炭素

更新日：2019年9月15日

α-黒鉛 (α-グラファイト) の構造式 - Chemical structure of α-graphite

炭素（Carbon）は，化学式Cで表される典型元素の単体です。

目次 - Table of contents

1: 名称 - Names
2: 化学式と構造 - Formulas & structures
3: 物質情報 - Properties
4: 熱力学的性質 - Thermodynamic properties
5: 溶解度 - Solubility
6: 危険有害性 - Hazards
7: 製法 - Preparation
8: 化学反応 - Chemical reactions
9: 関連物質 - Related substances
10: カテゴリ - Categories
11: コメント - Comments

名称 - Names

物質名称一覧

命名法 Nomenclature	名称 Name
代表的名称 Typical name	炭素 Carbon
組成命名法 Compositional nomenclature	炭素 Carbon
置換命名法 Substitutive nomenclature	–
付加命名法 Additive nomenclature	–
水素命名法 Hydrogen nomenclature	–
官能基代置命名法 Functional replacement nomenclature	–
IUPAC許容慣用名 IUPAC acceptable common names	–
別名 Other names	–

化学式と構造 - Formulas & structures

化学式一覧

化学式名称 Formula name	式 Formula
代表的化学式 Typical formula	C
組成式 Empirical formula	C
構造式 Structural formula	α-黒鉛の構造
構造式 Structural formula	ダイヤモンドの構造

化学式中の構成原子と酸化数

構成原子 Atom	名称 Name	酸化数 Oxidation state	個数 Number
C	炭素	0	1

物質情報 - Properties

物質情報一覧

項目 Item	値 Value
物質名 Substance name	炭素 Carbon
化学式 Chemical formula	C
外観 Appearance	黒色の固体
臭気 Odor	無臭
モル質量 Molar mass	12.011 g/mol
密度 Density	3.513 g/cm³ ダイヤモンド
密度 Density	2.267 g/cm³ 黒鉛 (グラファイト)
水への溶解度 Solubility in H₂O	–
融点 Melting point	3500 °C ダイヤモンド
沸点 Boiling point	3930 °C ダイヤモンド
昇華点 Subliming point	–3915 °C 黒鉛 (グラファイト)

熱力学的性質 - Thermodynamic properties

熱力学的性質一覧

項目 Item	値 Value
生成熱 -日本の高校化学での定義- Heat of formation -in Japanese high school chemistry-	1.897 kJ · mol⁻¹ ダイヤモンド
標準生成エンタルピー Δ_fH° Standard enthalpy of formation Δ_fH°	1.897 kJ · mol⁻¹ ダイヤモンド
標準生成ギブズエネルギー Δ_fG° Standard Gibbs energy of formation Δ_fG°	2.900 kJ · mol⁻¹ ダイヤモンド
融解熱 Heat of fusion	117 kJ · mol⁻¹ 黒鉛 (グラファイト) at 3500°C
蒸発熱 Heat of vaporization	–
蒸発熱 (25°C) Heat of vaporization (25°C)	–
昇華熱 Heat of sublimation	–

溶解度 - Solubility

溶解性一覧 - Table of qualitative solubility

反応 Reactive
混和 Miscible
易溶 Very soluble
可溶 Soluble
微溶 Slightly soluble
難溶 Very slightly soluble
不溶 Insoluble: 水

危険有害性 - Hazards

GHS表示 - GHS labelling

項目 Item	値 Value
危険有害性絵表示 Hazard pictograms	GHS02: 炎
危険有害性絵表示 Hazard pictograms	GHS08: 健康有害性
注意喚起語 Signal word	危険
危険有害性情報 Hazard statements	H351: 発がんのおそれの疑い
	H372: 長期, または反復ばく露による臓器への傷害
	H372: 長期, または反復ばく露による呼吸器系への傷害

参照: 化学物質管理センター. GHS分類結果-カーボンブラック. 独立行政法人製品評価技術基盤機構.
日本語: http://www.safe.nite.go.jp/ghs/15-mhlw-0083.html.
English: http://www.safe.nite.go.jp/english/ghs/15-mhlw-0083e.html.
(データ参照日: 2019-01-17).

