炭素はメジャーな元素の一つですよね。
今回は、ダイヤモンドが硬い理由やどのようなものに使用されているかを解説させていただきます。
この記事を読めば、理科の授業に役立つこと間違いなし。
炭素の性質と特徴
結晶構造によって性質が大きく変化することが特徴の元素。純粋な炭素は最も硬い物質と言われています。
炭素の社会での活用方法
炭素は「ダイヤモンド」や「鉛筆の芯」、「スポーツ用品」で使用されています。聞いたことがある方も多いのではないでしょうか？
ここでは、なぜダイヤが固く、鉛筆の芯が柔らかいのかについても触れて解説させていただきます。
ダイヤモンド
純粋な炭素の結晶で、最も硬い宝石として人気のダイヤモンドは、炭素によりできています。炭素原子が共有結合という、とても強い結びつきをしているため硬くなっています。一般的に想像される形は、加工された後の姿ですので自然界にあるダイヤはもっと形がいびつです。
鉛筆・シャーペンの芯
鉛筆やシャーペンの芯も炭素からできています。元はグラファイトと呼ばれる元素鉱物で、こちらも純粋な炭素で構成されていますが非常に柔らかい物質。これは、ファンデルワールス結合という、共有結合よりも弱い結合方法だからなんです。
スポーツ用品
カーボン製と聞くと、値段が高いけど軽い高級スポーツ用品を思い浮かべませんか？炭素繊維を使用したスポーツ用品はロードバイクの世界やゴルフ、テニスラケットなど幅広い分野で使用されています。また、スポーツカーにも使用されるほど頑丈かつ軽いという特徴を持ちます。
ちなみに、炭素せんいで補強された樹脂はCFRPと呼ばれ、最近ではドローンやホバーバイクなど近未来的なアイテムに欠かせない素材となっています。
炭素の歴史
元素記号：C
英語名：Carbon
語源はラテン語で「炭、石炭、木炭」を意味する「carbo」。
炭素の歴史は深く、発見されたのは紀元前とも言われています。
まとめ
今回の記事のポイントは以下の通り。
- 純粋な炭素は最も硬い物質
- 炭素は結合方法により硬さが変わる
- 紀元前に発見されたと言われるほど昔から認知されていた元素
他の元素が気になる方は、以下の記事にてまとめております。
是非ご覧ください。
【元素一覧】基礎的な元素から最新まで身近な例でわかりやすく解説！
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