【元素を楽しく学ぼう】～炭素（C）～

こんにちは！夜に見ている人はこんばんは！家庭教師ひのきあすなろスタッフの百田（ももた）です。

ひのきあすなろのマッドサイエンティスト（自称）の僕、百田が元素について熱く語っていくコーナーです。
このシリーズを通して、化学の面白さ、身の回りの物がどのような原子や分子で出来ているのかを知ってもらえると嬉しいです。

皆さん、元素周期表をお手元に準備して、めくるめく化学の世界にいらっしゃいませ！！

第3回目の今回は原子番号6番の炭素（C）です。炭素は有機化学という分野で主役になる程有名な元素です。踊る大捜査線で言う「交渉人真下正義」って感じですね。スピンオフ作品の主役って意味です。

それでは、炭素（C）に向かってレッツ・サーチ・エレメンツ！

文部科学省　学習指導要領「生きる力」
http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/index.htm

炭素の基本情報

原子記号：C
原子番号：6
分類：非金属
色：様々。ダイヤモンドは透明、グラファイトは黒色
状態：常温で固体
不対電子：4つ

炭素は生活の中で一番切り離せない元素と言っても差支えが無いと思います。単体だけでも同じ炭素なのに全然違う見た目になりますし、たくさんの化合物も作ります。「えっ？これにも炭素入ってたの？？」と驚くレベルの約5,400万種の炭素化合物が確認されています。恐るべし、「交渉人真下正義」。

炭素の生成方法や確認方法

炭素は有機物を不完全燃焼させると生成することができます。木炭とかが一般的でしょうか？（グラファイトといいます）

確認方法は燃焼させると二酸化炭素、ないし、一酸化炭素が発生します。今回は簡単に捉える為、完全燃焼し、二酸化炭素が発生したとします。この時、石灰水（水酸化カルシウム水溶液）を通すと炭酸カルシウムが出来て、白く濁ります。

CO₂+Ca（OH）₂→CaCO₃+H₂O

ちなみにこのとき、さらに二酸化炭素を入れ続けるとどうなるか知ってますか？？意外と知られていないのですが、濁りが消えて、透明になります。

CaCO₃+CO₂+H₂O→Ca（HCO₃）₂

有名な炭素の化合物たち

前述のとおりたくさんの化合物があるので、化学でよく出てくる化合物を抜粋して紹介していきたいと思います。

エントリーNo.1：二酸化炭素（CO₂）

先程も登場しましたね。小学校の頃から馴染みがあると思います。人間を初め、生物は酸素を取り入れて、二酸化炭素を吐き出します。

植物は光合成を行い、二酸化炭素を取り入れて、酸素を吐き出します。小話的な話になってしまいますが、生物が誕生する前は地球は二酸化炭素の星でした。植物はその頃から存在しています。今でこそ酸素の星ですが、当時は逆だったので、二酸化炭素を吸収して、酸素を吐き出す植物はいわば毒を吐き出すモノだったのかもしれませんね。

エントリーNo.2：一酸化炭素（CO）

有機物が不完全燃焼をしたときに出る気体です。赤血球中のヘモグロビンと強く結びつき（酸素の約200倍）、本来の酸素を運ぶ働きを遮ってしまうため、酸欠状態になってしまいます。火事の死因は焼死よりも、この一酸化炭素中毒によるものがほとんどです。

ちなみに、防災訓練の時に姿勢を低くしなさいと習うのを覚えていますか？それは一酸化炭素は空気よりも少し軽いため、上空から順に一酸化炭素の濃度が濃くなっていくためです。

エントリーNo.3：炭酸（H₂CO₃）

はい、これも炭素の化合物です。コーラやサイダーに含まれてるシュワシュワのあれです。開けるとプシュっとなるのはこの炭酸が空気中に放出されるからです。なので炭酸飲料を温めると爆発します。良い子はマネしないでください。

炭酸は水溶性があり、弱酸性を示します。

エントリーNo.4：ポリエチレン（C₂H₄）n

有料化されたレジ袋です。これも炭素の化合物です。分野的には完全に有機化学ですね。ｎはたくさんって意味です。このようにたくさんの分子を高分子と呼びます。ポリエチレンは最も単純な構造を持つ高分子です。

エントリーNo.5：ベンゼン（C₆H₆）

分子式で書くとあんまりですが、有機化学で学ぶと、亀の甲羅のようなマークで書く可愛い化合物です。輪っかの構造を取るので「ベンゼン環」と呼ばれます。

性質は何も可愛くなく、揮発性及び引火性が非常に高く、特徴的な芳香をもつ無色透明の液体です。ガソリンの匂いの正体は彼です。

炭素についての小話

同位体と同素体

炭素の時は毎回この話が付いて回ります。今回の小話はちょっと真面目に。

同位体は同じ元素ですが、原子量が異なるもののことです。たとえば炭素ならば¹²Cが98.93％、¹³Cが1.07％、¹⁴Cがごく微量存在します。半減期を調べることによって、年代測定などに利用されます。

同素体は同じ元素ですが、性質が全く異なるものです。たとえば炭素ならば黒鉛（グラファイト）とダイヤモンドは同じ炭素ですが、見た目も性質も全然違いますよね。他にはサッカーボールの形をしたフラーレンなども炭素の同素体です。

さて、炭素についての理解が深まりましたでしょうか？？
少しでも「面白いな」とか「分かりやすい」と思ってくれたら嬉しいです！

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他にもこんな原子記号を紹介しています

水素（H）	ヘリウム（He）	炭素（C）	窒素（N）	酸素（O）
フッ素（F）	ナトリウム（Na）	マグネシウム（Mg）	アルミニウム（Al）	ケイ素（S i）
硫黄（S）	塩素（Cl）	カルシウム（Ca）	鉄（Fe）	銅（Cu）
銀（Ag）	金（Au）	水銀（Hg）	鉛（Pb）	ウラン（U）