zaibd/wkpdtw huggingface dataset:
碳 - 氫鍵是指碳原子與氫原子之間的共價鍵，是有機化合物中最常看到的共價鍵。碳 - 氫鍵的鍵長約 1.09 Å (1.09 × 10−10 m)，鍵能約 413 kJ/mol，相關於 98.7kcal/mol（參見下方的表）。碳和氫的電負度分別是 2.5 及 2.1，由於二者的電負度差只有 0.4，因此碳 - 氫鍵一般認為是非極性的共價鍵。

碳 - 氫鍵的鍵長和碳原子的混成軌域有關，因此碳原子的混成軌域為 sp3、sp2 或 sp，其對應的鍵長也會不同。

由於碳 - 氫鍵在有機化合物中經常出現可見，其結構式中大都會省略氫原子。烴類是只含有碳 - 氫鍵及碳 - 碳鍵的化合物，可分為烷烴、烯烴、炔烴、環烴及芳香烴。



反應

一般而言碳 - 氫鍵相當穩定，不太容易產生反應。有些有機化合物中的碳 - 氫鍵酸性夠強，可以使氫離子解離，這類的化合物一般稱為含碳酸（carbon acid），其共軛鹼為碳負離子。烷烴中不和氧、氮、碳等雜原子相鄰的碳 - 氫鍵活性較弱，這類碳 - 氫鍵一般只參與自由基取代反應。另一種和碳 - 氫鍵有關的反應是碳 - 氫鍵活化反應。

以下是在不同有機化合物中碳 - 氫鍵的鍵能比較：



參照


* 氫
碳－氧鍵是指碳原子和氧原子之間形成的共價鍵，這是有機化學和生物化學中最常見的化學鍵之一。氧原子具有 6 個價電子，傾向於與碳原子共用兩個電子形成化學鍵，剩下的四個非鍵電子形成兩對孤對電子。最簡單的含碳－氧鍵化合物是醇，它們可以看作水的有機衍生物。

碳－氧鍵是強極性鍵，電子云明顯偏向氧（電負性：碳 2.55，氧 3.44）。石蠟族的碳–氧鍵鍵長平均在 143 皮米左右，比碳－氮鍵或碳－碳鍵都要短。羧酸中單鍵鍵長更短（136pm），其中因為共軛效應的存在而具有部分雙鍵的性質。環氧化合物中鍵長更長（147pm），因為角張力的存在使得電子云不能很好地重疊。碳–氧鍵的鍵能也比碳－氮鍵或碳–碳鍵大。例如，298K 時，甲醇中 C-O 鍵鍵能為 91 kcal/mol，甲胺中 C-N 鍵鍵能為 87 kcal/mol，而乙烷中 C-C 鍵鍵能為 87 kcal/mol。

含有端基碳氧雙鍵官能團的化合物統稱為羰基化合物，包括醛、酮、羧酸、羧酸衍生物等等。分子內部的碳氧雙鍵存在於帶正電的𨦡鹽離子中，但它們多以反應中間體的形式存在。在呋喃及其衍生物中，氧原子的孤對電子參與了 p-π 共軛，因此呋喃是芳香性的。羰基化合物中碳氧雙鍵的鍵長約為 123 pm。而醯鹵中的碳氧雙鍵具有部分三鍵的性質，因此鍵長只有 117 pm。常見的碳氧三鍵只在一氧化碳分子中存在，其中鍵長很短（112.8 pm）、鍵能很大。這樣的三鍵鍵能很大，甚至比氮氮三鍵的鍵能還高。氧也可以形成三價的化合物，例如氟硼酸三甲基𨦡。



化學

生成碳－氧鍵的重要反應有 Williamson 醚合成、親核醯基取代反應和烯烴的親電加成反應。Paternò–Büchi 反應相當於羰基進行的複分解反應。



含氧官能團

碳–氧鍵存在於以下這些官能團中：



參見


* 元素周期表中其他元素與碳形成的化學鍵：
碳循環是一種生物地質化學循環，指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、土壤圈、水圈及大氣中交換。碳的主要來源有四個，分別是大氣、陸上的生物圈（包括淡水系統及無生命的有機化合物）、海洋及沉積物。與氮循環和水循環一起，碳循環包含了一系列使地球能持續存在生命的關鍵過程和事件。碳循環描述了碳元素在地球上的回收和重複利用，包括碳沉澱。一個對湖泊的碳預算的測試可以檢測這個湖泊是否起到了沉澱二氧化碳的作用。碳循環最早被約瑟夫・普利斯特里和安東萬 - 羅倫・德・拉瓦節發現，被漢弗里・戴維所推廣。



主要組成部分

全球碳循環通常分為以下幾大儲集池的碳相互關聯的途徑交換：


* 大氣

* 陸地生物圈

* 海洋，包括溶解無機碳，活的和死的海洋生物

* 沉積物，如土壤有機碳的沉積物，包括化石燃料，淡水系統和非生物有機材料

* 地球的內部，碳來自於地球的地函和地殼。這些碳存儲通過地質過程與其他組成部分交互

碳儲集之間的交流發生是各種化學，物理，地質和生物過程的結果。海洋是包含最大的地球的表面附近的碳的活躍儲集池。



從大氣中移走二氧化碳

植物（生產者）

光合作用會從空氣中吸入二氧化碳並轉化為碳水化合物，例如葡萄糖和澱粉，接著將碳水化合物轉化為蛋白質和脂肪。較新的樹林會轉化較多的二氧化碳，因為植物生長的速度較快。

動物（消費者）

動物會以植物為食物，並將植物組織的有機物消化及轉化為動物組織。

化石燃料

生物屍體埋在泥土下或壓縮在水底下，經過數萬年泥土或水的壓力及地下的高溫，就會生成化石燃料而儲存大量的碳。

海中的動物

海中有殼的動物會利用海水中的碳去製造自己的殼。

其他

大氣中的二氧化碳，部分會與降雨的水結合成碳酸，落至地面經滲透後，與地底的鈣質化合成碳酸鈣。此即為鐘乳石生成原理，但此作用極為緩慢。



二氧化碳回歸大氣中

呼吸作用

植物、動物、細菌和真菌皆會透過呼吸作用釋放二氧化碳

分解

細菌和真菌會將生物的屍體分解並釋放二氧化碳返回大氣中。

燃燒

當燃燒化石燃料時，便會釋放大量二氧化碳。

海中的動物

當貝殼碎裂的時候、生物死亡被分解時二氧化碳會被釋放到海裡。

其他

碳酸鈣遇到酸雨（鹽酸、亞硫酸），將導致碳酸鈣之中封存的二氧化碳釋出到大氣。



參看


* 生物碳（英語：Biochar）

* 碳足跡（英語：Carbon footprint）

* 初級生產（英語：Primary production）

* 雪球地球和慢速「碳循環」

* 卡爾文循環

* 生物地質化學循環



參考資料


* Basic Principles in Biology Book 1 -Y.K.TO. Chapter 6.6 Cycling of Materials
碳－氮鍵是碳原子和氮原子之間形成的共價鍵，它也是有機化學和生物化學中最常見的化學鍵之一。

