Le carbone (C), également appelé carbone, est un non-métal avec le numéro atomique 6. Il est placé dans le groupe 14 du tableau périodique et est fondamental pour toute forme de vie que nous connaissons. Le carbone est l’un des éléments les plus polyvalents et se trouve dans des composés organiques et inorganiques.
1. Introduction au carbone
Le carbone est la brique de base de la vie. Chaque atome de carbone possède 6 protons, typiquement 6 neutrons et 6 électrons. La capacité du carbone à former des liaisons chimiques fortes – surtout avec lui-même – permet la formation de milliers de molécules complexes, des gaz simples à l’ADN et aux protéines.
2. Propriétés physiques et chimiques
Le carbone existe sous plusieurs allotropes avec des propriétés très différentes :
- Graphite : Doux et conducteur. Utilisé dans les crayons et les piles.
- Diamant : Un des matériaux les plus durs connus. Transparent et isolant.
- Carbone amorphe : Poudre noire que l’on trouve par exemple dans le charbon de bois et la suie.
Le carbone possède quatre électrons de valence et peut former quatre liaisons covalentes. Cela le rend extrêmement flexible dans la formation de molécules.
3. Isotopes du carbone
Le carbone possède trois isotopes présents naturellement :
- Carbone-12 (¹²C) : 6 protons et 6 neutrons. Le plus courant.
- Carbone-13 (¹³C) : 6 protons et 7 neutrons. Utilisé en recherche.
- Carbone-14 (¹⁴C) : 6 protons et 8 neutrons. Radioactif et utilisé pour la datation au carbone.
Le carbone-14 se décompose avec le temps et est utilisé pour dater des matériaux organiques jusqu’à environ 50 000 ans.
4. Applications industrielles
Le carbone est largement utilisé dans l’industrie et la technologie :
| Application | Description |
| Acier et alliages | Le carbone est ajouté au fer pour former de l’acier avec différentes duretés. |
| Filtration et médecine | Le charbon actif est utilisé pour éliminer les toxines et les odeurs. |
| Chimie organique | Presque tous les composés organiques sont à base de carbone – des plastiques aux médicaments. |
5. Présence naturelle et sécurité
Le carbone se trouve dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone (CO₂), dans le sol comme matière organique et dans le sous-sol comme combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel). Dans les organismes vivants, il constitue la colonne vertébrale des glucides, des protéines, des lipides et de l’ADN.
Le carbone en soi n’est pas toxique, mais certains composés à base de carbone comme le monoxyde de carbone (CO) peuvent être mortels même en petites quantités.
