発見された場所にある天然の炭素とその性質、用途



の 炭素の性質 それは他の多くのシナリオの中でも、ダイヤモンド、油と落書きで見つけることができます。この化学元素は周期表の6番目の場所を占めており、水平方向の行または周期2、列14の中に置かれている。つまり、共有電子の4つの化学結合または共有結合を確立できます。.

炭素は地球の地殻に最も豊富に存在する元素です。この豊富さ、有機化合物の形成におけるその独特の多様性、そして地球上で一般的に見られる温度で巨大分子またはポリマーを形成するその優れた能力は、それをすべての既知の生命体の共通要素として機能させる。.

炭素は、黒鉛とダイヤモンドの形で結合することなく、化学元素として自然界に存在します。しかしながら、大部分はそれが組み合わされて炭酸カルシウム（ＣａＣＯ）のような化学的炭素化合物を形成する。3）および石油および天然ガス中の他の化合物.

それはまた無煙炭、石炭、亜炭および泥炭のようないくつかのミネラルを形成する。炭素の最も重要な点は、それがいわゆる「生命のビルディングブロック」を構成し、すべての生物に存在するということです。.

索引

  • 1炭素はどこにあり、どんな形であるのか?
    • 1.1クリスタル形状
    • 1.2無定形
    • 1.3石油、天然ガス、瀝青
  • 2物理的および化学的性質
    • 2.1化学記号
    • 2.2原子番号
    • 2.3物理的状態
    • 2.4色
    • 2.5原子量
    • 2.6融点
    • 2.7沸点
    • 2.8密度
    • 2.9溶解度
    • 2.10電子構成
    • 2.11外層または原子価層の電子数
    • 2.12リンク容量
    • 2.13カテナシオン
  • 3生物地球化学サイクル
    • 3.1光合成
    • 3.2呼吸と分解
    • 3.3地質学的プロセス
    • 3.4人間活動の干渉
  • 4つの用途
    • 4.1石油と天然ガス
    • 4.2グラファイト
    • 4.3ダイヤモンド
    • 4.4無煙炭
    • 4.5ハードコール
    • 4.6亜炭
    • 4.7ピート
  • 5参考文献

炭素はどこにあり、どんな形であるのか?

生命のすべての形態に共通の化学成分であることに加えて、天然の炭素は3つの結晶形態で存在します：ダイヤモンド、グラファイトとフラーレン.

石炭の無定形鉱物形態（無煙炭、亜炭、石炭、ピート）、液体形態（様々な油）およびソーダ（天然ガス）もある。.

クリスタル形状

結晶形では、炭素原子が結合して幾何学的空間配置を有する規則正しいパターンを形成する。.

グラファイト

それは光沢または金属光沢があり、熱に強い（耐火）黒い色の柔らかい固体です。その結晶構造は六角形の環に結合した炭素原子を提示し、それが今度は一緒に結合してシートを形成します.

黒鉛鉱床は乏しく、中国、インド、ブラジル、北朝鮮、カナダで発見されています。.

ダイヤモンド

それは非常に硬い固体であり、光の通過に対して透明であり、グラファイトよりもはるかに密度が高い。ダイヤモンドの密度の値はグラファイトの密度のほぼ2倍に等しい。.

ダイヤモンドの炭素原子は四面体型に結合します。同様に、ダイヤモンドは非常に高い温度と圧力（３０００℃）の条件下に置かれたグラファイトから形成される。 °Cと100 000気圧）.

ほとんどのダイヤモンドはマントルの深さ140〜190 kmの間にあります。マグマは、深部火山噴火を通じて地表近くの距離までそれらを輸送することができます。.

アフリカ（ナミビア、ガーナ、コンゴ民主共和国、シエラレオネ、南アフリカ）、アメリカ（ブラジル、コロンビア、ベネズエラ、ガイアナ、ペルー）、オセアニア（オーストラリア）、アジア（インド）にはダイヤモンド産地があります。.

フレレノス

それらは、サッカーボールのように、ほぼ球形の分子の中に60個と70個の炭素原子のクラスターを形成する炭素の分子形です。.

２０個の炭素原子より小さいフラーレンもある。フラーレンのいくつかの形態はカーボンナノチューブおよび炭素繊維を含む。.

無定形

非晶質形態では、炭素原子は結合せず、規則正しく規則的な結晶構造を構成する。代わりに、それらは他の元素からの不純物さえ含んでいます.

無煙炭

その形成は一次または古生代の時代、石炭紀の時代にさかのぼるので、それは最も古い変成鉱物石炭（それは温度、圧力または流体の化学作用の影響による岩石の改質から来る）です。.