氮原子有五個價電子，在通常的胺中的化合價為 3，剩下的兩個電子形成一對孤對電子。通過那對電子，氮可以與氫形成配位鍵使自身的配位數達到 4，並形成帶有一個正電荷的銨鹽。許多氮化合物因此具有鹼性，但強弱取決於結構：醯胺中的氮原子不具鹼性，這是由於其孤對電子離域而與羰基形成共軛效應（類似於羰基的烯醇式），使得 N－C 鍵具有部分雙鍵的性質。在吡咯中孤對電子成為 6 電子芳香共軛體系的一部分因而其氮原子也不具鹼性。

與碳－碳鍵類似，碳氮之間也可以形成穩定的雙鍵，例如亞胺，而腈中還存在三鍵。鍵長隨著鍵級的增加而縮短，從胺的 147.9pm 到 C-N= 化合物（例如硝基甲烷）的 147.5 pm，吡啶中的部分雙鍵長度為 135.2pm，到腈中三鍵的長度為 115.8 pm

CN 鍵是具有強烈極性的共價鍵（碳和氮電負性分別是 2.55 和 3.04），導致分子偶極矩較高：氰胺為 4.27D，重氮甲烷為 1.5 D，疊氮甲烷為 2.17，吡啶為 2.19。因為這個原因許多含有 CN 鍵的化合物可溶於水。



含氮官能團



參見


* 氰化物

* 其他氮族元素與碳形成的共價鍵：碳－氮鍵、碳－磷鍵。

* 其他第二周期元素與碳形成的共價鍵：碳－鋰鍵、碳－鈹鍵、碳－硼鍵、碳－碳鍵、碳－氮鍵、碳－氧鍵和碳－氟鍵。
碳 15（Carbon 15）是一系列曾經由美國已停止生產的槍械製造商專業軍械公司（Professional Ordnance）所設計和生產的輕型彈匣供彈式手槍、卡賓槍和步槍槍族，而該設計在一段時間過後由當前的製造商大毒蛇武器公司所取得。該槍族分為發射 9×19 公釐帕拉貝倫手槍子彈與 5.56×45 公釐北約口徑制式步槍子彈的型號。



概述

碳 15 系列武器與柯特 AR-15 半自動步槍之間有著前者從設計上密切地基於後者的關係。該槍族的特徵是其碳纖維結構，提供了非常輕便，亦非常耐用，包括：防化學物、防水和耐熱的槍身。碳 15 系列通常是 5.56 公釐（.223 英寸）口徑的武器，但亦有推出碳 15 的手槍與卡賓槍的 9×19 公釐帕拉貝倫口徑版本。

2009 年初，碳 15 手槍與步槍系列的主要製造商大毒蛇公司開始在他們生產的碳 15 M4 步槍以上追加了拋殼口防塵蓋和復進助推器。



使用國


* 阿曼
  
* 阿曼蘇丹武裝部隊

* 美國
  
* 地方警察部門

* 梵蒂岡

* 馬來西亞



資料來源



參見


* 大毒蛇 XM-15 半自動步槍

* 大毒蛇 M4 型卡賓槍

* 5.56×45mm NATO

* Kel-Tec PLR-16

* 奧林匹克 OA-93



外部連接


* （簡體中文）— D Boy Gun World（槍炮世界）—
  
* 其他生產商的 M16 派生型 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  
* BUSHMASTER 公司的 AR 式武器 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
裂解碳九是含有九個碳原子的鏈狀烯炔化合物的通稱，常在石油提煉時獲得。其沸點介於汽油和柴油之間。浮在水面上時呈黃色。



成分

裂解碳九含有 150 餘種有機物。

儘管芳香烴含量沒有重整碳九高，裂解碳九中芳烴含量仍在 40～60％，其芳香烴多為烯基芳烴，如：


* 苯乙烯及其衍生物

* 茚及其衍生物

* 萘及其衍生物

另外，雙烯烴、單烯烴較多，二聚體、多聚體較多，部分硫、氮。雙環戊二烯占裂解碳九的 25～35％。



事件

2018 年 11 月 4 日，福建泉港東港石油化工公司在裝卸作業時造成 69.1 噸裂解碳九泄露。



參考文獻



擴展閱讀


* 碳九芳烴
九碳原子芳香烴，又稱重整碳九，是一種聚合混合物，含有九至十二個碳原子芳烴及二聚環脂肪烯烴，是石油經過催化重整以及裂解後副產品中餾分在酸性催化劑存在下聚合而得。



主要成分

其主要成分包括異丙苯、正丙苯、乙基甲苯、均三甲苯、偏三甲苯、連三甲苯、茚、甲茚、雙環戊二烯（環戊二烯二聚體）、甲基環戊二烯二聚體等。



性質

一般狀況下，碳九芳烴的沸點在 153℃。 碳九芳烴大約占所有重整重芳烴的 80%-90%，其中三甲苯占 50％，甲基乙基苯占 20％～25％。而裂解石油所產生的重芳烴中，有 20% 的碳九芳烴，其中三甲苯有 4-6%。



相關


* 碳九



參考文獻
碳二亞胺（Carbodiimide）含有 N=C=N 官能團，是一類常用的失水劑。一般由硫脲失硫化氫或脲失水製備，水解得到脲衍生物。



用途

有機合成中，碳二亞胺是一類常用的失水劑，主要用於活化羧基，促使醯胺和酯的生成。反應中常加入 N - 羥基苯並三唑或 N - 羥基琥珀醯亞胺，可以提高產率，減少副反應的發生。

碳二亞胺也可與胺反應生成胍。

機理

羧酸與胺在碳二亞胺作失水劑下縮合的反應如下圖。羧酸 1 先與碳二亞胺反應生成中間體 O - 醯基異脲 2，類似於引入酯基活化羧酸。而後 2 與胺反應生成目標產物醯胺 3 和脲 4。2 可以與另一分子羧酸反應生成酸酐 5，酸酐與胺反應也得到醯胺 3。

反應的副產物主要是 2 重排生成的 N - 醯基脲 6。使用低介電常數的溶劑（如二氯甲烷、氯仿）可減少 6 的生成。



DCC

DCC（二環己基碳二亞胺）是最早使用的碳二亞胺之一，大多用在多肽合成中的接肽一步。DCC 作失水劑的反應產率很高，並且試劑的價格也不昂貴。

但 DCC 也有很多缺點限制了它的應用：

1. 副產物 _N_,_N'_- 二環己基脲不溶於水，一般用過濾除去，但仍有少量殘留於溶液中，難以除淨；
2. DCC 不如其他固相接肽試劑方便，產物二環己基脲難以從多肽樹脂上分離出來；
3. DCC 會造成過敏。



DIC

DIC（N,N'- 二異丙基碳二亞胺）用作 DCC 的替代品，與 DCC 相比有以下幾點優勢：

1. DIC 為液態，更容易使用；
2. 產物 _N_,_N'_- 二異丙基脲可溶於大多數有機溶劑，很容易通過溶劑萃取除去，DIC 也因此常用在固態合成中；
3. DIC 導致過敏的可能性較低。



EDC

EDC 是個可溶於水的碳二亞胺，在醯胺合成中用作羧基的活化試劑，也用於活化磷酸酯基團、蛋白質與核酸的交聯和免疫偶連物的製取。使用時的 pH 範圍為 4.0-6.0，常和 N - 羥基琥珀醯亞胺（NHS）或 N - 羥基硫代琥珀醯亞胺連用，以提高偶聯效率。

