* 4つの原子価電子: これにより、炭素は他の原子と4つの共有結合を形成できます。
* チェーンとリングを形成する能力: 炭素原子は結合して、長い鎖または閉じたリングを形成することができます。
* ダブルボンドとトリプルボンドを形成する能力: これにより、さらに構造的な変動が可能になります。
これは、単純なものから複雑なものまで、分子の驚くべき多様性につながります。
単純分子:
* メタン(CH4): 天然ガスに見られる最も単純な有機分子。
* 二酸化炭素(CO2): 光合成に関与する大気の重要な要素。
* 一酸化炭素(CO): 有毒ガスだけでなく、貴重な工業化学物質。
大きな分子:
* 炭化水素: 炭素と水素のみで構成される分子。例は次のとおりです。
* アルカン: 単一結合を備えた飽和炭化水素(たとえば、メタン、エタン、プロパン)。
* alkenes: 二重結合を持つ不飽和炭化水素(例:エチレン、プロピレン)。
* アルキン: トリプル結合を備えた不飽和炭化水素(たとえば、アセチレン)。
* 炭水化物: 炭素、水素、酸素で構成される砂糖と澱粉。
* 脂質: エネルギー貯蔵および細胞膜に重要な脂肪と油。
* タンパク質: 多くの生物学的機能に不可欠なアミノ酸で構成される複雑な分子。
* 核酸: DNAおよびRNA、遺伝情報のキャリア。
その他の重要な炭素含有分子:
* ダイヤモンド: 非常に強い構造を持つ純粋な炭素の結晶形。
* グラファイト: 鉛筆やバッテリーで使用される階層化された炭素。
* fullerenes: 有名なバックミンスターフルレン(C60)を含む炭素の球状分子。
* グラフェン: グラファイトの単一層、例外的な電気伝導率と強度を持つ材料。
* ナノチューブ: 炭素原子の円筒構造。高強度や電気伝導率などの顕著な特性を備えています。
このリストは、炭素含有分子の広大で多様な世界の表面をかろうじて傷つけません。炭素が非常に多くの異なる分子を形成する能力は、地球上の生命に不可欠であり、多くの産業に革命をもたらしました。