomo estas ĉirkaŭ 1,2 fojojn pli larĝa ol hidrogena atomo, kiu laŭ la sama mezuro estas 106 pikometrojn larĝa.
Ĉirkaŭ 15 karbonaj atomoj, vicigitaj unu apud alia, atingus la larĝon de la duobla helico de DNA, kiu estas ĉirkaŭ 2 nanometrojn larĝa.
Ĉirkaŭ 600 000–800 000 karbonaj atomoj, vicigitaj unu apud alia, atingus la dikecon de homa haro.
Se karbona atomo pligrandiĝus ĝis la grando de korbopilko, kiu estas ĉirkaŭ 24 centimetrojn larĝa, homa haro estus ĉirkaŭ 150–185 kilometrojn dika.

Kiel karbonaj atomoj kunligiĝas

Karbonaj atomoj emas formi kvar ligojn, kaj ili povas kunligiĝi en ĉenoj de multaj diversaj longoj. Tiu kapablo formi ĉenojn de multaj longoj estas la kialo, pro kiu karbono estas esenca por la vivo. Duobla ligo alproksimigas du karbonajn atomojn pli ol simpla ligo, ĝis distanco de 134 pikometroj, kaj triobla ligo ĝis 120 pikometroj.

Pura karbono ekzistas en pluraj formoj, inkluzive de diamanto, grafito kaj grafeno. Diamanto estas sufiĉe malmola por tranĉi rokon, dum grafito estas mola. Grafeno estas tavolo de karbonaj atomoj dika nur je unu atomo, kunligitaj en ŝablono de heksagonoj, simila al kokeja drataĵo.

Vidi unuopajn karbonajn atomojn

Unuopaj karbonaj atomoj estas multe tro malgrandaj por lummikroskopo, sed ili estis viditaj per elektronaj mikroskopoj. En 2008 esploristoj ĉe la Nacia Laboratorio Lawrence Berkeley uzis la mikroskopon TEAM 0.5 por fari bildojn, kiuj montras ĉiun karbonan atomon en tavolo de grafeno. Grafeno estas rompebla, tial ili uzis pli mildan elektronan radion kun pli malalta energio; la radio tamen distingis detalojn, kiuj distas unu de la alia je 1 angstromo (100 pikometroj).

Pesado de atomoj

Karbono ankaŭ starigas la skalon por la pesado de atomoj. Ekde 1960 karbono-12, la formo de karbono kun ses neŭtronoj, estas la referenco por atomaj masoj. La uzata unuo, la daltono, estas difinita kiel unu dekduono de la maso de atomo de karbono-12. Ĉirkaŭ 99 % de la karbono sur la Tero estas karbono-12.