施特格利希酯化反應中，用 EDC 和催化劑 4 - 二甲氨基吡啶（DMAP）使羧酸與醇發生酯化。

參考資料


* Nakajima, N; Ikada, Y; _Bioconjug Chem._ 1995, _6(1)_, 123-130. Abstract

* Skotnicki, S; _Tetrahedron Lett._ 1994, _35(2)_, 197-200. [1]

外部連結


* EDC （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）—PubChem
碳雲智能（iCarbonX），是由中國基因組學家、北京華大基因研究中心前 CEO 王俊在 2015 年創立的公司。iCarbonX 將基因組學與代謝物、細菌和生活方式選擇等其他健康因素相結合，以打造數位化的生活方式。 

iCarbonX 已籌集了超過 6 億美元的投資。騰訊控股有限公司和中源協和細胞基因工程股份有限公司向 iCarbonX 投資 2 億美元，使 iCarbonX 成為中國僅有三家估值超過 10 億美元的醫療保健初創公司之一（獨角獸）。該公司約有 100 名員工。



歷史

2015 年 10 月 27 日，iCarbonX 成立。2016 年 9 月 10 日，iCarbonX 收購以色列人工智慧和圖像處理公司 Imagu Vision Technologies，建立 iCarbonX-Israel 研發中心。2017 年 1 月 5 日，iCarbonX 宣布與七家公司建立數字生活聯盟，包括 SomaLogic、HealthTell、PatientsLikeMe、AOBiome、GALT、Imagu 和 Robustnique。

2017 年 1 月 5 日，iCarbonX 發布數字健康管理平台 Meum。公司名稱「iCarbonX」象徵利用網際網路和人工智慧來改善生活，而核心元素是碳。 「i」和「X」代表公司計劃將網際網路和人工智慧結合起來創造新事物。



參考文獻
碳信用額（英語：carbon credit），簡稱碳信用，是指排放 1 噸二氧化碳當量的溫室氣體的權利的任何可交易額度或許可證通用術語。

碳信用和碳市場是國家和國際緩解溫室氣體濃度增長的努力一部分。一個碳信用額等於 1 噸二氧化碳，在一些市場中也可轉換為 1 噸二氧化碳當量的溫室氣體。碳交易是排放權交易方法的一種應用。其邏輯是是為各市場主體的溫室氣體排放量設置額度上限，然後以市場交易機制在受管制的主體之間分配排放量額度。

其目標是在市場機制的驅動下，相較於可無成本地排放溫室氣體的情況，推動工業和商業過程向更低碳的方向發展。由於減少溫室氣體排放的項目能夠產生可交易的碳信用額，因此該方法能在經濟上激勵貿易夥伴之間以及世界範圍內的碳減排計劃。

也有許多公司將碳信用額出售給有意自願降低其碳足跡的商業和個人客戶。這些碳補償交易者從投資基金或碳開發公司購買他們在各個項目中積累下的額度。買賣雙方還可以像交易碳信用額股票一樣，使用交易平台進行交易。信用的品質取決於驗證過程和作為碳項目發起人的基金或開發公司的成熟程度。這反映在他們的價格上。志願單位的價值通常低於通過嚴格驗證的清潔發展機制出售的單位。歐盟的碳信用額交易價格從 $ 7.78 到 $ 25.19 不等，在 2018 年平均每噸為 $ 16.21。儘管仍處於發展之中，但預計碳信用額的價值和交易量將繼續增長，尤其是在 COVID-19 大流行引發的經濟衰退之後，一些政府已承諾進行「綠色復甦」。



定義

《柯林斯英語詞典》將碳信用額定義為「證明政府或公司已付費來去除環境中一定量的二氧化碳的證明」。維多利亞州環境保護局將碳信用額定義為「溫室氣體排放指定值減少或抵消量的通用術語。通常相當於一噸二氧化碳當量（CO2-e）。」

Investopedia 將碳信用額定義為作為「允許持有者排放一噸二氧化碳的許可」…… 它「可在國際市場上以當時市價進行交易。」



種類

碳信用額有兩種類型：自願減排（voluntary emissions reduction，VER），即在場外交易或自願市場上交換信用額的碳補償；核證減排（certified emissions reduction，CER），即旨在補償某個項目的排放的監管框架定義的排放單位（或信用額）。



背景

化石燃料的燃燒是溫室氣體排放的主要來源，尤其是電力、水泥、鋼鐵、紡織、化肥和許多其他依賴化石燃料（煤、煤電、天然氣、石油）的行業。這些行業排放的主要溫室氣體是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、碳氟化合物（HFCs）等，這些都會增加大氣捕獲紅外能量的能力，從而影響氣候。

隨著人們越來越意識到控制排放的必要性，碳信用的概念應運而生。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）觀察到：

> 提供實際或隱含碳價格的政策能夠鼓勵生產者和消費者大量投資溫室氣體低排放的產品、技術和工藝。此類政策可包括經濟手段、政府資金和監管……
> 
> 

同時它指出，只要初始分配機制和長期價格具有合理水平的可預測性，可交易許可證制度是對工業部門環境有效的政策工具之一。

該機制已在 170 多個國家間的國際協議《京都議定書》中得到正式表述，其市場機制在隨後的《聯合國氣候變化框架公約》中達成一致。所採用的機制類似於美國成功的酸雨計劃，以減少一些工業污染物的排放。



參見



參考文獻



外部連結


* Carbon Finance International.

* 1605 (b) a US Voluntary Reporting Registry （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.

* What is Additionality? Part 1: A long standing problem, GHG Management Institute, Discussion Paper No. 001, (Jan 2012).
碳定價是各國減緩全球暖化的一種方法，該方法通過增加溫室氣體排放的成本來鼓勵污染者減少使用煤炭、石油和天然氣等造成全球暖化的主要來源。這一方法被廣泛認可並被認為是有效的。碳定價的目的是解決二氧化碳和其他溫室氣體排放造成負外部性（排污者無需付費）。

碳價格通常採用碳稅或碳排放交易的形式。

2020 年，碳定價產生了 530 億美元的收入。2021 年，隨著中國開始實行國家碳交易計劃，碳定價覆蓋全球 21.7% 的溫室氣體排放量。實行碳定價的地區包括大多數歐洲國家和加拿大。另一方面，印度、俄羅斯、海灣國家和美國許多州等排放大國尚未制定碳定價。澳大利亞也廢除了其碳定價計劃。

最新的碳社會成本模型計算發現，由於經濟反饋和全球 GDP 增長率下降，每噸二氧化碳排放造成的損失超過 3000 美元，而政策建議範圍在 50-200 美元之間。許多碳定價計劃，包括中國的排放交易體系，定價低於 10 美元 / 噸 CO2。一個例外是歐盟排放交易體系（EU-ETS）2021 年的定價超過 60 歐元 / CO2（70.79 美元）。

碳稅因其簡單穩定而在經濟上受到普遍青睞，而選擇限額與交易通常是出於政治因素。交易計劃理論上提供了限制碳預算配額的可能性。當前的實施僅旨在滿足某些減排目標。



概念

碳交易

在碳排放限額與交易的制度設計下，政府設定一個排放上限，例如每年 1000 噸 CO 
2。然後，政府以政治或行政上確定的方式將配額給予相關主體，或者將配額拍賣給出價最高的人。排放許可發放後，配額可以在民間進行交易。沒有按規定限排的主體面臨比排放許可價格更高的罰款。理論上，排放量將會被限制在配額上限之內。如果上限太低，排放許可將供不應求，價格將居高不下。

