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炭素と無機化合物

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炭素と無機化合物の違い

炭素 vs. 無機化合物

炭素(たんそ、、carbon)は、原子番号 6、原子量 12.01 の元素で、元素記号は C である。 非金属元素であり、周期表では第14族元素(炭素族元素)および第2周期元素に属する。単体・化合物両方において極めて多様な形状をとることができる。 炭素-炭素結合で有機物の基本骨格をつくり、全ての生物の構成材料となる。人体の乾燥重量の2/3は炭素である​​。これは蛋白質、脂質、炭水化物に含まれる原子の過半数が炭素であることによる。光合成や呼吸など生命活動全般で重要な役割を担う。また、石油・石炭・天然ガスなどのエネルギー・原料として、あるいは二酸化炭素やメタンによる地球温暖化問題など、人間の活動と密接に関わる元素である。 英語の carbon は、1787年にフランスの化学者ギトン・ド・モルボーが「木炭」を指すラテン語 carbo から名づけたフランス語の carbone が転じた。ドイツ語の Kohlenstoff も「炭の物質」を意味する。日本語の「炭素」という語は宇田川榕菴が著作『舎密開宗』にて用いたのがはじめとされる。. 無機化合物(むきかごうぶつ、inorganic compound)は、有機化合物以外の化合物であり、具体的には単純な一部の炭素化合物(下に示す)と、炭素以外の元素で構成される化合物である。“無機”には「生命力を有さない」と言う意味があり、“機”には「生活機能」と言う意味がある。 炭素化合物のうち無機化合物に分類されるものには、グラファイトやダイヤモンドなど炭素の同素体、一酸化炭素や二酸化炭素、二硫化炭素など陰性の元素と作る化合物、あるいは炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、青酸と金属青酸塩、金属シアン酸塩、金属チオシアン酸塩、金属炭化物などの塩が挙げられる。 無機化合物の化学的性質は、元素の価電子(最外殻電子)の数に応じて性質が多彩に変化する。特に典型元素は周期表の族番号と周期にそれぞれ特有の性質の関連が知られている。 典型元素.

炭素と無機化合物間の類似点

炭素と無機化合物は(ユニオンペディアに)共通で16ものを持っています: 同素体一酸化炭素二酸化炭素価電子化合物ホウ素ダイヤモンド周期表オキソ酸グラファイトケイ素炭化物炭酸炭酸塩非金属元素有機化合物

同素体

同素体(どうそたい、allotrope、allotropism)とは、同一元素の単体のうち、原子の配列(結晶構造)や結合様式の関係が異なる物質同士の関係をいう。同素体は単体、すなわち互いに同じ元素から構成されるが、化学的・物理的性質が異なる事を特徴とする。 典型的な例としてよく取り上げられるものに、ダイヤモンドと黒鉛(グラファイト)がある。 炭素の同素体である両者は硬度以外にも、透明度や電気伝導性が大きく異なるが、これはダイヤモンドの分子(正四面体の格子) とグラファイトの分子(平面的な六方格子の層)の構造に大きな違いがあるためで、物性における分子構造の重要性を示す例となっている。 多くの同素体は安定した分子として存在し、相転移(気体、液体、固体)しても化学形は変化しない (例:O2、O3) が、例外的にリンの同素体は固体でのみ現れ、液体ではすべて P4 の形を取る。.

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一酸化炭素

一酸化炭素(いっさんかたんそ、carbon monoxide)は、炭素の酸化物の1種であり、常温・常圧で無色・無臭・可燃性の気体である。一酸化炭素中毒の原因となる。化学式は CO と表される。.

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二酸化炭素

二酸化炭素(にさんかたんそ、carbon dioxide)は、化学式が CO2 と表される無機化合物である。化学式から「シーオーツー」と呼ばれる事もある。 地球上で最も代表的な炭素の酸化物であり、炭素単体や有機化合物の燃焼によって容易に生じる。気体は炭酸ガス、固体はドライアイス、液体は液体二酸化炭素、水溶液は炭酸・炭酸水と呼ばれる。 多方面の産業で幅広く使われる(後述)。日本では高圧ガス保安法容器保安規則第十条により、二酸化炭素(液化炭酸ガス)の容器(ボンベ)の色は緑色と定められている。 温室効果ガスの排出量を示すための換算指標でもあり、メタンや亜酸化窒素、フロンガスなどが変換される。日本では2014年度で13.6億トンが総排出量として算出された。.

