碳元素是在历史出现之前就被发现的元素,是宇宙中含量最丰富的元素之一。它可以在太阳、恒星、彗星和大多数行星的大气层中找到。已知的碳化合物有近千万种,其中数千种对生命本身的基础是至关重要的。它最纯净的形式之一是钻石。钻石是地球上已知的最坚硬的物质。虽然自然界中发现的钻石是无色透明的,但当与其他元素结合时,它的颜色可以从彩色到黑色不等。金刚石是热和电的不良导体。直到1955年,钻石的唯一来源是在火山沉积物中发现的。从那以后,科学家们找到了用石墨和其他合成材料制造钻石的方法。真正的宝石质量的钻石不是这样制造的(Beggott 3-4)。

石墨是碳的另一种形式。它在自然界以矿物质的形式存在,但它可以人工由无定形碳制成。主要的石墨的用途在于它的润滑性能。另一个是铅笔中的“铅”。石墨可用作耐热材料和导体。它也被用于核反应堆的润滑器(木下119-127)。无定形碳是一种深黑色的粉末,在自然界中是煤的组成部分。几乎任何有机物质都可以在没有空气的情况下,通过人工将其加热到很高的温度而获得。使用这种方法,焦炭由煤制成,木炭由木头制成。无定形碳是最活跃的碳形式。因为无定形碳容易在空气中燃烧,所以它被用作燃烧燃料。无定形碳最重要的用途是作橡胶填料和作油漆中的黑色颜料。 The first is inorganic. Inorganic compounds are binary compounds of carbon with metals or metal carbides. They have properties ranging from reactive and saltlike; found in metals such as sodium, magnesium, and aluminum, to an unreactive and metallic, such as titanium and niobium (Beggott 4). Carbon compounds containing nonmetals are usually gases or liquids with low boiling points. Carbon monoxide, a gas, is odorless, colorless, and tasteless. It forms during the incomplete combustion of carbon (Kinoshita 215-223). It is highly toxic to animals because it inhibits the transport of oxygen in the blood by hemoglobin (WWW 2).

二氧化碳是一种无色、几乎无味的气体,是由碳燃烧形成的。它是大多数生物呼吸作用的产物,被植物用作碳的来源。冷冻的二氧化碳,即干冰,被用作制冷剂。氟利昂等氟碳化合物被用作制冷剂(木下225-226)。有机化合物是自然界中存在的化合物。最简单的有机化合物只由碳和氢组成,即碳氢化合物。有机化合物的物质状态取决于它含有多少碳。如果一个化合物有4个碳,它是气体,如果有20个碳,它是液体,如果有超过20个碳,它是固体(木下230-237)。碳循环是生物和化学过程的系统,使碳可以用于生物组织的建造和能量的释放(木下242)。所有的活细胞都是由蛋白质组成的,蛋白质由碳、氢、氧和氮的各种组合组成,每一个活的有机体都根据自己的遗传密码将这些元素组合在一起。 To do this the organism must have these available in special compounds built around carbon. These special compounds are produced only by plants, by the process of photosynthesis.

读:
《眼泪的足迹:历史与切诺基》

光合作用是叶绿素以光的形式捕捉和利用太阳能量的过程。六个二氧化碳分子与六个水分子结合形成一个葡萄糖(糖)分子。葡萄糖分子由6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子组成。除非植物需要能量生存,否则还会产生6个氧分子,每个氧分子由两个氧原子组成,并排放到大气中。在这种情况下,氧气立即与葡萄糖结合,每个葡萄糖分子释放6个二氧化碳分子和6个水分子(Beggott 25-32)。当植物获得葡萄糖所储存的能量时,碳循环就完成了。完成这个周期所需的时间长度是不同的。在没有直接能量需求的植物中,化学过程以各种方式继续进行。植物通过一个水分子将大部分糖分子中的氢和氧含量减少,并将它们结合成大分子,从而产生淀粉、菊粉和脂肪等物质,并将它们储存起来以备将来使用。无论储存的食物后来是被植物使用还是被其他生物消耗,这些分子最终都会被消化和氧化,二氧化碳和水会被排放出来。 Other molecules of sugar undergo a series of chemical changes and are finally combined with nitrogen compounds to form protein substances, which are then used to build tissues (WWW 2). Although protein substances may pass from organism to organism, eventually these too are oxidized and form carbon dioxide and water as cells wear out and are broken down, or as the organisms die. In either case, a new set of organisms, ranging from fungi to the large scavengers, use the waste products or tissues for food, digesting and oxidizing the substances for energy release (WWW 1).

读:
罗马,意大利:历史与殖民

在地球历史的不同时期,一些动植物组织受到侵蚀和沉积的保护,免受自然分解作用的影响,并转化为泥炭、褐煤、石油和煤等物质。以这种方式暂时中断的碳循环,随着燃料燃烧而完成,二氧化碳和水再次被添加到大气中供生物重复利用,而多年前通过光合作用储存的太阳能被释放出来(木下273-275)。今天我们周围的一切几乎都与碳或碳化合物有某种联系。碳存在于每一个生物体内。没有碳,生命就不会像我们所知的那样存在。

作品的引用

1.《碳新科学家吉姆·大球》贝格特,1991年7月6日

2.Kinoshita, Kim Carbon Compounds Random, New York 119-275 1987

3.WWW Carbon http://www.usc.edu/chem/carbon.html 1995

4.WWW碳化合物http://www.harvard.edu/depts/chem/carbon.html 1995

引用这篇文章如下:William Anderson (Schoolworkhelper编辑团队),“碳:历史,用途,发生”SchoolWorkHelper,2019,//www.chadjarvis.com/carbon-history-uses-occurrence/

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