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炭素は地球上で最も豊富な化学元素の1つであり、その質量により、酸素に次いで2番目に減少します。地球上の生命は、この惑星上のすべての生物の化学的基盤であるため、炭素の存在です。その4つの価電子のため、炭素分子は酸素、水素、窒素と結合します。炭素はリンや硫黄とも結合して、脂肪、タンパク質、炭水化物などの生化学的構成要素を形成します。炭素がなければ、人間は現在の形では存在しません。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
炭素の特性には、酸素、水素、窒素、リン、硫黄と結合する能力が含まれます。炭素生化学化合物は、地球上のすべての生命に不可欠です。その結合能力により、炭素は他の原子と単結合、二重結合、または三重共有結合を形成できます。
複数の物理的形態
同素生化学的要素として、炭素は化学的に類似しているにもかかわらず、複数の物理的形態で存在します。炭素は、炭素ベースの化合物が熱と圧力にさらされたときに残されたグラファイト、ダイヤモンドまたは炭素残渣として存在します。シート状構造に存在するグラファイトは柔らかく、電気を伝導します。対照的に、ダイヤモンドは非常に硬く、電気を通さず、不活性です。残留炭素には、石炭、木炭、および人間がエネルギーに使用するその他の物質が含まれます。
炭素原子構造
安定した炭素原子は、6個の陽子、6個の中性子、6個の電子を持ち、その結果、原子質量は12.011となり、元素周期表の6番目の位置に位置します。その電子の4つは原子の外殻にあり、他の2つは内殻にあります。結合した炭素原子のみで構成される固体分子は、物質の物理的状態に応じて、四面体または六角形を形成します。
化学的特性
炭素は酸素中で燃焼し、二酸化炭素と一酸化炭素を生成します。炭素は酸化物と一緒に加熱すると炭化物を形成することもあります。例えば、炭素で加熱された酸化カルシウムは、炭化カルシウムと一酸化炭素を形成します。さらに、一酸化炭素などの炭素化合物は、金属酸化物の還元剤として機能します。たとえば、一酸化炭素環境で炉などの熱源から極度の熱を加えると、酸化鉄が鉄に還元されます。
カーボンチェーン
炭素は、他の炭素原子と単結合、二重結合、三重結合で炭素の鎖を形成できます。カテネーションと呼ばれるこのプロセスは、有機化合物の作成と有機化学の研究の基礎となります。シリコンやゲルマニウムなどの他の元素は、制限されたカテネーションを行うことができますが、炭素もサイズに制限のないチェーンを形成できます。さらに、炭素だけが二重結合と三重結合をカテゴライズできますが、他の元素は単結合しか形成できません。