和碳稅一樣，限額與交易制度根據化石燃料的碳含量設定相應的上限。一般來說，該制度的覆蓋範圍是局部的，例如可能僅限於電力工業。與碳稅不同的是，許可證市場會自發調整碳價格，以確保達到上限，而在碳稅制度下，碳價格由政府而不是市場設定。兩個或兩個以上國家只需認可對方的限額，就可以聯繫雙方的限額與交易市場，其效果是使兩個市場的碳定價相等。

在實踐中，歐盟排放交易體系的結果是碳價格相當高，但這後來被可再生能源政策（非價格政策）和大衰退削弱了。

碳稅

在碳稅制度下，監管機構直接設定碳價格。原則上，所有 CO 
2 排放源應按每噸 CO 
2 排放的相同稅率徵稅。這可以通過對所有化石燃料按其碳含量比例徵稅來實現。在實踐中，不同的燃料和不同的燃料使用方式可能以不同的稅率徵稅，由此產生的稅收仍可稱作碳稅。

混合設計

總量管制與交易制度可以包括有下限和上限的價格穩定條款。這種設計通常被稱為混合設計（hybrid design (s)）。只要價格受到這些限制的控制，就可以認為它是一種稅。



碳排放社會成本

一噸二氧化碳排放造成的具體的經濟損失取決於氣候和經濟的反饋效應，數值在一定程度上仍不確定。但最新的計算顯示出其增長的趨勢。相關動態模型包括貼現率。這導致當前狀態下其成本更低，而一旦碳預算耗盡，成本就會更高。



參考文獻
碳化（英語：carbonization）是通過破壞性蒸餾將植物和動物屍體殘骸等有機物，轉化為碳的反應過程。



碳化的複雜性

碳化是一種熱裂解反應，因此被認為是一個複雜的過程，其中有許多反應會同時發生，如脫氫、冷凝、氫轉移和異構化。

碳化與煤化的不同之處，在於碳化發生得更快，因為它的反應速率快了許多數量級。

對於最終的熱解溫度，施加的熱量將會控制碳化程度，以及外來元素的殘餘含量。例如：在 T~1200K 的殘渣碳含量超過 90wt.%，而在 T~1600K 時發現超過 99wt.% 的碳。 碳化通常是放熱過程，這意味著它原則上可以自我維持，並被用作不產生二氧化碳的能源。 就葡萄糖的情況而言，該反應可以每克釋放約 237 卡路里的熱量。

當生物材料暴露於突然的灼熱時，例如：在核爆炸或火山碎屑流的情況下，可以被極快地碳化轉變為固體碳。赫庫蘭尼姆古城被火山摧毀的過程中，包括家具在內的許多有機物都被高溫碳化。



木材如何轉化為木炭

木材在工業環境的碳化通常需要 280°C 以上的溫度，這將會釋放能量，因此這種反應稱為放熱過程。這種碳化也可以視為木材的自發分解，直到剩下稱為木炭的碳化殘留物。除非提供進一步的外部熱量，否則這個過程會停止，溫度最高達到約 400°C。然而，這種木炭仍會含有相當數量的焦油殘留物，以及原始木材的灰燼。



碳化中的工業安全

碳化產生的物質可以被證明是有害物質，應該採取簡單的預防措施來降低風險。

碳化產生的氣體含有高含量的一氧化碳，吸入時有毒。因此在窯爐或坑周圍操作期間，以及窯爐開啟進行卸料時，必須注意提供適當的通風，以便在卸料過程中分散一氧化碳。

碳化產生的焦油和煙霧雖然沒有直接毒性，但可能對呼吸系統產生長期破壞性影響。在可能的情況下，住宅區的位置應定位在盛行風地區，將燒炭作業產生的煙霧帶離住宅區，並且窯爐工廠不應靠近住宅區附近。

木焦油和焦木酸可能對皮膚有刺激作用，應注意避免與皮膚長時間接觸，應採取護理措施減少接觸的工作程序，透過防護服儘量減少直接的接觸。

焦油和焦木酸還會嚴重汙染溪流，並影響人類和動物的飲用水供應，魚類也可能受到不利影響。中大型木炭作業產生的液體流出物和廢水，應該收集在大型沉澱池中並讓其蒸發，以避免這些水進入當地的排水系統並污染溪流。窯爐通常不會產生液體廢水，其副產品大部分以蒸汽的形式分散到空氣中。在這種情況下，預防空氣污染的預防措施尤為重要。



碳化和生物柴油燃料

碳化在一項研究被用來創造一種新的催化作用，用於從乙醇和脂肪酸中生產生物柴油。催化作用是通過葡萄糖和蔗糖等一般食糖的碳化產生。將糖放在 400°C 的氮氣流下加工 15 小時，形成由多環芳香碳化合物組成的黑碳殘留物。然後用硫酸處理這種材料，用磺酸、羧基和羥基催化位點使材料功能化。



另見


* 焦炭

* 焦化

* 熱裂解



參考資料



外部連結


* Carbonization processes at Herculaneum site
碳化合物是指化學結構中包含碳的化合物。有機化合物中碳的結合力很強，可以互相結合成碳鏈或碳環，因此有機化合物可以有許多的變化，已知的有機化合物可達四百六十餘萬種。無機化合物是所有不含碳的化合物及少數含碳的簡單化合物（碳元素、碳矽化物、碳的氧化物、碳酸及碳酸鹽、氰氣及其衍生物），無機化合物組成元素的種類很多，已知的無機化合物約有四十萬種。