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価電子

価電子(かでんし、valence electron)とは、原子内の最外殻の電子殻をまわっている電子のことである。原子価電子(げんしかでんし)ともいう。ただし、最外殻電子がちょうどその電子殻の最大収容数の場合、または最外殻電子が8個の場合、価電子の数は0とする。 原子が化合物や結晶等を構成する際に、それらの化学結合や物性は、その原子内の核外電子が深く関わる。原子内の電子軌道を回る電子には、化学結合や物性に深く関わるものと、ほとんど関係しないものがある。化学結合や物性に関わる電子は、原子内の最外殻など外側を回っている。これらが価電子と言われる。逆に、原子核に近い軌道にある電子(内殻電子)は、通常の物性や化学結合に寄与することはほとんどない(が、例外も存在する)。 固体の絶縁体や半導体における価電子帯を占める電子を指すこともある。固体の金属においては、伝導電子(自由電子)に相当する。 典型元素の価電子は、その元素より原子番号の小さい最初の希ガス原子の核外電子の軌道より外側の軌道を回るものがなる。ただし、典型元素でも、ガリウムの3d軌道のように、比較的浅い内殻電子は、価電子的な振る舞いをし物性や化学結合に寄与する場合がある。例えば、窒化ガリウムでは、化合物の構成に関与している。また、遷移元素では、価電子は最外殻電子を意味していないため、特定の価電子を持っていないと言える。特にf電子をもつ元素では、価電子の定義は必ずしもこのようにはならない場合が少なくない。.

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化合物

化合物(かごうぶつ、chemical compound)とは、化学反応を経て2種類以上の元素の単体に生成することができる物質であり岩波理化学辞典(4版)、p.227、【化合物】、言い換えると2種類以上の元素が化学結合で結びついた純物質とも言える。例えば、水 (H2O) は水素原子 (H) 2個と酸素原子 (O) 1個からなる化合物である。水が水素や酸素とは全く異なる性質を持っているように、一般的に、化合物の性質は、含まれている元素の単体の性質とは全く別のものである。 同じ化合物であれば、成分元素の質量比はつねに一定であり、これを定比例の法則と言い株式会社 Z会 理科アドバンスト 考える理科 化学入門、混合物と区別される。ただし中には結晶の不完全性から生じる岩波理化学辞典(4版)、p.1109、【不定比化合物】不定比化合物のように各元素の比が自然数にならないが安定した物質もあり、これらも化合物のひとつに含める。 化合物は有機化合物か無機化合物のいずれかに分類されるが、その領域は不明瞭な部分がある。.

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ホウ素

ホウ素(ホウそ、硼素、boron、borium)は、原子番号 5、原子量 10.81、元素記号 B で表される元素である。高融点かつ高沸点な硬くて脆い固体であり、金属元素と非金属元素の中間の性質を示す(半金属)。1808年にゲイ.

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ダイヤモンド

ダイヤモンド( )は、炭素 (C) の同素体の1つであり、実験で確かめられている中では天然で最も硬い物質である。日本語で金剛石(こんごうせき)ともいう。ダイヤとも略される。結晶構造は多くが8面体で、12面体や6面体もある。宝石や研磨材として利用されている。ダイヤモンドの結晶の原子に不対電子が存在しないため、電気を通さない。 地球内部の非常に高温高圧な環境で生成されるダイヤモンドは定まった形で産出されず、また、角ばっているわけではないが、そのカットされた宝飾品の形から、菱形、トランプの絵柄(スート)、野球の内野、記号(◇)を指してダイヤモンドとも言われている。 ダイヤモンドという名前は、ギリシア語の (adámas 征服し得ない、屈しない)に由来する。イタリア語・スペイン語・ポルトガル語では diamánte(ディアマンテ)、フランス語では (ディアマン)、ポーランド語では (ディヤメント)、漢語表現では金剛石という。ロシア語では (ヂヤマント)というよりは (アルマース)という方が普通であるが、これは特に磨かれていないダイヤモンド原石のことを指す場合がある。磨かれたものについては (ブリリヤント)で総称されるのが普通。4月の誕生石である。石言葉は「永遠の絆・純潔・不屈」など。.

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周期表

周期表(しゅうきひょう、)は、物質を構成する基本単位である元素を、それぞれが持つ物理的または化学的性質が似たもの同士が並ぶように決められた規則(周期律)に従って配列した表である。日本では1980年頃までは「周期律表」と表記されている場合も有った。.

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オキソ酸

最も簡単なオキソ酸の1つ。炭酸。 オキソ酸(オキソさん、Oxoacid)とは、ある原子にヒドロキシ基 (-OH) とオキソ基 (.

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グラファイト

ラファイト(graphite、石墨文部省『学術用語集 地学編』(日本学術振興会、1984年、ISBN 4-8181-8401-2、)の表記は「(1) セキボク、石墨【鉱物】 (2) 黒鉛【鉱石】」。、黒鉛)は、炭素から成る元素鉱物。六方晶系(結晶対称性はP63/mmc)、六角板状結晶。構造は亀の甲状の層状物質、層毎の面内は強い共有結合(sp2的)で炭素間が繋がっているが、層と層の間(面間)は弱いファンデルワールス力で結合している。それゆえ、層状に剥離する(へき開完全)。電子状態は、半金属的である。 グラファイトが剥がれて厚さが原子1個分しかない単一層となったものはグラフェンと呼ばれ、金属と半導体の両方の性質を持つことから現在研究が進んでいる。採掘は、スリランカのサバラガムワ、メキシコのソノラ、カナダのオンタリオ州、北朝鮮、マダガスカル、アメリカのニューヨーク州などで商業的に行われている。日本でも、かつて富山県で千野谷黒鉛鉱山が稼働していた。.

