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碳娘

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萌娘百科化學元素萌化專題正在建設中,歡迎您參與完善本條目☆chemiluminescence~
自從看了元素娘,麻麻再也不用擔心我的化學成績啦~

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非鹵非金.jpg

非鹵族非金屬自由聯盟控制區
X遠道而來的同志,歡迎來到非鹵族非金屬自由聯盟,讓我們打倒鹵族暴政!X
  1. X和諧友好是我們的宗旨,傷害別人是可恥的行徑(註)鹵族外非金屬娘本體沒什麼攻擊性,生命甚至依賴她們---如果你不是厭氧細菌X
  2. X我們的民族政策是各美其美,美美與共(註)鹵族外非金屬娘們的家族成分複雜,含非金屬,類金屬,後過渡金屬三個種族X
  3. X財富使人墮落,為此我們主張不應有絕對的富人和窮人(註)鹵族外非金屬娘的被推和推倒能力往往同樣突出,既可以得電子又會失電子(氧娘除外)X
打倒軍政府暴政!非金屬聯邦屬於人民!H C N O P S Se
006-C.jpg
基本資料
本名
Carbon 卡波里恩
暱稱化學符號
C
身高原子半徑
170pm(共價)
體重原子量
12.011(1)
熔點 3550°C
沸點 4827°C
密度 石墨:2.267g/cm3

鑽石:3.515g/cm3

化合價 常見有+4,+2,0,-4
存在
大氣、地殼、生物體內
行動力電負度
2.55(鮑林標度)
姐妹們同位素
12C,13C,14C(β-)
相關人士元素

碳娘,是原子序數為6的元素的擬人化萌娘,最常見的碳族元素娘,也是非金屬非鹵族元素娘,她以單質和使魔化合物形式廣泛存在於大氣、地殼和生物之中。

家族,使魔化合物,社會關係

家族

碳娘屬於碳族(IVA族),家族情況如下:

  1. 大姐 碳娘$\ce{C}$
  2. 二姐 矽娘$\ce{Si}$
  3. 三姐 鍺娘$\ce{Ge}$
  4. 四妹 錫娘$\ce{Sn}$
  5. 五妹 鉛娘$\ce{Pb}$
  6. 小妹 鈇娘$\ce{Fl}$ 誰知道和其他姐姐性質像不像呢

外貌

髮色,長髮,身材高挑(日常生活中過於常用,包括其使魔化合物

社會關係

常溫下純潔的單質碳娘性格文靜,很少和其他人玩耍,她常會和作者結下穩定的契約,幾千年前人類發現碳可以記錄信息以來從未被拋棄,你永遠可以相信碳娘如果遇到燃燒這種情況,她會和同歸於盡

碳娘最基本的屬性化學性質就是可以氧娘推倒燃燒。這種情況下碳娘更喜歡熱鬧:在不同種類或濃度的氧化劑中燃燒會得到不同劇♂烈程度的百♂合化合反應。比如在純氧中燃燒就會顯得極為劇烈,而在氧氣濃度很低的時候,反應就變得比較緩慢。

氧氣充足:

$$\ce{C + O2 ->[\triangle] CO2}$$

氧氣不足:

$$\ce{2C + O2 ->[\triangle] 2CO}$$

CO2在高溫(1200K+)還會再和C反應:

$$\ce{CO2 + C ->[HT] 2CO}$$

碳娘也是一種優秀的還原劑,可以從金屬氧化物中還原出金屬娘,這一性質也是冶金業中最為關鍵的一點但煉鋼絕不是將煤和鐵礦石混到一起之後點燃就行了的

冶煉銅娘

$$\ce{C + 2CuO ->[HT] 2Cu + CO2 ^}$$

冶煉鐵娘

$$\ce{3C + 2Fe2O3 ->[HT] 4Fe + 3CO2 ^ / 3CO + Fe2O3 ->[HT] 2Fe + 3CO2}$$

使魔

碳娘與其他元素娘(特別是氫娘氧娘)形成的使魔化合物都比較穩定,有機化合物中碳的個數、排列以及取代基的種類、位置都具有高度的隨意性,因此造成了有機物數量極其繁多這一現象,現代人類發現的化合物中有機物占絕大多數。有機物的性質與無機物大不相同,它們一般可燃、不易溶於水,反應機理複雜,已形成一門獨立的分科——有機化學。

