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維基少年:元素/碳

來自華夏公益教科書
顯示碳在元素週期表中的位置。
碳在元素週期表中的符號

它看起來、感覺、味道或聞起來像什麼?

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鑽石和石墨(鉛筆芯的材料)都是由碳製成的。

你知道嗎?

  • 碳在所有元素中具有最高的熔點,為 3652 °C(6605 °F)。
  • 科學界已知的絕大多數分子都含有碳。
  • 碳是大多數或所有生物體中四種主要元素之一(其他三種元素是氫、氧和氮)。
  • 當碳被加熱到非常高的溫度時,它會升華(直接從固體變為氣體)。

碳的外觀取決於碳形成的分子形狀。碳具有許多 同素異形體(參見維基百科文章)。最著名的碳形狀型別是鑽石。鑽石是透明的,但非常閃亮。它非常珍貴,是自然界中最硬的物質。在莫氏硬度計上,它是 10 號。低品質鑽石可以用其他形式的碳製成。鑽石還因其是少數幾種熱傳導性極好但導電性極差的物質之一而著稱。

另一種眾所周知的碳型別是石墨,用於鉛筆。石墨是灰色的而不是透明的,非常柔軟,在莫氏硬度計上的硬度約為 1。

它是怎麼被發現的,它是如何得名的?

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碳在史前時代就為古代人所知,他們在古代生產碳,以木炭的形式。這個名字源自拉丁語 carbo,意思是木炭。

它在哪裡被發現?

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碳在許多地方被發現。鑽石、石墨和石油都含有碳,並且都可以在地下找到。碳也存在於所有生物體中,存在於脂肪和糖等有機分子中。碳也以二氧化碳和其他化合物的形式存在於大氣中。有機化學是化學的一個分支,專門研究含碳化合物。一些科學家推測,如果沒有碳,生命根本不可能存在。另一些人認為,以 為基礎的生命是可能的。

一輛賽車。汽車的車身由鋼鐵製成,它燃燒石油,它在瀝青上行駛。所有這些物質都含有碳。駕駛汽車的人的體內含有碳,作為他(或她)身體的三種最重要的組成元素之一。汽車在燃燒石油時也會向大氣中釋放二氧化碳(你撥出的空氣)。

它的用途是什麼?

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鑽石通常用作裝飾品和珠寶。由於鑽石非常堅硬,因此有時用於製作刀片來切割東西,但這些刀片非常昂貴。石墨非常柔軟。因此,它經常用於鉛筆。“鉛”筆實際上是碳。

碳在熔爐中將鐵礦石中的氧氣分離出來,使有用的金屬鐵得以製造。大量碳用於鍊鐵。當碳在熔爐中與鐵一起加熱時,就會製造出鋼。

當碳與氫結合時,它會形成一個叫做“烴”的分子。碳氫化合物非常重要,因為它們被用作能源和燃料。石油,如你汽車中的汽油,是一種碳氫化合物,它被用來為車輛提供動力,以及製造潤滑油等其他用途。

碳有時用作“活性炭”過濾,幫助去除水中一些不需要的物質。

當碳以二維薄片的形式鋪開時,它會變成一種叫做石墨烯的碳型別。石墨烯可能在未來被用於製造計算機。

它有危險嗎?

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碳本身相對安全。但是,吸入煙塵或煙霧,其中含有碳,對你的肺部有害。碳是二氧化碳的一部分,二氧化碳與全球變暖有關。碳氫化合物不完全燃燒會釋放一氧化碳,這非常危險,因為它會阻止你血液中的血紅蛋白吸收氧氣,基本上會使你的細胞窒息,所以儘量不要吸入汽車的尾氣。

參考文獻

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華夏公益教科書