Le carbone est présent sur Terre depuis la formation de celle-ci. Il existe sous forme de sédiments, charbon, pétrole, et également sous sa forme pure graphite, diamant. Les diamants naturels pouvant se trouver dans la kimberlite des cheminées d'anciens volcans, notamment en Afrique du Sud et dans l'Arkansas.
Trois isotopes du carbone sont connus: C ou carbone 12, d'abondance relative atteignant 98,9 % sur Terre, stable ; C , d'abondance relative variable (suivie par l'indice "delta C-13") d'environ 1,11%; stable.
carbone primaire : un atome de carbone voisin ; carbone secondaire : deux atomes de carbone voisins ; carbone tertiaire : trois atomes de carbone voisins ; carbone quaternaire : quatre atomes de carbone voisins.
Le carbone 12, noté 12C, est l'isotope du carbone dont le nombre de masse est égal à 12 : son noyau atomique compte 6 protons , 6 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique égale à 12 g/mol . Il est caractérisé par un excès de masse valant 0 eV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 680 keV.
Le carbone 12 a une masse de 12 u, u étant l'unité de masse atomique qui représente la masse d'un proton ou d'un neutron. Il possède alors six protons, le numéro atomique, et donc 6 neutrons. Le carbone 14 possède alors 8 neutrons et 6 protons, il a donc une masse de 14 u.
Le carbone 14 est ainsi utilisé pour dater des objets vieux de nos jours à 50 000 ans. La datation au carbone 14 est utilisée à la fois pour connaître l'âge d'un objet ou d'un événement, mais aussi pour suivre des processus : le carbone 14 sert donc de "chronomètre" et de "traceur".
Le Carbone tétragonal ou carbone sp3 :
Quand un atome de carbone est lié à quatre autres atomes on dit qu'il est tétragonal. Il est alors lié par 4 liaisons simples à ses 4 voisins. Il utilise ses quatre électrons de valence pour former les quatre liaisons et ne possède donc pas de doublet libre.
Qui n'est relié à aucun atome de carbone.
La tonne de CO2 s'y échange à environ 6 euros au- jourd'hui.
Le carbone naturel est constitué des deux isotopes stables 12C et 13C. Ce dernier est très minoritaire, mais joue un rôle important en RMN du carbone.
L'élément carbone découvert par Antoine Lavoisier en 1772 est principalement produit par nucléosynthèse dans les étoiles géantes rouges par fusion de trois noyaux d'hélium. Il est le quatrième élément le plus abondant dans l'Univers après l'hydrogène, l'hélium et l'oxygène.
L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers, suivi par l'hélium. Après eux, les abondances cessent de suivre les numéros atomiques : l'oxygène vient en troisième position, avec un numéro atomique de 8.
Le monoxyde de carbone est un gaz très dangereux : il ne se voit pas et ne sent rien. Mais quand on le respire, il prend la place de l'oxygène. On a mal à la tête, envie de vomir, on est très fatigué. On peut aussi s'évanouir ou même mourir.
rouge pour l'oxygène ; noir pour le carbone ; bleu clair pour l'azote ; blanc pour l'hydrogène.
Pour information, la température théorique de fusion du diamant à pression ambiante est de plus de 3'550°C, à peine au-dessus de la température de fusion du tungstène (3422°C), un métal particulièrement résistant.
Deux atomes de carbone en état d'hybridation sp2 sont unis par une double liaison, chacun est ensuite relié à deux hydrogènes. La molécule est constituée de deux « morceaux » de géométrie triangulaire plane reliés entre eux.
Lorsqu'un atome de carbone forme quatre liaisons avec quatre atomes différents, il est tétragonal. Ces liaisons sont des liaisons simples. Exemple : la molécule de méthane .
Celle-ci permet d'augmenter la diversité génétique de l'espèce cultivée soit par la création de nouvelles espèces végétales (ce qui est moins courant, mais parfois amusant), soit par l'introgression de gènes d'intérêt : résistances aux maladies ou au froid, systèmes de stérilité mâle etc.
Des molécules sont dites « isomères » lorsqu'elles ont la même formule brute mais des structures différentes. Le phénomène d'isomérie a été remarqué pour la première fois au XIXe siècle. À cette époque, les chimistes pensaient que les propriétés d'une substance dépendaient entièrement de sa formule brute.
En chimie quantique, l'hybridation des orbitales atomiques est le mélange des orbitales atomiques d'un atome appartenant à la même couche électronique de manière à former de nouvelles orbitales qui permettent de mieux décrire qualitativement les liaisons entre atomes.
Les datations au carbone 14 sont-elles toujours considérées comme infaillibles. De nouvelles techniques remettent cette certitude en doute. Si l'évolution des techniques a permis d'avancer considérablement sur la connaissance de notre histoire, il n'en reste pas moins que leur fiabilité est parfois contestée.
Plus le ratio est bas, plus la mort remonte à longtemps, puisque le carbone-14 a eu le temps de se désintégrer – il est, rappelons-le, radioactif ! Pour utiliser le carbone-14 en guise d'horloge, il faut donc savoir à quel rythme il se désintègre. C'est ce qu'on appelle sa demi-vie.