有機化學部分可以前往有機化學模板及各個有機物萌娘,如甲烷娘
用石灰石或大理石與氫氯酸醬反應,通過生成立刻分解的碳酸桑這時會出現愛的小泡泡來製取二氧化碳醬使魔。

$$\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 ^ }$$

二氧化碳是一種酸性氣體(路易斯酸),它可以與某些鹼或鹼性物質反應:

$$\ce{2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}$$

$$\ce{Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 v + H2O}$$

$$\ce{2NH3 + CO2 ⇌ NH2COONH4}$$

第二個反應也被用於檢驗二氧化碳醬。如果通入過量的二氧化碳醬,則會變成對應的碳酸氫鹽。同時它的逆反應也是形成美麗的石鐘乳的至關重要一步:

$$\ce{CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2}$$

第三個看似奇怪的反應卻是用來生產重要氮肥碳醯胺醬(尿素娘)的關鍵步驟,降低溫度後可以讓氨氣娘和二氧化碳醬更親密的貼貼。隨後曇花一現的氨基甲酸銨娘的一部分會化為碳醯胺醬:

$$\ce{NH2COONH4 -> CO(NH2)2 + H2O}$$

二氧化碳醬溶於水,則會反應生成一種令肥宅們喜聞樂見的物質——碳酸桑:

$$\ce{CO2 + H2O -> H2CO3}$$

碳酸桑雖然是一種碳氫化合物的衍生物,但是她的性質卻跟一般無機物娘沒什麼兩樣,於是就被魔法師們歸到了無機物一類。日常生活中常見的肥宅快樂水,其主要成分就是碳酸。

碳酸桑在生物體內至關重要,她既可以幫助紅細胞娘運輸體內的二氧化碳[1]也可以作為胃酸分泌過程中的原料之一。

含有碳娘的物質經不完全燃燒會產生一氧化碳君。

一氧化碳君無色、無臭、無味,但吸入她會對人體造成巨大的傷害。她會優先與血紅蛋白結合,生成碳氧血紅蛋白,破壞了氧娘和血紅素鐵娘的親密紐帶導致後者不能提供氧氣給身體組織。最終導致人體因缺氧窒息而死。實際上人體內也有微量的一氧化碳君作為神經遞質完成神經元之間的信息傳播,但這種程度不會對大量血紅蛋白造成傷害。

甲烷和氨在氧娘中被鉑娘催化,從而產生劇毒的氫氰酸娘:

$$\ce{2CH4 + 2NH3 +3O2 ->[Pt] 2HCN +6H2O}$$

氫氰酸娘有著濃烈的苦杏仁體味,她在大自然中的母親扁桃苷醬存在於櫻桃、杏、蘋果中,用研磨杵反覆摩♀擦扁桃苷醬的身體可以讓她身體的一部分化為氫氰酸娘。她身上的氰根娘特性更類似於鹵離子娘,所以她的表親氰氣娘被被人們稱為擬鹵素。除了她廣為人知的毒性外,在氧娘的協助下,氫氰酸娘也經常被拿來與含有金娘的礦物拖入溶液中百♀合,以滿足人類對金娘的無限渴望:

$$\ce{4Au + 8NaCN +O2 + 2H2O -> 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH}$$

含碳娘的擬鹵素家族裡還有氰酸娘、硫氰醬等。

社會關係

基本上碳娘是無毒的,即便少量食用也不會造成什麼危險。由於碳娘不能被人體的胃酸(鹽酸)溶解,所以不能被消化,但人體的免疫細胞依舊可以通過胞吞將這些無用的雜質排除出去。但是以粉塵形式進入人體呼吸系統的碳娘是有害的,極易造成腎結石。粉末形式的碳娘有時候也被作為顏料或橡膠的補強劑。