物理的危険性 - Physical hazards

分類 Class	区分 Category	表示 Label	危険有害性情報 Hazard statement
爆発物	分類対象外
引火性気体	分類対象外
エアゾール	分類対象外
酸化性気体	分類対象外
高圧ガス	分類対象外
引火性液体	分類対象外
引火性固体	分類不可 (データ不足)
自己反応性化学品	分類対象外
自然発火性液体	分類対象外
自然発火性固体	区分外
自己発熱性化学品	区分1	危険	H251: 自己発熱; 発火のおそれ
	区分2	警告	H252: 大量の場合に自己発熱; 発火のおそれ
	分類不可 (データ不足)
水反応引火性化学品	分類対象外
酸化性液体	分類対象外
酸化性固体	分類対象外
有機過酸化物	分類対象外
金属腐食性物質	分類不可 (データ不足)
鈍性化爆発物	データなし

健康有害性 - Health hazards

分類 Class	区分 Category	表示 Label	危険有害性情報 Hazard statement
急性経口毒性	区分外
急性経皮毒性	分類不可 (データ不足)
急性吸入毒性 (気体)	分類対象外
急性吸入毒性 (蒸気)	分類対象外
急性吸入毒性 (粉塵・ミスト)	分類不可 (データ不足)
皮膚腐食性 /刺激性	区分外
重篤な眼損傷性 /眼刺激性	区分外
呼吸器感作性	分類不可 (データ不足)
皮膚感作性	分類不可 (データ不足)
生殖細胞変異原性	分類不可 (データ不足)
発がん性	区分2	警告	H351: 発がんのおそれの疑い
生殖毒性	分類不可 (データ不足)
特定標的臓器毒性 (単回ばく露)	分類不可 (データ不足)
特定標的臓器毒性 (反復ばく露)	区分1 (呼吸器系)	危険	H372: 長期, または反復ばく露による臓器への傷害 H372: 長期, または反復ばく露による呼吸器系への傷害
誤えん有害性	分類不可 (データ不足)

環境有害性 - Environmental hazards

分類 Class	区分 Category	表示 Label	危険有害性情報 Hazard statement
水生環境有害性 (短期)	区分外
水生環境有害性 (長期)	分類不可 (データ不足)
オゾン層への有害性	分類不可 (データ不足)

製法 - Preparation

二酸化炭素の還元

二酸化炭素と還元力の大きい金属が反応すると，二酸化炭素が還元されて炭素と金属酸化物が生成します。

二酸化炭素とナトリウムの反応: CO₂
+
4Na
⟶
C
+
2Na₂O

二酸化炭素とカリウムの反応: CO₂
+
4K
⟶
C
+
2K₂O

二酸化炭素とマグネシウムの反応: CO₂
+
2Mg
🔥
⟶
C
+
2MgO

二酸化炭素とカルシウムの反応: CO₂
+
2Ca
⟶
C
+
2CaO

化学反応 - Chemical reactions

水との反応

炭素と水を高温で反応させると，一酸化炭素と水素が生成します。「水蒸気改質」と呼ばれるこの反応は，炭化水素や石炭を原料とした水素の製造に利用されます。

水との反応: C
+
H₂O
🔥🔥
⟶
CO
+
H₂

酸素との反応

炭素と酸素が燃焼反応すると，酸素が十分に存在する場合には二酸化炭素が生成し（完全燃焼），酸素が少ない場合には一酸化炭素が生成します（不完全燃焼）。

酸素との反応 (1:1): C
+
O₂
🔥
⟶
CO₂

酸素との反応 (2:1): 2C
+
O₂
🔥
⟶
2CO

第14族元素の単体

炭素化合物

カテゴリ - Categories

炭素