參考文獻
碳化物是碳與電負性比它低的或和它相近元素化合生成的化合物，在工業上有很多用途。碳化物一般按以下標準分類：


* 離子碳化物（鹽類碳化物）

* 共價碳化物

* 間隙碳化物

* 「中間型」過渡金屬碳化物，處於離子碳化物與間隙碳化物之間

此外，二元碳化合物還有：


* 石墨化合物

* 鹼土金屬富勒烯化合物

* 內生富勒烯，金屬原子位於富勒烯分子內

* 金屬 - 碳多面苯，含有 C2 單位的簇合物



例子

碳化物的例子有：


* 碳化鈣（CaC2）— 離子碳化物，俗稱「電石」，由氧化鈣與焦炭在電爐中反應製取

* 碳化矽（SiC）— 共價碳化物

* 碳化鎢（WC、W2C）— 超硬材料

* 碳化三鐵（Fe3C）— 鋼中的組分

* 碳化硼

* 碳化鉭

* 碳化鈦

其他參見 Category: 碳化物。



不同類型

離子碳化物

以下元素會生成離子碳化物：


* 第 1 族鹼金屬

* 第 2 族鹼土金屬

* 第 3 族 — 鈧、釔和鑭

* 第 11 族 — 銅、銀和金

* 第 12 族 — 鋅、鎘和汞

* 鋁

* 鑭系元素形成 MC2 和 M2C3 類型碳化物時

* 錒系元素形成 MC2 和 M2C3 類型碳化物時

大多數含有 C22−（乙炔衍生物）、C4−（甲烷衍生物）或 C34−（丙炔衍生物）離子。

C22−的例子如：Li2C2、Na2C2、CaC2、LaC2、UC2。

C4−化合物與質子反應生成甲烷：

　
: C4− + 4H+ → CH4

例子有：Be2C、Al4C3。

C34−的例子有 Li4C3、Mg2C3。該離子為直線型，與二氧化碳是等電子體。

共價碳化物

有碳化硼、碳化矽等，是硬度很高的晶體，可以用來制磨石、砂輪等。

間隙碳化物

除鉻外，所有 4,5,6 過渡金屬都會生成間隙碳化物。此類碳化物反應性不強，有類似金屬的性質，有些有化學計量範圍，如碳化鈦。碳化鈦和碳化鎢都是超硬材料。

一些間隙碳化物的結構列在下面：
碳化鈮（NbC 和 Nb2C）是一種十分堅硬的耐火陶瓷材料，在商業上用於切割工具的車刀。它通常會經燒結處理，頻繁當添加劑用作置換沉澱碳化物的晶粒長大抑制劑。它是有紫色光澤的棕灰色粉末。它耐腐蝕性良好。



合成

可以在 1800 °C 的真空裡將氧化鈮和焦炭共熱，製備碳化鈮。



性質及用途

碳化鈮的楊氏模量大約為 452 GPa，剪切模量為 182 GPa。它的泊松比為 0.227。

碳化鈮在奧氏體的溶度積是所有耐火金屬碳化物中的最低，所以它常用於微合金化鋼（microalloyed steel）。這意味著微米大小的碳化鈮沉澱物在加工過程中的所有溫度下幾乎都不可溶於鋼，而沉澱物在晶界的位置可以阻止它們在這些鋼裡過度晶粒生長。它們帶來了巨大的益處，是微合金化鋼的基礎，因為它們一致細小的晶粒度使之堅硬有力。自然生成的化合物中只有氮化鈦的溶解度更低，限制鋼的晶粒生長的能力更強。

碳化鈮在空氣中可以在 200-800 °C 燃燒，依晶粒度而定。一層碳化鈮可以經化學氣相沉積製造。碳化鋯和碳化鈮可以用作核反應爐的耐火塗層。



自然生成

自然生成的碳化鈮被視為一個極為罕見的礦物。



參考文獻
乙炔鈉，又稱碳化鈉，化學式 Na2C2，是鈉形成的碳化物之一。



製備

在 400 °C 至 600 °C 下，乙炔（C2H2）和鈉反應而成。

$$
{\ce {C2H2 + 2 Na -> Na2C2 + H2}}
$$



性質

乙炔鈉在 800 °C 下分解。與水劇烈反應，發生爆炸。

　
: ${\ce {Na2C2 + 2H2O -> 2NaOH + C2H2 ^}}$

它的 THF 溶液可以用作羰基化合物的還原劑。

　
: ${\ce {2[MnBr(CO)5] + Na2C2 -> [Mn2(CO)10] + 2NaBr + 2C}}$
碳化鋇是鋇的一種碳化物，化學式 BaC 
2。除了 BaC2 以外，另一種碳化物 BaC6 也是已知的。



製備

碳化鋇可以由鋇和碳在 1300 °C 下直接反應而成。

它也可以由硫酸鋇、紅磷和碳反應而成。



性質

碳化鋇是一種灰色固體，遇水放出乙炔。

　
: $\mathrm {BaC_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow Ba(OH)_{2}+C_{2}H_{2}\uparrow } $
碳化鉭是一類二元化合物，由鉭和碳組成，實驗式 TaCx，_x_ 一般在 0.4 到 1 之間。它們的硬度極大，脆，是耐火材料，具有金屬的電導率。它是一種棕灰色粉末，通常通過燒結處理。

作為重要的金屬陶瓷材料，碳化鉭在商業車刀中用於切削應用，有時會添加到碳化鎢合金中。

取決於純度和測量條件，碳化鉭的熔點在約 3880℃達到峰值。這個值是二元化合物里最高的。只有碳化鉭鉿的熔點可能略高，大約為 3942°C，而碳化鉿的熔點與 TaC 相當。



製備

TaCx 粉末是由鉭和石墨的粉末在真空或惰性氣體 (氬) 里使用爐子或電弧熔化裝置在約 2000℃的溫度下進行加熱。鉭和石墨的量決定了 _x_ 的值。另一種技術是在真空或氫氣氣氛中，在 1500–1700℃的溫度下通過碳進行五氧化二鉭的還原。該方法於 1876 年用於獲得碳化鉭，但它無法控制產物的化學計量。自蔓延高溫合成法也是已報導的直接從單質製備 TaC 的方法之一。



晶體結構

當 _x_ = 0.7–1.0 時，TaCx 有著立方結構 (岩鹽的結構) 。碳化鉭的晶格常數會隨著 _x_ 增長而增長。 TaC0.5 有兩種結構。較穩定的具有反碘化鎘型三角結構，該結構在加熱至約 2000℃時轉變為六方晶格，對碳原子來說已經沒有規律了。

在這個表中，_Z_ 是每單位的配位數，_ρ_ 是由晶格常數計算而來的密度。



性質

碳化鉭中鉭和碳原子之間的鍵是離子鍵，金屬鍵和共價鍵混合，是很複雜的鍵，並且由於強共價成分，這些碳化物是非常堅硬且易碎的材料。舉個例子，TaC 的顯微硬度為 1600-2000 kg/mm2 （〜9 Mohs）和 285 GPa 的彈性模量，而鉭的相應值為 110 kg/mm2 和 186 GPa。碳化鉭的硬度，屈服和剪切應力隨 TaCx 中碳含量的增加而增加。

碳化鉭無論是什麼大小和溫度都具有金屬導電性。TaC 可以在 10.35 K 以下轉變為超導體。

TaCx 的磁性能從 _x_≤0.9 的反磁性變為「 x」≥0.9 的順磁性。儘管 HfCx 具有與 TaCx 相同的晶體結構，但仍觀察到了相反的行為（磁性隨 _x_ 的增加而減少）。



應用

碳化鉭因其在熔點、硬度、彈性模量、導熱性、熱衝擊方面的優異物理性能而被廣泛用作超高溫陶瓷（UHTC）的燒結添加劑或高熵合金（HEA）的陶瓷增強材料抵抗力和化學穩定性，這使其成為航空航天工業中飛機和火箭的理想材料。



天然存在

鉭碳礦是碳化鉭的天然存在形式。它屬立方晶系，並且非常稀有。



參見


* 碳化鉿
Ta4HfC5（Tantalum hafnium carbide）是一種鉭和鉿的混合碳化物，它是目前已知熔點最高的物質之一，熔點 4215 攝氏度（4488 開爾文）。



參見


* 碳化鉭、碳化鉿
碳化鈹（化學式：Be2C）是一種金屬碳化物。與金剛石類似，它是一種硬度很大的化合物。 它的硬度與金剛砂相當，可以在高壓下進行加工，製成耐磨材料。這是一種透明的晶體，由於體系中的痕量碳難以除去，它的顏色可由琥珀色變化到深棕色。