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ケイ素

イ素(ケイそ、珪素、硅素、silicon、silicium)は、原子番号 14 の元素である。元素記号は Si。原子量は 28.1。「珪素」「硅素」「シリコン」とも表記・呼称される。地球の主要な構成元素のひとつ。半導体部品は非常に重要な用途である。 地殻中に大量に存在するため鉱物の構成要素として重要であり、ケイ酸塩鉱物として大きなグループを形成している。これには Si-O-Si 結合の多様性を反映したさまざまな鉱物が含まれている。しかしながら生物とのかかわりは薄く、知られているのは、放散虫・珪藻・シダ植物・イネ科植物などにおいて二酸化ケイ素のかたちでの骨格への利用に留まる。栄養素としての必要性はあまりわかっていない。炭素とケイ素との化学的な類似から、SF などではケイ素を主要な構成物質とするケイ素生物が想定されることがある。 バンドギャップが常温付近で利用するために適当な大きさであること、ホウ素やリンなどの不純物を微量添加させることにより、p型半導体、n型半導体のいずれにもなることなどから、電子工学上重要な元素である。半導体部品として利用するためには高純度である必要があり、このため精製技術が盛んに研究されてきた。現在、ケイ素は99.9999999999999 % (15N) まで純度を高められる。また、Si(111) 基板はAFMやSTMの標準試料としてよく用いられる。.

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炭化物

炭化物(たんかぶつ、carbide)とは、炭素と、炭素よりも陽性が高い元素からなる化合物の総称。いくつかの型に大別される。.

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炭酸

炭酸(たんさん、)は、化学式 H2CO3 で表される炭素のオキソ酸であり弱酸の一種である。.

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炭酸塩

炭酸イオンの球棒モデル 炭酸塩(たんさんえん、)は、炭酸イオン(、CO32−)を含む化合物の総称である。英語の carbonate は炭酸塩と炭酸イオンの他、炭酸エステル、炭酸塩化、炭化、飲料などに炭酸を加える操作のことも指す。無機炭素化合物の一種で、炭酸塩の中には、生物にとって重要な物質である炭酸カルシウムや、産業にとって重要な炭酸ナトリウムなどがある。炭酸塩はアルカリ金属以外は水に溶けないものが多い。一般に加熱により二酸化炭素を発生して金属酸化物を生じる。 \rm CaCO_3 \quad \overset \quad CaO + CO_2.

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非金属元素

非金属元素(ひきんぞくげんそ、nonmetal)とは、金属元素以外の元素のこと。 元素のうち特定の性質(単体が光沢、導電性、延性・展性に富む、いわゆる金属結晶をつくる)を持つものを「金属(元素)」と呼んでおり、非金属元素とはそれ以外の元素である。 金属以外という定義上、非金属そのものを特徴づける性質は一概には言えないが、非金属元素は金属元素に比べて電子親和力が高い。このため、自由電子を放出して金属結晶を形作ることができない。.

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有機化合物

有機化合物(ゆうきかごうぶつ、organic compound)は、炭素を含む化合物の大部分をさす『岩波 理化学辞典』岩波書店。炭素原子が共有結合で結びついた骨格を持ち、分子間力によって集まることで液体や固体となっているため、沸点・融点が低いものが多い。 下記の歴史的背景から、炭素を含む化合物であっても、一酸化炭素、二酸化炭素、炭酸塩、青酸、シアン酸塩、チオシアン酸塩等の単純なものは例外的に無機化合物と分類し、有機化合物には含めない。例外は慣習的に決められたものであり『デジタル大辞泉』には、「炭素を含む化合物の総称。ただし、二酸化炭素・炭酸塩などの簡単な炭素化合物は習慣で無機化合物として扱うため含めない。」と書かれている。、現代では単なる「便宜上の区分」である。有機物質(ゆうきぶっしつ、organic substance『新英和大辞典』研究社)あるいは有機物(ゆうきぶつ、organic matter『新英和大辞典』研究社)とも呼ばれるあくまで別の単語であり、同一の概念ではない。。.

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上記のリストは以下の質問に答えます

炭素と無機化合物の間の比較

無機化合物が46を有している炭素は、234の関係を有しています。 彼らは一般的な16で持っているように、ジャカード指数は5.71%です = 16 / (234 + 46)。

参考文献

この記事では、炭素と無機化合物との関係を示しています。情報が抽出された各記事にアクセスするには、次のURLをご覧ください:

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