碳是所有生物最重要的元素之一。碳是原子序数为6且元素符号为C的元素。以下是10个有趣的碳事实:
1、碳是一种非金属,可以与自身和许多其他化学元素结合,形成超过一千万种化合物。由于它比任何其他元素形成更多的化合物,因此有时称为“元素之王”。
2、元素碳可以采用一种最坚硬的物质(钻石)或一种最柔软的物质(石墨)的形式。
3、碳是在恒星内部制造的,尽管它不是在大爆炸中产生的。碳是通过三重阿尔法过程在巨型和超巨型恒星中制成的。在此过程中,三个氦核融合。当巨大的恒星变成超新星时,碳会散射,并可以并入下一代恒星和行星。
4、碳化合物有无限的用途。钻石在元素形态上是钻石,用于钻孔/切割。石墨在铅笔中用作润滑剂,并防止生锈。而木炭则用于去除毒素,味道和气味。同位素Carbon-14用于放射性碳测年。
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5、碳具有元素最高的熔点/升华点。钻石的熔点约为3550°C,碳的升华点约为3800°C。如果您在烤箱中烘烤钻石或在平底锅中将其煮熟,则钻石将毫发无损。
6、纯碳自然存在于自然界,自史前时代就已为人所知。尽管自古以来已知的大多数元素仅存在于一种同素异形物中,但纯碳形成石墨,钻石和无定形碳(烟灰)。表单看起来彼此非常不同,并且显示不同的属性。例如,石墨是电导体,而金刚石是绝缘体。碳的其他形式包括富勒烯,石墨烯,碳纳米泡沫,玻璃碳和Q-碳(具有磁性和荧光性)。
7、“ carbon”这个名字的起源来自拉丁词carbo,即木炭。木炭的德语和法语单词相似。
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8、纯碳被认为是无毒的,尽管吸入诸如烟灰之类的细颗粒会损害肺组织。石墨和木炭被认为足以安全食用。碳纳米颗粒虽然对人体无毒,但对果蝇却是致命的。
9、碳是宇宙中含量第四高的元素(按质量计算,氢,氦和氧的含量更高)。它是地壳中第15个最丰富的元素。
10、碳是有机化学的基础,因为它存在于所有活生物体中。最简单的有机分子由化学键合到氢上的碳组成。许多其他常见的有机物还包括氧,氮,磷和硫。
更多碳常识
碳原子的化合价通常为+4,这意味着每个碳原子可与其他四个原子形成共价键。在一氧化碳等化合物中也可见到+2氧化态。
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天然存在三种碳同位素。碳12和碳13稳定,而碳14具有放射性,半衰期约为5730年。当宇宙射线与氮相互作用时,碳14在高层大气中形成。尽管碳14存在于大气和生物中,但岩石几乎完全不存在。有15种已知的碳同位素。
无机碳源包括二氧化碳,石灰石和白云石钻石。有机物包括煤,石油,泥炭和甲烷包合物。
炭黑是用于纹身的第一种颜料。冰人奥兹(Ötzi)的碳纹身在他的一生中都可以承受,并且在5200年后仍然可见。
地球上的碳量相当恒定。它通过碳循环从一种形式转变为另一种形式。在碳循环中,光合作用植物从空气或海水中吸收碳,并通过加尔文光合作用循环将其转化为葡萄糖和其他有机化合物。动物吃掉一些生物质并呼出二氧化碳,将碳返回到大气中。