結構

碳化鈹為反螢石型晶體結構，形式上是甲烷的簡單取代衍生物。因為 C4-離子堆積形成的空隙很小，所以實際上只有半徑很小的 Be2+ 能形成 M2C 型碳化物，同族的其他元素鎂、鈣等由於 Mg2+ 和 Ca2+ 的半徑較大，只能形成 MC2 型乙炔衍生物。



製備

碳化鈹可以由金屬鈹與碳單質在超過 900°C 的高溫下共熱來製備，也可以在超過 1500°C 的條件下用碳還原氧化鈹來得到它：

　
: ${\rm {\ 2BeO+3C\rightarrow Be_{2}C+2CO}}$

該反應的溫度控制非常重要，溫度太低不能反應，太高的話碳化鈹會分解成石墨和金屬鈹。



性質

碳化鈹在水中非常緩慢地水解：

　
: ${\rm {\ Be_{2}C+2H_{2}O\rightarrow 2BeO+CH_{4}}}$

正因為這樣，用碳化鈹作高溫材料時必須塗上金屬或含矽的釉，以免與大氣中的水蒸氣作用。

分解速率在無機酸存在下加快，因為氧化鈹溶解促進了反應向正方向進行：

　
: ${\rm {\ Be_{2}C+4H^{+}\rightarrow 2Be^{2+}+CH_{4}}}$

然而，在熱的濃鹼中反應非常迅速，產生鹼金屬的鈹酸鹽和甲烷：

　
: ${\rm {\ Be_{2}C+4OH^{-}+2H_{2}O\rightarrow 2Be(OH)_{4}^{2-}+CH_{4}}}$

碳化鈹與鹵素反應生成鹵化鈹和碳：

　
: ${\rm {\ Be_{2}C+2F_{2}\rightarrow 2BeF_{2}+C}}$



其他碳化鈹

鈹粉與乾燥的乙炔在 450°C 下反應可以生成 BeC2。



參見


* 碳化物



參考資料



外部連結


* MATERIAL SAFETY DATA SHEET

* Encyclopedia Britannica （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Electrochemical Society article

* ASC website （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* article in _Nature_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* NIST government website
碳化鋁，又名三碳化四鋁，分子式 Al4C3，是一種鋁的碳化物。它是一種淡黃棕色、堅硬、透明的菱形六面體結晶，是離子晶體，在常溫下不導電，晶體結構複雜。結構中金屬原子可以是 4、5、6 配位，Al－C 鍵長在 1.90－2.22Å 之間，最短的 C－C 鍵為 3.16Å。X 射線研究則顯示結構中有單個碳原子以離散的碳負離子 C4−形式存在，與乙炔不同。



製備

碳化鋁可以通過在沒有氧氣和氮氣的情況下，加熱鋁和碳的混合物至 1000°C 以上來製備：

　
: 4Al + 3C → Al4C3

這個反應是可逆反應，1000°C 以下反應緩慢，在 1300－1500°C 時碳化鋁分解。

加熱氧化鋁和碳的混合物也可以得到碳化鋁，但其中含的雜質較多。

　
: 2Al2O3 + 6C → Al4C3 + 3CO2



存在

少量的碳化鋁是電石中的常見雜質。在電解法冶煉金屬鋁時，石墨電極也經常因被腐蝕而得到少量碳化鋁。

在以鋁為基質並且通過碳化物（如碳化矽、碳化硼等）來增大強度的金屬基複合材料或碳纖維中，碳化鋁常常成為不受歡迎的產品。例如碳纖維與鋁基複合材料在 500°C 之上就能夠發生反應，而如給其覆上一層硼化鈦則能抑制化學反應。

在碳化矽增強的鋁基複合材料中，碳化矽和鋁熔體的化學反應生成了一層碳化鋁覆蓋在碳化矽顆粒表面，從而降低了材料的強度。 通過使用合適的氧化物或氮化物在碳化矽顆粒表面形成一層矽塗層能夠降低發生這類反應的趨勢。



反應

作為一種碳化物，碳化鋁在遇到熱水或稀酸時能放出甲烷。因此，碳化鋁能作為測定水中 3H 含量的試劑：待測的水和碳化鋁反應，將生成的氚代甲烷被通到測量室，通過分析即可得知水中的氚含量。

　
: Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

　
: Al4C3 + 12HCl → 3CH4 + 4AlCl3

碳化鋁可以被鹼金屬或鹼土金屬還原為鋁。露置於空氣中時，碳化鋁表面氧化生成氧化鋁。它在燃燒時產生氧化鋁和二氧化碳。



應用

細分散在鋁基複合材料中的碳化鋁顆粒能降低材料蠕變的趨勢，特別是在與碳化矽顆粒相結合時。

鋁－碳化鋁合金可以通過機械合金化或球磨鋁粉和石墨粒子來製備。

碳化鋁可作為高速切削工具的磨粒，它的硬度大致同黃玉相同。

碳化鋁也用於煙火，例如實現類似螢火蟲的效果。
碳化鋰（Li2C2），鋰的碳化物之一。



性質

無色質脆晶體。為離子型碳化物。具很強的還原性，冷時可在氟氣和氯氣中燃燒；強熱時，可在氧、硫、硒的氣氛中著火。熔點時可被氯酸鉀或硝酸鉀氧化。與濃酸緩慢反應。與氫氧化鉀共熔融時，發生放熱分解反應。與水作用，產生乙炔和氫氧化鋰。

鋰與碳可形成一系列的二元化合物，包括：Li2C2、Li4C、Li6C2、Li8C3、Li6C3、Li4C3、Li4C5，以及石墨層間化合物 LiC6、LiC12 和 LiC18。其中 Li2C2 是唯一可從單質化合製取的、熱力學上穩定的富鋰化合物。它最早由法國化學家亨利・莫瓦桑在 1896 年通過用煤與碳酸鋰反應而製得。其他富鋰的化合物可通過鋰蒸氣與氯代烴（如四氯化碳）反應得到。



製備

碳與單質鋰、碳酸鋰反應，或者用單質鋰與乙炔（在液氨中）或乙烯反應，都可以製得碳化鋰。實驗室中一種製取碳化鋰的簡便方法是向丁基鋰的己烷溶液中通入乙炔。碳化鋰沉澱出來，可被過濾出來、洗滌並乾燥。
碳化鋯是鋯的碳化物，化學式 ZrC。



製備

和碳化鈦類似，碳化鋯可以由二氧化鋯和碳反應而成：

　
: $\mathrm {ZrO_{2}+3\ C\longrightarrow ZrC+2\ CO} $

它也可以由碳和鋯在 2000 °C 下直接反應而成。由於碳化鋯對氮氣很敏感，所以在燒結的時候要用極純的氬。反應中，碳會溶解到碳化鋯里，使熔點下降到 3100 °C。冷卻後，溶解的碳會掉出來。

　
: $\mathrm {Zr+C\longrightarrow ZrC} $

四氯化鋯和甲烷反應，也會產生碳化鋯：

　
: $\mathrm {ZrCl_{4}+\ CH_{4}\longrightarrow \ ZrC+4\ HCl} $



性質

碳化鋯是一種無臭的灰色固體，不溶於水。它也不溶於鹽酸和硫酸，但溶於硝酸。它在 800 °C 的空氣中穩定。碳化鋯的晶體結構和氯化鈉一樣。它的維氏硬度為 25.5 GPa，楊氏模量為 350 至 440 GPa。它在 250 °C 以上和鹵素反應，形成四鹵化物。類似碳化鈦，碳化鋯可以形成氮氣和氧氣的固體溶液。