無煙炭は、この元素の含有量が高い、86〜95％の炭素の非晶形です。グレーブラックとメタリックの光沢で、重くてコンパクトです.

一般的に、無煙炭は地質学的変形地域に見られ、世界の石炭埋蔵量の約1％を占めています。.

地理的にはカナダ、アメリカ、南アフリカ、フランス、イギリス、ドイツ、ロシア、中国、オーストラリア、コロンビアで見られます。.

ハードコール

それは鉱物、有機起源の堆積岩で、その形成は古生代と中生代の時代にさかのぼります。 75〜85％の炭素含有量.

それは黒色であり、それは高含量の瀝青質物質を有するので、不透明で艶消しかつ油っぽい外観を有することを特徴とする。それは、古生代、石炭紀および二畳紀の褐炭の圧縮によって形成されます。.

それは地球上で最も豊富な形の石炭です。アメリカ、イギリス、ドイツ、ロシア、そして中国に大きな石炭鉱床があります。.

褐炭

それは、圧縮（高圧）によって泥炭から三次時代に形成された化石鉱物石炭です。石炭よりも炭素含有量が少なく、70〜80％.

それは、ややコンパクト（他の炭素鉱物と区別される特徴）、茶色、または黒色の材料です。その質感は木材の質感に似ており、その炭素含有量は60〜75％の範囲です.

それはピートより低い発熱量そして低い含水量の、容易な点火の燃料です、.

ドイツ、ロシア、チェコ共和国、イタリア（ベネト地域、トスカーナ、ウンブリア）およびサルデーニャには、重要な亜炭鉱山があります。スペインでは、褐炭鉱床はアストゥリアス、アンドラ、サラゴサ、ラコルニャにあります。.

ピート

それは有機形成の材料であり、その形成は第四紀時代から来ています。.

茶色がかった黄色で、低密度の海綿状の塊のように見えます。そこには、起源の場所から植物が残っているのがわかります。.

上記の石炭とは異なり、泥炭は木質材料や木の炭化のプロセスから来るものではありませんが、湿地での植物 - 主にハーブやコケ - の蓄積によって完成していない炭化プロセスによって形成されています。.

泥炭は水分を多く含んでいます。このため、使用前に乾燥と圧縮が必要です。.

それは低炭素含有量（わずか55％）を持っています。それ故、それは低いエネルギー値を有する。燃焼を受けると、その灰の残留物は豊富にあり、大量の煙を放出します.

アルゼンチン、チリ、スペイン（Espinosa de Cerrato、パレンシア）、ドイツ、デンマーク、オランダ、ロシア、フランスに重要な泥炭堆積物があります。.

石油、天然ガス、瀝青

石油（ラテン語から） ペトラ, それは「石」を意味します。そして 発煙硫酸, これは「油」を意味します：「ロックオイル」）は有機物の嫌気性バクテリア分解（酸素の不在下）によって作り出される多くの有機化合物の混合物 - ほとんどの炭化水素 - です.

それは、何百万年もかかる過程で、深部で、そして特別な条件下で物理的（高圧および高温）および化学的（特定の触媒化合物の存在）の両方で形成された。.

この過程でCとHが有機組織から放出され、再び結合して結合し、それらの性質に応じて混合され、天然ガス、石油、瀝青を形成します。.

地球の油田は主にベネズエラ、サウジアラビア、イラク、イラン、クウェート、アラブ首長国連邦、ロシア、リビア、ナイジェリア、カナダにあります。.

ロシア、イラン、ベネズエラ、カタール、アメリカ、サウジアラビア、アラブ首長国連邦などに天然ガスの埋蔵量があります。.

物理的および化学的性質

炭素特性の中で我々は以下のことを述べることができる：

化学記号

C.

原子番号

6.

物理的な状態

通常の圧力と温度（1気圧と25気圧の条件下）で固体 °C）.

色

グレー（グラファイト）と透明（ダイヤモンド）.

原子量

12,011 g / mol.

融点

500 °C.

沸点

827 °C.

密度

2.62 g / cm3.

溶解度

水に不溶、四塩化炭素CClに可溶4.

電子構成

1秒2 2秒2 2p2.

外層の電子数または価数

4.

リンク容量

4.

カテネーション

それは長鎖で化学化合物を形成する能力を持っています.

生物地球化学サイクル

炭素循環は、生物圏、大気、水圏、陸域リソスフェアの間で炭素を交換することができる円形の生物地球化学的プロセスです。.

