元素碳

元素名称

重量的千分之四，按原子总数计算不超过千分之一点五，然而，碳的足迹却遍布全球。

简介

有机世界的“主角”——碳C

碳在地球上虽不算太少，但也不算太多，按重量计算，占地壳中各元素总重量的千分之四，按原子总数计算不超过千分之一点五，然而，碳的足迹却遍布全球。

纯净碳

在大自然中，有纯净的碳。比如说，金刚石便是非常纯净的碳——在纯净的氧气中，金刚石居然会燃烧，变成二氧化碳！金刚石是最坚硬的东西，人们用它来裁玻璃，或者装在钻探机的钻头上，成为向地层深处进军的开路先锋。不过，天然的金刚石终究不多，不能满足工业上的需要。我国已试制成功人造金刚石——在高温高压下，用石墨制造金刚石。

石墨

用石墨怎么能制造金刚石呢？这是因为石墨也是很纯净的碳。铅笔的笔芯，就是用石墨做的。石墨与金刚石的脾气大不一样，它很软，在纸上一划，便留下一条黑道道，因此常用作铅笔芯。石墨能耐3000℃以上的高温，在工业上用石墨制造坩埚来熔炼钢、铜。石墨还能导电，被用作电极，干电池里那个黑芯子，便是石墨。

性质不同

金刚石和石墨都是碳，为什么性质截然不同呢？这是因为它们的晶体结构不同。在金刚石中，碳原子排列非常规则，在每一个碳原子周围有四个等距离的碳原子，构成一个正四面体（图14），所以金刚石比重大，坚硬。而石墨的晶体结构则是层状（图15），层与层之间距离较大，容易滑动，所以石墨比重比金刚石小，而且软、滑。金刚石与石墨，叫“同素异形体”。既有同一元素构成的两种性质不同的物体。

关于碳

木炭、煤、骨灰也是碳（含有一些杂质），叫做无定形碳。我国是世界上最早知道用煤作燃料的国家，早在三千多年前，我国便已用“黑石”（即煤）来取暖、烧饭。煤被誉为“工业的粮食”。正当我国人民以更加优异成绩庆祝党的第十次全国代表大会胜利闭幕的时候，我国又新建成一座大型现代化露天煤矿并已投入生产。煤是最重要的工业燃料。经过炼焦后，从煤焦油中还能得到苯、苯酚等五百多种工业原料。烟囱里的烟炱也是纯净的碳。烟炱用来制造墨、墨汁、油墨。在橡胶中加入烟炱，可以使它的机械强度增加十倍。90%的烟炱，都是用作橡胶的“增强剂”。

木头、煤、炭等燃烧后，生成了二氧化碳。二氧化碳是无色无味的气体，比空气略重，在空气重的含量为万分之三。一加压力，二氧化碳很易变成无色的液体，温度更低些，则变成白色、雪花般的晶体——干冰。二氧化碳易溶解于水，汽水里便溶有二氧化碳。二氧化碳不助燃，化学灭火剂喷出的气体便是二氧化碳。人、动物、植物在呼吸时不断吐出二氧化碳，据统计，全人类每年呼出的二氧化碳达十亿八千万多吨。而全世界工厂、火车、轮船的烟囱，每年要吐出一百多亿吨二氧化碳。这样下去，世界岂不成了二氧化碳的世界吗？不，不会，原来大自然中有一个奇妙的循环：植物在光合作用时，吸收大量二氧化碳，吐出氧气，这样，二氧化碳才不至于越来越多。

煤不完全燃烧，会生成一氧化碳。一氧化碳是剧毒的气体，“煤气”中毒，这“煤气”便是一氧化碳。一氧化碳在工业上是重要的燃料和原料。一氧化碳燃烧时产生蓝色的火焰，炉膛的煤层上常看见浅蓝色火苗，那便是一氧化碳在燃烧。

山上，那巨大的石灰岩，也是碳的化合物——碳酸钙。石灰岩可以作建筑材料、铺路、造桥。石灰岩在石灰窑中灼烧后，可变成生石灰（氧化钙），生石灰常用来做建筑粘合剂或粉刷墙壁。生石灰遇水后，变成熟石灰（氢氧化钙），同时放出大量的热，以至可以煮熟鸡蛋。

石油，更是碳的化合物的“仓库”。石油主要是各沸点不同的碳氢化合物的混合物。石油被誉为“工业的血液”，从石油中可提取汽油、煤油、柴油，是工业上最重要的液体燃料，用来开动各种内燃机。用石油作原料，还可制造塑料、合成纤维、合成橡胶等三大合成材料。

天然气常和石油矿“住”在一起。天然气的主要成分是甲烷CH4，也是碳氢化合物，用作气体燃料和化工原料。

碳，是生命的基础。一切动、植物体中的有机质，都是碳的化合物——蛋白质、油脂、淀粉、糖以及叶绿素、血红素、激素，都离不了碳。在工业上，碳的化合物也是非常重要的，象塑料、化学纤维、橡胶、香料、染料、制药等有机化学工业，绝大部分都是生产碳的化合物。

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