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The mineralogy of Carbon
| General Properties | |
|---|---|
| Symbol: | C |
| Atomic Number: | 6 |
| Standard atomic weight (Ar): | 12.0107(8) |
| Electron configuration: | [He] 2s2 2p2 |
| Photos | ||
|---|---|---|
| < | Glassy carbon and a 1cm³ graphite cube | > |
| Atomic Properties | |
|---|---|
| Electronegativity (Pauling scale): | 2.55 |
| Atomic Radius: | 67 pm |
| Ionic Radius: | 16 pm (+4) |
| Van der Waals Radius: | 170 pm |
| 1st Ionization energy: | 1087 kJ/mol |
| 1st Electron affinity: | -154 kJ/mol |
| Oxidation States: | -4,-3,-2,-1,1,2,3,4 |
| Physical Properties | |
|---|---|
| Standard State: | solid |
| Bonding Type: | covalent network |
| Melting Point: | 3823 K |
| Boiling Point: | 4300 K |
| Density: | 2.26 g/cm3 |
| Metal/Non-Metal: | nonmetal |
| Main isotopes of Carbon | ||||
|---|---|---|---|---|
| Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
| 11C | synthetic | 20min | β+ | 11B |
| 12C | 98.9% | stable | ||
| 13C | 1.1% | stable | ||
| 14C | trace | 5730y | β− | 14N |
| Main ions of Carbon | ||||
|---|---|---|---|---|
| Name | Ion | Example minerals | ||
| carbonate | CO32- | Calcite, Dolomite, Rhodochrosite, Siderite | ||
| hydrogen carbonate (bicarbonate) | HCO3- | |||
| Other Information | |
|---|---|
| Year Discovered: | 3750 BC |
| Discovered By: | Egyptians and Sumerians |
| Recognised as an element: | 1789 |
| Recognised By: | |
| Named For: | from Latin: carbo - coal |
| CPK color coding: | #909090 |
| External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
| Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Sulfides | carbon disulphide | CS2 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selenides | carbon diselenide | CSe2 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydrides | methane | CH4 | +4 | Methane Ice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorides | carbon tetrafluoride | CF4 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chlorides | carbon tetrachloride | CCl4 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bromides | carbon tetrabromide | CBr4 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iodides | carbon tetraiodide | CI4 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxides | carbon dioxide | CO2 | +4 | Carbon Dioxide Ice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| carbon monoxide | CO | +2 | Carbon Monoxide Ice | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| carbon suboxide | C3O2 | +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Carbon as a chromophore in minerals and gems | |
|---|---|
| Chromophore | Description |
| CO3- | maxixe beryl owes its blue colour to an admixture of CO2-3 and HCO-3 free radical ions which decompose to CO-3 under the influence of prolonged natural radiation. |
| Mineral Diversity of Carbon | |
|---|---|
| 1. Elements | 17 valid mineral species |
| 3. Halides | 5 valid mineral species |
| 4. Oxides | 13 valid mineral species |
| 5. Carbonates | 283 valid mineral species |
| 6. Borates | 9 valid mineral species |
| 7. Sulfates | 22 valid mineral species |
| 8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 15 valid mineral species |
| 9. Silicates | 54 valid mineral species |
| 10. Organic Compounds | 82 valid mineral species |
| Total: | 500 valid species containing essential Carbon |
| Minerals with the greatest weight % of Carbon | ||
|---|---|---|
| Chaoite | C | 100.00 % |
| Lonsdaleite | C | 100.00 % |
| Graphite | C | 100.00 % |
| Tartarosite | C | 100.00 % |
| Diamond | C | 100.00 % |
| Carpathite | C24H12 | 95.97 % |
| Hokkaidoite | C22H12 | 95.62 % |
| Idrialite | C22H14 | 94.93 % |
| Ravatite | C14H10 | 94.34 % |
| Freitalite | C14H10 | 94.34 % |
| Geochemistry of Carbon | |
|---|---|
| Goldschmidt classification: | Atmophile |
| C4+ is one of the eight most abundant solutes in average river water. | |
| C4- forms minerals with Si4+. | |
| Elemental Carbon in Nature | ||
|---|---|---|
| Found as native element: | Diamond | C |
| Lonsdaleite | C | |
| Shungite (1) | ||
| Chaoite | C | |
| Elemental Abundance for Carbon | ||
|---|---|---|
| Crust (CRC Handbook) | 2.00 x 10-4 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Greenwood) | 1.80 x 10-4 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Wänke) | 3.76 x 10-3 | mass fraction, kg/kg |
| Sea Water (CRC Handbook) | 2.8 x 10-5 | mass per volume fraction, kg/L |
| Sea Water (Kaye & Laby) | 2.8 x 10-5 | mass per volume fraction, kg/L |
| Atmosphere (NASA) | 397ppm | as CO2 |
| The Sun (Kaye & Laby) | 1.0 x 101 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Kaye & Laby) | 1.0 x 101 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Ahrens) | 1.01 x 101 | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
| Element association of Carbon in the Mineral World | |||
|---|---|---|---|
| This table compares the known valid mineral species listed listed with Carbon and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Carbon and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Carbon. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
| Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Boron << Carbon >> Nitrogen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||



































