탄소에 관한 9 가지 필수 사실

주기율표를 얼마나 잘 알고 있습니까? The Elements 시리즈는 관찰 가능한 우주의 기본 구성 요소와 그것이 당신의 삶과의 관련성을 하나씩 탐구합니다.


빛나고 단단 할 수 있습니다. 부드럽고 벗겨 질 수 있습니다. 축구 공처럼 보일 수 있습니다. 탄소는 모든 생명체의 중추이지만 우리가 알고있는 것처럼 지구에서 생명을 잃을 수도 있습니다. 석탄 덩어리와 빛나는 다이아몬드는 어떻게 같은 물질로 구성 될 수 있습니까? 다음은 탄소에 대해 몰랐던 8 가지 사항입니다.

캐나다에서만 얻을 수있는 것

1. 그것은 '삶의 덕트 테이프'입니다.

그것은 모든 생명체와 꽤 많은 죽은 것들에 있습니다. Natalie Angier는 과학에 대한 고전적 입문에서 '물은 우주의 용매가 될 수 있습니다.캐논, '하지만 탄소는 생명의 덕트 테이프입니다.' 탄소 덕트 테이프 일뿐만 아니라 지옥의 덕트 테이프입니다. 그것은 원자를 서로 결합하여 인간, 동물, 식물 및 암석을 형성합니다. 우리가 가지고 놀면 플라스틱, 페인트 및 모든 종류의 화학 물질로 만들 수 있습니다.

2. 그것은 우주에서 가장 풍부한 요소 중 하나입니다.

주기율표 바로 위에 붕소와 질소 사이에 끼어 있습니다. 원자 번호 6, 화학 기호 C. 6 개의 양성자, 6 개의 중성자, 6 개의 전자. 그것은 수소, 헬륨, 산소 다음으로 우주에서 네 번째로 풍부한 원소이며 지구 지각에서 15 번째입니다. 그것의 오래된 사촌 수소와 헬륨은 빅뱅의 격동 동안 형성된 것으로 여겨지지만, 탄소는 초신성 핵 합성이라고 불리는 과정 인 초신성 폭발에서 알파 입자의 축적에서 비롯된 것으로 생각됩니다.

3. 그것은 석탄의 이름을 따서 명명되었습니다.

인간은 탄소를 석탄으로 알고 있었으며 수천 년 동안 그을음이 있었지만 1772 년에 그것이 실제로 독특한 화학 물질임을 보여준 것은 Antoine Lavoisier였습니다. Lavoisier는 직경이 약 4 피트 인 렌즈를 사용하여 태양 광선을 집중시키는 도구를 사용했습니다. 그는 유리 병에있는 다이아몬드를 태우기 위해 태양 광로라고하는 장치를 사용했습니다. 항아리에서 발견 된 잔류 물을 분석함으로써 그는 다이아몬드가 오직 탄소로만 구성되어 있음을 보여줄 수있었습니다. Lavoisier는 그것을 교과서의 요소로 처음 나열했습니다.화학에 관한 초등 논문, 1789 년에 출판되었습니다. 탄소라는 이름은 프랑스어에서 유래했습니다.석탄, 또는 석탄.

4. 결속을 좋아합니다.

그것은 4 개의 결합을 형성 할 수 있으며, 다른 많은 요소들과 함께 수십만 개의 화합물을 생성하며, 그중 일부는 우리가 매일 사용합니다. (플라스틱! 마약! 가솔린!) 더 중요한 것은 그 유대가 강하고 유연하다는 것입니다.

5. 신체의 거의 20 %가 탄소입니다.

오레곤 주 코발리스에있는 오레곤 주립 대학의 무기 화학 교수 인 May Nyman은 Trini Radio에 탄소의 범위는 거의 믿을 수 없을 정도라고 말합니다. '그것은 모든 생명체를 구성하며, 그것이 만드는 물질의 수, 지방, 당분에는 엄청난 다양성이 있습니다.'라고 그녀는 말합니다. 그것은 화학자들이 catenation이라고 부르는 과정에서 사슬과 고리를 형성합니다. 모든 생물은 탄소 (질소, 수소, 산소 및 기타 요소 포함)의 백본 위에 만들어집니다. 따라서 동물, 식물, 모든 살아있는 세포, 그리고 물론 인간은 연화의 산물입니다. 우리 몸의 탄소는 18.5 %입니다.

그러나 그것은 무기질 일 수도 있다고 Nyman은 말한다. 그것은 산소 및 기타 물질과 팀을 이루어 바위와 광물과 같은 무생물 세계의 많은 부분을 형성합니다.

6. 우리는 최근에만 두 가지 새로운 형식을 발견했습니다.

