炭素 (原子番号 6 または C) に関する 10 の事実
生命の化学的基礎
テトラ画像/ゲッティイメージズ
すべての生物にとって最も重要な要素の 1 つは炭素です。炭素は、原子番号が 6 で元素記号が C の元素です。10 の興味深い炭素の事実を次に示します。
- 炭素は、すべての生物に存在する有機化学の基礎です。最も単純な有機分子は、水素に化学的に結合した炭素で構成されています。他の多くの一般的な有機物には、酸素、窒素、リン、および硫黄も含まれます。
- 炭素は、それ自体や他の多くの化学元素と結合できる非金属であり、1,000 万を超える化合物を形成します。他のどの元素よりも多くの化合物を形成するため、「元素の王様」と呼ばれることもあります。
- エレメンタルカーボン 最も硬い物質の 1 つ (ダイヤモンド) または最も柔らかい物質の 1 つ (グラファイト) の形を取ることができます。
- 炭素は星の内部で作られていますが、ビッグバンでは生成されませんでした。炭素は、トリプルアルファプロセスを介して巨大および超巨星で作られています。このプロセスでは、3 つのヘリウム原子核が融合します。大質量星が超新星になると、炭素が飛散し、次世代の星や惑星に取り込まれる可能性があります。
- 炭素化合物には無限の用途があります。その元素の形で、 ダイヤモンド 宝石であり、穴あけ/切断に使用されます。グラファイトは、潤滑剤として鉛筆に使用され、錆から保護します。炭は毒素、味、臭いを取り除くために使用されます。同位体炭素 14 は、放射性炭素年代測定で使用されます。
- 炭素は元素の中で最高の融点/昇華点を持っています。ダイヤモンドの融点は約 3550°C で、炭素の昇華点は約 3800°C です。ダイヤモンドをオーブンで焼いたり、フライパンで調理したりしても、無傷で済みます。
- 純粋な炭素は自然界に自由に存在し、先史時代から知られていました。古代から知られているほとんどの要素は 1 つにしか存在しませんが、 同素体 、純粋な炭素は、グラファイト、ダイヤモンド、および非晶質炭素 (すす) を形成します。フォームは互いに非常に異なって見え、異なるプロパティを表示します。たとえば、グラファイトは導電体ですが、ダイヤモンドは絶縁体です。炭素の他の形態には、フラーレン、グラフェン、カーボンナノフォーム、ガラス状炭素、および Q-カーボン (磁性および蛍光性) が含まれます。
- 「炭素」という名前の由来はラテン語に由来します カルボ 、木炭用。木炭を表すドイツ語とフランス語の単語は似ています。
- すすなどの微粒子を吸入すると、肺組織に損傷を与える可能性がありますが、純粋な炭素は無毒であると考えられています。グラファイトと木炭は、食べても安全だと考えられています。カーボンナノ粒子は人間には無毒ですが、ショウジョウバエには致命的です。
- 炭素は、宇宙で 4 番目に豊富な元素です (水素、ヘリウム、および酸素は、質量でより多い量で見つかります)。地球の地殻で 15 番目に豊富な元素です。
炭素に関するその他の事実
- カーボンは通常 原子価 つまり、各炭素原子は他の 4 つの原子と共有結合を形成できます。 +2 の酸化状態は、一酸化炭素などの化合物にも見られます。
- 炭素の 3 つの同位体が自然に発生します。炭素 12 と炭素 13 は安定していますが、炭素 14 は放射性で、半減期は約 5730 年です。宇宙線が窒素と相互作用すると、上層大気で炭素-14が形成されます。炭素 14 は大気や生物中に存在しますが、岩石にはほとんど存在しません。 15 の既知の炭素同位体があります。
- 無機炭素源には、二酸化炭素、石灰岩、ドロマイトが含まれます。有機源には、石炭、石油、泥炭、およびメタンクラスレートが含まれます。
- カーボンブラックは入れ墨に使用された最初の顔料でした。アイスマンのエッツィにはカーボン タトゥーがあり、それは彼の生涯を通じて残り、5200 年経った今でも見ることができます。
- 地球上の炭素量はほぼ一定です。それは、炭素循環を介してある形態から別の形態に変換されます。炭素循環では、光合成植物は空気や海水から炭素を取り込み、光合成のカルビン サイクルを介してグルコースやその他の有機化合物に変換します。動物はバイオマスの一部を食べ、二酸化炭素を吐き出し、炭素を大気に戻します。
ソース
- デミング、アンナ（2010）。 「エレメントの王様？」.ナノテクノロジー。 21(30):300201.どい: 10.1088/0957-4484/21/30/300201
- ライド、D. R.、編。 （2005）。 化学と物理のCRCハンドブック （第86版）。ボカラトン (FL): CRC プレス。 ISBN 0-8493-0486-5。
- スミス、TM。 Cramer、WP。ディクソン、RK。リーマンズ、R。 Neilson、RP。ソロモン、AM (1993)。 「地球規模の地球炭素循環」。 水、大気、土壌汚染 . 70: 19–37.ドイ: 10.1007/BF01104986
- ウェスト、ロバート（1984）。 CRC、化学と物理学のハンドブック .フロリダ州ボカ・ラトン：ケミカル・ラバー・カンパニー・パブリッシング。 pp。E110。 ISBN 0-8493-0464-4。