用處

與碳化鈦不同，碳化鋯儘管具有良好的性能，但僅用於核反應爐和聚變反應爐的燃料塗層。究其原因，可能是因為碳化鋯的價格高，且雜質難以去除。
碳化鍶是鍶的碳化物，化學式 SrC 
2。



製備

碳化鍶可以由氧化鍶和碳加熱而成。

　
: $\mathrm {SrO+3\ C\longrightarrow SrC_{2}+CO\uparrow } $



性質

類似碳化鈣，碳化鍶遇水形成乙炔和氫氧化鍶。

　
: $\mathrm {SrC_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow Sr(OH)_{2}+C_{2}H_{2}\uparrow } $

碳化鍶有數種結構，其中四方晶系在 427 °C 下穩定。它的空間群是 I4/mmm (No. 139)。在 427 °C 以上時，碳化鍶會變成立方晶系，空間群 Fm3m (No. 225)。在室溫一下，則會變成單斜晶系，空間群 C2/c (No. 15)。
碳化鎂，化學式 MgC 
2，是鎂的乙炔化物。它可以由 450 °C 的氫氣中，在鎂粉上通過乙炔而成:

　
: Mg + C2H2 → MgC2 + H2↑

在 500 °C 以上時，碳化鎂分解成丙二烯鎂 (Mg 
2[C=C=C]) 和碳。由於碳化鎂對熱的不穩定性，它無法由碳和鎂直接反應而成。它也可以由 MgCl 
2 和 CaC 
2 反應，或 MgEt 
2 和乙炔反應而成。

它會水解成乙炔。
碳匯券是一種準貨幣概念，以加強對抗全球暖化的碳足跡問題，碳匯券上印有幣值可以與特定國家的貨幣以一定比率互換，然而在使用碳匯券消費時其中一定比例金額將提撥給公益法人從事抗暖化活動。所以接受碳匯券購物的企業可能利益較薄，但企業形象可能較好，反而獲得商場上的無形利益。



台灣發行的碳匯券

2009 年發行了全台灣第一張碳匯券。


* 由臺北縣政府環保局與坪林鄉公所共同發行，與新台幣 1:1 兌換。

* 民眾持碳匯券至店家消費，將從碳匯券中提撥 10% 金額存入坪林鄉植樹基金，專款專用，植樹固碳。



參考條目


* 碳匯
碳的同素異形體指的是碳元素的同素異形體，即純碳元素所能構成的各種不同的分子結構。包括了：


* 不定形碳

* 碳奈米泡沫（1997 年發現）

* 碳奈米管

* 鑽石

* 富勒烯

* 石墨

* 藍絲黛爾石

* 蠟石（或稱作白碳）

* 石墨烯

* 聚合鑽石奈米棒

* 環碳

碳同素異形體系統橫跨完全極端且十分不同的範圍。

以鑽石及石墨為例：

另以不定形碳及碳奈米管為例：
碳截存（英語：Carbon sequestration），也稱作碳吸存、碳封存或碳固定，是將二氧化碳以各種形態儲存起來。自然界中主要的碳截存者是海洋和植物與其他行光合作用的有機生物，藉著機能吸收大氣中的二氧化碳。在京都議定書中同意以碳截存的方式來作為碳補償。



參考文獻
碳基生物（英語：Carbon-based life）是指以碳元素為有機物質基礎的生物。在構成碳基生物的胺基酸中，連接氨基與羧基的是碳元素，所以稱作碳基生物。目前地球上已知的所有生物都屬於碳基生物。



特點

由於碳原子有四個自由電子，其電子失去的能力（還原性）和得到電子的能力（氧化性）相當，又由於碳原子只有兩個電子層，所以活潑性又比同族的矽、鍺、錫、鉛要強，碳鏈的長度可以由 2 個至數千個不等，這使得碳骨架成為了許許多多種有機化合物的基礎，因此能夠形成複雜多樣的高分子有機物（比如 DNA 分子），為生命的形成提供物質基礎，並為自然選擇提供可能。

只要是生命形態，就必須從外界環境中收集、儲存和利用能量。碳基生物儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由單鍵連接成一條鏈，由酶控制的碳水化合物的一系列氧化步驟會釋放能量，廢棄物產生水和二氧化碳。碳基生物體內的分子大多因含有的碳原子的不對稱性使其出現左旋或者右旋，正是這個特點使得酶的專一性能夠被充分發揮，碳基生物體內的酶能夠依照分子的形狀和左旋右旋對特定的反應進行催化，識別和規範自身大量的不同新陳代謝進程。但是碳基生命體的分子結構是很不穩定的，難以承受高溫、低寒、病菌的侵蝕和射線的照射。



參見


* 矽基生物
碳頭孢烯（英語：Carbacephems）是一類合成的頭孢菌素類抗生素，和頭孢烯結構上類似，不過 5 號位置由亞甲基取代了原來的硫原子。

碳頭孢烯類抗生素通過抑制細胞壁合成來抑制細菌。



參考文獻
碳審計全稱為二氧化碳審計。建築物的使用者及管理人員，可以透過碳審計，計算其建築物的溫室氣體排放量，從而發掘改善空間，組織進一步的減排工作。

香港特區政府於 2008 年 7 月 24 日推出首部為建築物進行碳審計的指引，以協助建築物用戶及管理人員，提升對溫室氣體排放的認知、量度其溫室氣體排放表現，以及積極參與減排運動。該指引由環境保護署及機電工程署制定，並參考了國際相關的普遍做法。



參考文獻


* 首部「碳審計」指引正式推出 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），載環境局網頁，2008 年 7 月 24 日
碳式複寫紙（Carbon paper）是壓敏複寫紙的一種，是一種一面塗有乾墨水或者其他顏料的紙，通常使用蠟封。當人們通過手寫或者打字機製作原件的同時，它被用來複製副本。



使用方法

將碳紙放在原件的下面，同時在碳紙下方放上另外一張紙（通常薄一些）。當人們足夠用力的在上層紙張上寫字時，碳紙的顏色將會因壓力而轉到下層紙上。同樣的方式也適用於使用機械鍵盤或者球形列印頭的打字機。一次複製多個副本也是可以的，每多一層碳紙和白紙就會多複製一個副本，直到壓力不足無法將顏色傳到白紙上。



歷史

現在不知道誰是碳紙的發明者，但是在 1806 年 7 月 10 日一個叫做 Ralph Wedgwood 的英國人所獲得的「stylographic writer」的專利文件最早提到了碳紙這個詞。 



用途

最早的用途是人們是用來複製書信的副本，但是隨著影印機發明，它被人們越來越少使用，只有在餐館點菜，開寫罰單，部分公司以普通紙張複寫等少數情況下還在使用。另外如今碳紙在燃料電池領域得到了廣泛的使用，它被用來當做質子交換膜來使用。人們在使用電子郵件還能見到抄送的英文 CC，即 Carbon Copy 的縮寫。
碳閃（Carbon detonation）是白矮星重新進行的劇烈的熱核融合，這通常會形成 Ⅰa 超新星。