石墨被用作核反應堆的中子吸收材料,或電解池、原電池的電極。而木炭可以被用作淨化劑,用來除臭、過濾水源等。進水的時候就要先後放入碳娘和氯娘

金剛石是碳的一種,有著極高的硬度,可以在實驗室利用石墨轉換而成,常用作切割材料或打磨材料。

碳娘會和氫娘、氮娘、氧娘、鹵素娘甚至金屬娘一起百♀合,搞出千變萬化性格各異性質各異的使魔,以至於成為了化學一個龐大的分支也就是碳娘的後宮——有機化學

個人經歷

碳娘是一種發現時間悠久的元素娘,史前時代就已經被人類發現並開始利用,早期以自然形成的以及焚燒後得到的碳黑可以抹到臉上為主。人們在古羅馬時代就開始通過在無氧環境下加熱木材來製造木炭。

鑽石也是碳娘構成的一種同素異形體,曾經很長一段時間內被當作是「自然界中最為堅硬的物質」,同時也占據了「莫氏硬度表」中最硬的位置。當然隨著科學的探索現在有許多比鑽石更硬的物質,比如β-氮化碳。

(待補充)

召喚方式

實際上,由於碳單質的廣泛存在,實驗室沒必要刻意召喚碳娘,直接氪金購買即可。工業上通常用煤的乾餾製取焦炭的方式來大量製備碳娘。

什麼?你非要製取碳單質?

$$\ce{ CO2 + 2Mg ->[ign.] C + 2MgO }$$

現象是產生耀眼的白光,生成白色固體氧化鎂和碳單質。 已經無法理解這種行為了

$$\ce{ C6H12O6 ->[H2SO4(conc.)] 6C + 6H2O }$$

這便是大名鼎鼎的「黑麵包實驗」,反應實質是濃硫酸娘的脫水性將有機物中的氫、氧原子以2∶1的比例脫去也就形成了水娘對付推倒碳水化合物娘召喚碳娘可謂是輕而易舉。 這位更是重量級

不過該反應會放出大量的熱,導致好不容易召喚的碳娘又會傲嬌地在濃硫酸和熱的幫助下變回化合物,所以在實際操作中產率不高(如果有人真這麼做的話)

$$\ce{ C + 2H2SO4(conc.) ->[\triangle] CO2 ^ + 2SO2 ^ + 2H2O }$$

這到底是圖什麼啊喂

還是回去老老實實地氪金召喚吧

元素娘趣事

  1. 碳娘覺得自己在變成金剛石時已經夠硬,但拉瓦節用放大鏡點燃了金剛石。喪心病狂地炫富。然而金剛石在熱力學上還不如石墨穩定……主要是因為分子、原子間結合方式不同,因此鍵能不同。
    $\ce{ C (diamond, s) }$=$\ce{}$$\ce{}$$\ce{ C (graphite, s) \Delta \mathit{H}={-1.9kJ/mol} }$
  2. 碳娘的一種存在形式——金剛石醬(鑽石醬)是自然界最硬的東西.....之一。研究表明,$\ce{^13C}$構成的金剛石醬比自然生成的$\ce{^12C}$構成的金剛石醬還要硬一些。$\ce{^13C}$經常被植♂入尿素以進行幽門螺旋桿菌測試。
  3. 碳娘的姐妹$\ce{^14C}$具有放射性,半衰期為5730年。她經常被考古學家等玩♂弄以測量某種文物或化石的年代(放射性年代測定法)。

畫廊

  1. 當二氧化碳從細胞進入血液後,它會與水娘形成碳酸,其後被奪走一個H+,形成碳酸氫根離子(HCO3-)。碳酸氫根離子會進入紅細胞,與另一個H+結合,重新形成碳酸。在肺中,碳酸中的水將被奪走,二氧化碳即從肺部釋出。