DK科学:碳

碳是宇宙中的第六个最常见的元素,是地球上每一个生物的主要元素。碳原子通过生物之间通过碳周期。碳作为空气中的二氧化碳存在,并构成煤炭,原油和天然气的大部分。纯碳本质上非常罕见,尽管它可以以几种不同的形式中的一种(或)异滴

碳作为燃料

任何烧伤通常含有碳的东西。煤炭,木炭,木材和纸张装满碳。碳原子连接在一起存储大量能量。当碳燃烧时,每个碳原子从其周围的原子中断,并在空气中与氧气反应形成二氧化碳。存储的能量被释放为热量。

Allotrope.

一些元素的原子可以以不同的方式链接以产生称为同种异体的不同形式。在三种同种异体上发现碳:金刚石,石墨和富勒烯。每个Allotrope都具有非常不同的物理性质。石墨,金刚石和富勒烯仅含有碳原子,但是原子在每个同型分子中的不同方式排列。

富勒烯

在富勒烯中,碳原子将一套在一起形成球形笼。富勒烯可含有100,80或60个碳原子。该富勒烯含有80个原子。在20世纪80年代,发现的第一个富勒烯是巴克斯曼德拉德兰德琳,其中有60个碳原子。它以Buckminster Fuller,这是一名美国建筑师的名字命名,他设计了与富勒烯分子相似的建筑物。

钻石

最严重的已知矿物质金刚石,在称为晶格的极其刚性网格中彼此紧密地绑定碳原子。钻石由熔岩压缩成百万多年来形成。它用于工业切割机和珠宝。

石墨

一些润滑发动机油和所有铅笔引线含有石墨。石墨有碳原子的层,可以彼此滑动。各层的碳原子之间存在强键,但不同层之间的粘合弱。因为层可以彼此移动,所以石墨是一个柔软的材料。

测地线圆顶

富勒烯的稳定结构在大型建筑中很有效。在20世纪40年代,建筑师巴克明斯特·富勒设计了一种叫做圆顶的建筑。它是由三角形网状物组成的,这些网状物构成一个球体。这种形状非常稳定,用很少的建筑材料包围了大量的空间,使它坚固而轻盈。

碳周期

碳原子不断地在空气、动物、植物和土壤中循环。自然界中碳原子的这种循环被称为碳循环。所有生物的身体都含有碳。碳最初来自空气中的二氧化碳气体。绿色植物和一些细菌吸收二氧化碳,并用它来制造食物。当动物吃植物时,它们会吸收一些碳。当生物呼出、产生废物、死亡和腐烂时,二氧化碳又回到空气中。

原子的运动

绿色植物利用空气中的二氧化碳来制造食物。当动物吃植物时,它使用碳来构建身体组织。当动物呼气时,它将碳以二氧化碳的形式返回到空气中。当动物死亡和腐烂时,它体内的碳会返回到土壤中。分解者,如蠕虫、细菌和真菌,以动物腐烂的遗体为食。当它们进食时,分解者向空气中呼出二氧化碳。然后绿色植物从空气中吸收二氧化碳,循环往复。

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