탄소는 흑연, 다이아몬드, 풀러렌 및 그래 핀의 네 가지 주요 형태로 발견됩니다. Nyman은 '구조는 탄소의 특성을 제어합니다. 흑연 ( '글쓰기 돌')은 철사처럼 느슨하게 연결된 탄소 시트로 구성됩니다. 실제로 무언가를 연필화하는 것은 종이에 흑연 층을 긁는 것입니다. 대조적으로 다이아몬드는 3 차원 적으로 연결되어 있습니다. 이 유난히 강한 유대는 엄청난 양의 에너지로만 끊어 질 수 있습니다. 다이아몬드는 이러한 결합을 많이 가지고 있기 때문에 지구상에서 가장 단단한 물질이됩니다.

손 모델이되는 방법

풀러렌은 1985 년 과학자 그룹이 레이저로 흑연을 분사하고 그 결과 탄소 가스가 이전에 알려지지 않은 60 개와 70 개의 원자를 가진 구형 분자로 응축되었을 때 발견되었습니다. 그들은이 축구 공과 같은 구성으로 측지 돔을 만든 유명한 기이 한 발명가 인 Buckminster Fuller의 이름을 따서 명명되었습니다. Robert Curl, Harold Kroto 및 Richard Smalley는이 새로운 형태의 탄소를 발견 한 공로로 1996 년 노벨 화학상을 수상했습니다.

탄소 가족의 가장 어린 구성원은 그래 핀으로, 2004 년 Andre Geim과 Kostya Novoselov가 즉석에서 연구 한 결과 우연히 발견했습니다. 과학자들은 스카치 테이프를 사용하여 그래파이트 덩어리에서 원자 한 개 두께의 탄소 시트를 들어 올렸습니다. 새로운 소재는 매우 얇고 튼튼합니다. 그 결과 2010 년 노벨 물리학상을 수상했습니다.

7. 다이아몬드는 외모 때문에 '얼음'이라고 부르지 않습니다.

다이아몬드는 열을 전달하는 능력이있어 만졌을 때 시원하게 해주기 때문에 '얼음'이라고합니다. 따라서 마이크로 칩의 방열판으로 사용하기에 이상적입니다. (주로 합성 다이아몬드가 사용됩니다.) 다시 말하지만 다이아몬드의 3 차원 격자 구조가 작용합니다. 열은 격자 진동으로 바뀌어 다이아몬드의 매우 높은 열전도율을 유발합니다.

8. 그것은 우리가 아티팩트의 나이를 결정하는 데 도움을 주며 그것들 중 일부가 가짜임을 증명합니다.

미국 과학자 Willard F. Libby는 유물에 포함 된 방사성 탄소 아종의 양을 분석하여 유물 연대 측정 방법을 개발 한 공로로 1960 년 노벨 화학상을 수상했습니다. 방사성 탄소 또는 C14 연대 측정은 생물체에 축적되는 방사성 형태의 탄소 C14의 붕괴를 측정합니다. 50,000 년 이상 된 물체에 사용할 수 있습니다. 탄소 연대 측정은 알프스에서 동결 된 5300 년 된 시체 인 아이스 맨 외치의 나이를 결정하는 데 도움이됩니다. 또한 윈체스터 대성당에있는 랜슬롯의 원탁이 Arthurian 시대로 추정 된 지 수백 년이 지난 후 만들어 졌다는 사실을 확립했습니다.

x 세대는 무엇이며 밀레 니얼 세대는 무엇입니까?

9. 너무 많은 것들이 우리 세상을 변화시키고 있습니다.

이산화탄소 (CO2)는 지구를 감싸는 가스 담요의 중요한 부분으로 생명을 유지할 수있을만큼 따뜻하게 만듭니다. 그러나 화석 연료를 태우면 (탄소 백본을 기반으로하여) 지구 온난화와 직결되는 이산화탄소가 더 많이 방출됩니다. 큰 나무를 심고, 수확하고 태워서 전기를 생성하고, 그 과정에서 생성 된 CO2를 포집하고 지하에 저장하는 것을 포함하는 탄소 포집 및 저장을 통한 바이오 에너지를 포함하여 이산화탄소를 제거하고 저장하는 여러 방법이 제안되었습니다. . 논의되고있는 또 다른 접근법은 해양이 더 많은 CO2를 결합 할 수 있도록 인위적으로 더 알칼리성을 만드는 것입니다. 나무는 광합성 과정에서 CO2를 포획하기 때문에 숲은 천연 탄소 흡수원이지만,이 숲에서 인간의 활동은 우리가 얻을 수있는 CO2 포획량을 상쇄하고 능가합니다. 요컨대, 우리는 대기 중에 생성 한 C02의 과잉에 대한 해결책이 아직 없습니다.