カーボン

炭素の化学

化学の一種である有機化学は、炭素とその化合物に関するものである。炭素は多くの種類の化合物をつくります。炭化水素は、炭素と水素を含む分子です。メタン、プロパン、その他多くの燃料は炭化水素です。人々が日常的に使っている物質の多くは、有機化合物です。

炭素、水素、窒素、酸素、そして硫黄やリンなどのいくつかの元素が一緒になって地球上のほとんどの生命を形成している（「生物学的に重要な元素のリスト」を参照）。炭素はそれ自身と他の元素とで強い結合を形成することができるので、非常に多くの有機化合物を形成しています。生物に含まれる炭素の量から、すべての有機物は「炭素系」とみなされる。各炭素原子は4つの単一共有結合を形成することができる。これらの結合により、炭素はプラスチックのようなポリマーと呼ばれる長い鎖状の分子を形成することができる。

語源

炭素の名前は、ラテン語で炭を意味するcarboに由来する。多くの外国語では、炭素、石炭、炭は同義語である。

カーボンの種類

自然界に存在する炭素は、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレンという3つの同素体で存在する。黒鉛は粘土と一緒で、鉛筆に入っています。とても柔らかい。その中の炭素原子はリングを作り、それが重なり合ってとても滑りやすくなっています。ダイヤモンドは最も硬い天然鉱物です。フラーレンは、「サッカーボール」のような形をした炭素です。主に科学の分野で注目されている。カーボンナノチューブは、人工的に作られたチューブ状の炭素の同素体です。カーボンナノチューブは非常に硬いので、防具に使われるかもしれません。ナノチューブはナノテクノロジーに役立つかもしれません。

炭素の化合物は1,000万種類も知られている。

 

a) ダイヤモンド、b) グラファイト、c) ロンズダライト、d-f) フラーレン（C60, C540, C70）、g) アモルファスカーボン、h) カーボンナノチューブ。

放射性炭素年代測定法

炭素の放射性同位体である炭素14は、ある物体が何年前のものか、あるいは何かがいつ死んだのかを知るために使うことができる。地表にあるものが炭素を取り込んでいる間は、炭素14の量は変わりません。炭素を取り込まなくなると、炭素14の量は減ります。炭素14の半減期（放射性同位元素の半分がなくなるまでの時間）は5730年なので、炭素14がどれだけ残っているかで、その物体が何年前のものかを知ることができるのです。

ここで、カーボンは

炭素は宇宙のいろいろなところにある。古い星で最初に作られた。炭素は太陽の中で4番目に多い元素です。金星と火星の大気は、ほとんどが二酸化炭素です。

炭素は人体や他の生物にとって重要な元素であり、人体では全重量の23％を占め、2番目に多い元素である。また、多くの生体分子（生命に使われる分子）の重要な構成要素でもある。

地球上の炭素のほとんどは石炭である。黒鉛はスリランカ、マダガスカル、ロシアなど多くの（典型的な砂漠）地域にある。ダイヤモンドは希少で、主にアフリカで発見されている。炭素は一部の隕石にも含まれている。

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