地球上でのこの周期的炭素プロセスの知識は、このサイクルに対する人間の行動とそれが地球規模の気候変動に及ぼす影響を実証することを可能にします。.

炭素は海と他の水域の間、そしてリソスフェアの間、土壌と下層土の中、大気中と生物圏の中を循環することができます。大気中および水圏では、炭素はCOとして気体の形で存在します。2 （二酸化炭素）.

光合成

大気中の炭素は、生態系の陸生生物や水生生物（光合成生物）によって捕獲されます.

光合成によりCO間の化学反応が起こる2 太陽エネルギーと植物からのクロロフィルによって媒介される水は、炭水化物または糖を生産する。このプロセスは、低COエネルギー含有量の単純な分子を変換します2, H2酸素と酸素2, 糖である高エネルギーの複雑な分子形態で.

従属栄養生物 - それは光合成を実行することができず、そして生態系の消費者である - は生産者と他の消費者のそれら自身を供給するとき炭素とエネルギーを得る.

呼吸と分解

呼吸と分解はCOをCOの形で環境に放出する生物学的プロセスです。2 またはCH4 （嫌気性分解、すなわち酸素の不在下で生成されたメタン）.

地質学的プロセス

地質によって経時的プロセスの結果として、炭素の嫌気性分解は、石油、天然ガス、石炭などの化石燃料に変換することができます。また、炭素はまた、他の鉱物や岩石の一部であります.

人間活動の干渉

人間が化石燃料の燃焼をエネルギーに使用すると、炭素は大量のCOの形で大気に戻ります。2 それは炭素の自然な生物地球化学的サイクルによって同化することができない.

この過剰なCO2 人間の活動によって生成される炭素循環のバランスに悪影響を与え、地球温暖化の主な原因です。.

用途

炭素とその化合物の用途は非常に多様です。以下の点で最も優れています。

石油と天然ガス

炭素の主な経済的用途は、メタンガスや石油などの化石燃料炭化水素としての使用にあります。.

油は、今度はプラスチック、肥料、医薬品、塗料用原料を製造する石油化学工業で使用されるガソリン、ディーゼル、灯油、アスファルト、潤滑剤、溶媒等のような複数の誘導体を得るために、製油所で蒸留し含みます.

グラファイト

グラファイトは以下のアクションで使用されます。

- それは粘土と混合して、鉛筆の製造に使用されます.

- それは耐熱性耐火れんがおよびるつぼの製造の一部です.

- ワッシャー、ベアリング、ピストン、ガスケットなどの様々な機械装置に.

- 優れた固体潤滑剤です.

- その導電性と化学的不活性のために、電極、電気モーター石炭の製造に使用されています。.

- それは原子力発電所のモデレータとして使用されています.

ダイヤモンド

ダイヤモンドは、これまでに知られているより高い硬度および熱伝導率のような特に優れた物理的性質を有する。.

これらの特徴は、それらの高い磨耗性のためにカットを作るために使用される道具および研磨器具における工業的用途を可能にする.

そのようなレンズやプリズムの透明度と白色光を破壊し、光学機器において多くの用途を付与軽屈折能、製造等の光学特性.

その光学特性から派生した特徴的な明るさは、ジュエリー業界でも非常に高く評価されています.

無煙炭

無煙炭は発火が困難で、燃焼が遅く、大量の酸素を必要とします。その燃焼は淡青色の炎をほとんど発生させず、大量の熱を放出します。.

数年前、無煙炭は熱電プラントや家庭用暖房に使用されていました。その使用は灰やほこりの発生が少ない、煙が少ない、燃焼が遅いなどの利点があります。.

その高い経済的経費および不足のために、無煙炭は熱電発電所では天然ガスに、そして家庭では電力に置き換えられてきた。.

ハードコール

石炭を得るための原料として使用されます。

- コークス、製鉄所の高炉からの燃料.

- クレオソート、石炭からコールタール蒸留物を混合した天候にさらされる保護シーラント材として使用.

- 石炭から抽出され、消毒剤および防腐剤として使用されるクレゾール（化学的にメチルフェノール）,

- 例えば香料、殺虫剤、プラスチック、コーティング、タイヤと路面等の製造に用いられるガス、タール又はピッチ、および化合物のような他の誘導体.

褐炭

褐炭は中品質の燃料です。様々な亜炭のジェットは、長い炭化プロセスと高圧によって非常にコンパクトであるという特徴があり、宝石類や装飾品に使用されています。.

ピート

泥炭は以下の活動に使われます。

- 植物種の成長、支援および輸送のために.

- 有機肥料として.

- 厩舎の動物のベッドとして.

- 低品質の燃料として.

参考文献

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