炭素の事実 - 原子番号 6 または C

炭素の化学的および物理的性質

グラファイトとダイヤモンドは、元素炭素の 2 つの形態または同素体です。ジェフリー・ハミルトン/ゲッティイメージズ

炭素は、記号 C を持つ周期表の原子番号 6 の元素です。この非金属元素は、主に他の原子と 4 つの共有化学結合を形成できる 4 価状態のために、生物の化学の鍵です。この重要で興味深い要素に関する事実を次に示します。

炭素の基本事実

原子番号 : 6

シンボル： ハ

原子量 : 12,011

発見： 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。最も初期の既知の形態は、木炭とすすでした。ダイヤモンドは、少なくとも紀元前 2500 年には中国で知られていました。ローマ人は、空気を遮断するために蓋をした容器の中で木炭を加熱することによって木炭を作る方法を知っていました。ルネ・アントワーヌ・フェルショー・ド・レオミュールは、1722 年に炭素の吸収によって鉄が鋼に変換されることを示しました。1772 年、アントワーヌ・ラヴォアジエは、ダイヤモンドと木炭を加熱し、1 グラムあたりの放出二酸化炭素を測定することにより、ダイヤモンドが炭素であることを証明しました。

電子配置: [He]2s²2p²

語源: ラテン カルボ 、ドイツのコーレンストフ、フランスの炭素：石炭または木炭

同位体: 炭素には 7 つの天然同位体があります。 1961 年、国際純粋応用化学連合は原子量の基礎として同位体炭素 12 を採用しました。炭素 12 は自然に発生する炭素の 98.93% を占め、炭素 13 は残りの 1.07% を形成します。生化学反応は、炭素 13 よりも炭素 12 を優先的に使用します。炭素 14 は、自然界に存在する放射性同位体です。宇宙線が窒素と相互作用するときに大気中で作られます。半減期が短い (5730 年) ため、同位体は岩石にほとんど存在しませんが、崩壊は生物の放射性炭素年代測定に使用できます。炭素の 15 の同位体が知られています。

プロパティ： 炭素は、自然界では 3 つの場所で自由に発見されます。 同素形 : アモルファス (ランプブラック、ボーンブラック)、グラファイト、ダイヤモンド。 4 番目の形態である「白い」炭素が存在すると考えられています。炭素の他の同素体には、グラフェン、フラーレン、ガラス状炭素などがあります。ダイヤモンドは、融点と屈折率が高く、最も硬い物質の 1 つです。一方、グラファイトは非常に柔らかいです。炭素の特性は、その同素体に大きく依存します。

用途: カーボンフォーム 無限の用途を持つ多種多様な化合物。何千もの炭素化合物が生命プロセスに不可欠です。ダイヤモンドは宝石として珍重され、切断、穴あけ、ベアリングとして使用されます。グラファイトは、金属を溶かすためのるつぼ、鉛筆の中で、防錆、潤滑、原子核分裂のための中性子を減速させる減速材として使用されます。アモルファスカーボンは、味や臭いを取り除くために使用されます。

要素の分類: 非金属

毒性 : 純炭素は無毒とされています。木炭やグラファイトとして食べたり、入れ墨のインクを作るのに使われたりします.ただし、炭素の吸入は肺組織を刺激し、肺疾患につながる可能性があります。炭素は、タンパク質、核酸、炭水化物、脂肪の構成要素であるため、生命にとって不可欠です。

ソース : 炭素は、水素、ヘリウム、酸素に次いで、宇宙で 4 番目に多い元素です。地球の地殻で 15 番目に豊富な元素です。要素は、トリプルアルファプロセスを介して巨大および超巨星に形成されます。星が超新星として死ぬと、爆発によって炭素が飛散し、新しい星や惑星に統合された物質の一部になります。

炭素物理データ

密度 (g/cc): 2.25 (グラファイト)

融点 (K): 3820

沸点 (K): 5100

外観： 濃い黒（カーボンブラック）

原子体積 (cc/モル): 5.3

イオン半径 : 16 (+4e) 260 (-4e)

比熱 (@20°C J/g mol): 0.711

デバイ温度 (°K): 1860.00

ポーリング否定数: 2.55

最初のイオン化エネルギー (kJ/mol): 1085.7

酸化状態 : 4、2、-4

格子構造: 対角線

格子定数 (Å): 3,570

結晶構造: 六角

電気陰性度: 2.55 (ポーリングスケール)

原子半径: 午後70時

原子半径 (計算): 午後67時

共有半径 : 午後77時

ファンデルワールス半径 : 午後170時

磁気注文: 反磁性

熱伝導率 (300 K) (グラファイト): (119–165) W・m−1・K−1

熱伝導率 (300 K) (ダイヤモンド): (900–2320) W・m−1・K−1

熱拡散率 (300 K) (ダイヤモンド): (503–1300) mm²/秒

モース硬度 (グラファイト): 1-2

モース硬度 （ダイヤモンド）： 10.0

CAS登録番号 : 7440-44-0

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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。
• 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：Chemical Rubber Company Publishing。 pp。E110。 ISBN 0-8493-0464-4。