キーポイント
- 炭素にはいくつかの同素体、つまり異なる形で存在することができるものがあります。
- 炭素は4つの結合を作ることができ、多くの化合物に含まれているにもかかわらず、通常の条件下では非常に非反応性である。 14Cは放射性で、炭素を含む試料の年代測定(放射性年代測定)に使用されます。
用語
- half-life 放射性崩壊過程において、元の(崩壊していない)物質の半分になるまで必要な時間量です。
- 放射性年代測定法放射性原子の自然存在量とその残存崩壊生成物を比較することによって、物質を年代測定するために使用される技術。
- allotropes自然状態で見られる化学元素のさまざまな形。 周期表では14族に属し、非金属で4価の電子を持ち、共有結合を形成することができます。 最も一般的な炭素の同位体は、陽子6個、中性子6個で、原子質量は12.0107amuである。 基底状態の電子配置は1s22s22p2である。 酸化状態は4から-4で、電気陰性度はポーリングスケールで2.55である。
炭素の同素体
炭素にはいくつかの同素体、つまり異なる形態で存在するものがあります。 興味深いことに、炭素の同素体は物理的性質の広い範囲にわたっており、ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質であり、グラファイトは既知の物質の中で最も柔らかいものの1つです。 ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質であり、グラファイトは最も柔らかい物質である。ダイヤモンドは透明で、究極の研磨材であり、電気絶縁体や熱伝導体にもなる。 逆に、黒鉛は不透明で、非常に優れた潤滑剤であり、電気をよく通し、熱絶縁体である。 炭素の同素体としては、ダイヤモンドやグラファイトに限らず、バッキーボール(フラーレン)、アモルファスカーボン、グラッシーカーボン、カーボンナノフォーム、ナノチューブなどが挙げられる。
炭素の化学反応性
炭素化合物は地球上のすべての既知の生命の基礎を形成し、炭素-窒素サイクルによって太陽や他の星で生産されるエネルギーの一部を供給しています。 炭素は、他の炭素原子を含む小さな原子と、安定した共有結合を形成する親和性を持っている。 炭素は多くの化合物に含まれているが、通常の条件下では他の元素に比べて反応性が弱い。 標準的な温度と圧力では酸化されにくく、硫酸、塩酸、塩素、アルカリ金属とは反応しない。 高温では、炭素は酸素と反応して炭素酸化物を、金属と反応して金属炭化物を生成する。
炭素は強く安定した相互接続のC-C結合の非常に長い鎖を形成する能力を持っている。 この特性により、炭素はほぼ無限の化合物を形成することができます。実際、炭素を含む既知の化合物は、水素を除く他のすべての化学元素の化合物を合わせたよりも多くあります(ほとんどすべての有機化合物は水素も含むため)。 炭素12は98.93%を占め、炭素13は残りの1.07%を形成します。 生化学反応により13Cが識別されるため、生体物質では12Cの濃度がさらに高くなる。 NMR実験における炭素の同定は、13Cという同位体を用いて行われる。 14Cは炭素の放射性同位体で半減期は5730年である。 自然存在量は0.0000000001%と非常に少なく、β崩壊により14Nになります。
全部で15の炭素の同位体が知られていますが、そのうち最も寿命の短いものは8Cで、陽子放出とアルファ崩壊によって崩壊し、半減期は1.98739×10-21秒です。 その半径は、原子核が一定の密度を持つ球体である場合に予想されるよりもかなり大きいことを意味します。 このリソースでは、以下のソースを使用しました:
“Boundless”。
http://www.boundless.com/
Boundless Learning
CC BY-SA 3.0.
http://en.wikipedia.org/wiki/allotropes
Wikipedia
CC BY-SA 3.0. “Boundless “のソース。
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon
Wikipedia
CC BY-SA 3.0。
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eight_Allotropes_of_Carbon.png
Wikimedia%20Commons
CC BY-SA 3.0.