過程

白矮星要發生碳引爆，通常只有在聯星的狀態下，伴星要足夠的接近，才能傾倒足夠的質量給白矮星，而這還必須在伴星的演化進入最後階段時才會發生。

如果伴星供應了足夠的質量給垂死的恆星，白矮星會因為質量增加而體積持續收縮，收縮釋放的重力勢能使白矮星內部的壓力和溫度升高，並最後足以引燃原先在核心不能燃燒的碳。碳引爆一般都發生在白矮星的質量被累積至接近大約是 1.4 太陽質量的錢德拉塞卡極限時。

電腦模擬顯示，在融合開始之前會有一系列的湍流，和由瑞利 - 泰勒不穩定性引起擴張的 "氣泡"。 核融合前不穩定的湍流使恆星表面千瘡百孔，而因之前的千瘡百孔大量裸露的表面造成極端迅速的 "燃燒"，就是所知的 "熱核火焰"。這種快速的 "燃燒" 造成白矮星表面噴發性的爆炸，就是被看見的 Ⅰa 超新星。



參見


* 氦閃

* 核融合



參考資料



外部連結


* 恆星的死亡 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* JINA: Type Ia Supernova Flame Models （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* A Computer Simulation of Carbon Detonation/Deflagration （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
碳循環飲食（英語：Carb cycling diet），主要訴求為在一段飲食方針中，交替攝入較高碳水化合物比例以及較低碳水化合物比例的餐點，常見於健身活動、增肌減脂，或者用於調整運動員體能表現。該種飲食模式曾被特定書目提及，論述歷史上不同飲食方式對大眾造成的極端影響（例如：阿特金斯飲食法），期望以更全面、入微的方式進行飲食規劃；此外，也強調飲食計畫搭配運動強度調整的重要性。對於減肥的群眾，亦有學者指出，利用身體內分泌（例如：胰島素、瘦素）系統在不同階段（「高碳期」對比「低碳期」）對身體產生的影響，達到改變身體組成的目的。然而飲食計畫對於群眾並無絕對的標準，除了了解主要營養素對身體造成的個別影響，也須考量體重、活動量等因素進行飲食調控，並配合專業的營養指南，找到適合自己的飲食模式。



歷史

起源

目前推測最早提及 "carb cycling diet" 一詞的書籍為由 Roman Malkov 所撰寫的 _The Carb Cycling Diet: Optimize Your Health, Lose Weight, Feel Great--Without Giving Up the Foods You Love_ 一書，此書首次出版於 2006 年 1 月 15 日。

後續發展

在 Roman Malkov 發表了關於碳循環飲食的書之後，其他在探討碳循環飲食的相關書籍也陸續出現。近年來也有許多與碳循環飲食相關的討論出現在健康網站與 YouTube 等網站上，也出現了相關的新聞報導。



實際作法

一般常見的做法是，在長遠下來碳水化合物的總攝取量不變的情況下，將每日飲食分成高碳日以及低碳日。在高碳日攝取較多碳水化合物，在低碳日則減少碳水化合物的攝取。而高碳日與低碳日的安排，對於沒有在進行重量訓練的人取決於該日的運動量，高度運動日作為高碳日，低度運動日或休息日則作為低碳日；對於有在進行重量訓練的人，會以大肌群訓練日為高碳日，小肌群訓練日、有氧日或休息日為低碳日。整體下來則可以在高碳日能得到足夠糖類，在低碳日也能藉由低碳水化合物攝取量，降低身體的胰島素敏感度，因此現在已經是許多健美選手備賽期喜歡使用的飲食模式。



相關科學研究

目前並沒有特別針對碳循環飲食的正式科學研究被發表。
碳鋅電池，又稱碳鋅乾電池、碳性電池、碳性電芯、乾電池、酸性鋅碳電池。碳鋅電池有一層由鋅構成的外殼，作為電池的負極。碳鋅電池是從液體 Leclanché 電池發展而來。傳統或一般型以氯化銨為電解質；「超級」或「高能」（英文標示：Super Heavy Duty）電池則通常是使用氯化鋅為電解質的碳鋅電池，是一般使用的廉價電池的一種改良版。電池的正極主要是由粉末狀的二氧化錳和碳構成。電解液是把氯化鋅、氯化銨、碳粉和澱粉溶於水中所形成的糊狀物質。

碳鋅電池正極的碳棒與二氧化錳中所混合的碳只負責引出電流，並不參與反應；正極實際參與還原反應並提供正電的是二氧化錳，因此，又稱為錳鋅電池、鋅錳電池或鋅－二氧化錳電池，也有簡稱錳乾電池的。

碳鋅電池是最便宜的一次電池，因此成為很多廠商的首選，因為這些廠商所銷售的設備中常常需要配送電池。鋅碳電池適合用於遙控器、玩具或電晶體收音機等功率不大的設備可發揮最大效用。



一次電池

一個碳鋅乾電池是一種一次電池。一旦放電完畢，就不能夠被再次充電而只能被丟棄。一些「電池翻新」設備也曾經出現在市場上，通過對電池加上一個反向電流來恢復部分電量。但這些設備往往只能暫時地給電池充電而且容易導致電池泄漏以及爆炸。與其它種類電池相比，碳鋅電池之所以更容易泄漏，是因為鋅同時作為放電時被消耗的負極和電池容器。鋅錳電池發明於 19 世紀 60 年代，並在後來通過改進電解液形式成為乾電池。



化學反應

碳鋅電池的容器是一個鋅罐。裡面有一層由氯化銨和氯化鋅構成的糊狀液體，稱為電解質。電解質通過一個紙層與粉末狀的碳和二氧化錳隔開。這些粉末填充在一個碳棒的周圍。

在碳鋅電池中，外部鋅容器是帶負電的端子。鋅通過以下半反應被電荷載體氯化物（Cl−）氧化：

陽極（氧化反應，標記為−）

$$
{\ce {Zn + 2 Cl- -> ZnCl2 + 2 e-}}
$$

陰極（還原反應，標記為 +）

$$
{\ce {2MnO2 + 2NH4Cl + H2O + 2e- -> Mn2O3 + 2NH4OH + 2Cl-}}
$$

同時可能會發生其他副反應，但是碳鋅電池中的總反應可以表示為：

$$
{\ce {Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl + H2O -> ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH4OH}}
$$

如果用氯化鋅代替氯化銨作為電解質，則陽極反應保持不變：

$$
{\ce {Zn + 2 Cl- -> ZnCl2 + 2 e-}}
$$

陰極反應生成氫氧化鋅而不是氫氧化銨：

$$
{\ce {2 MnO2 + ZnCl2 + H2O + 2e- -> Mn2O3 + Zn(OH)2 + 2Cl-}}
$$

總反應為：

$$
{\ce {Zn + 2MnO2 + H2O -> Mn2O3 + Zn(OH)2}}
$$

碳鋅電池的電動勢大約為 1.5V。電動勢的近似性質與陰極反應的複雜性有關。陽極（鋅）反應因具有一個已知電勢而相對簡單。副反應和活性化學物質的耗盡會導致電池的內阻增加，電池的電動勢降低，從而導致端子電壓在負載下下降。



洩漏棒

當一個碳鋅電池使用一段時間以後，由於金屬鋅被氧化成為鋅離子，鋅外殼會逐漸變薄。因此，氯化鋅溶液常常可以從電池中洩漏出來。洩漏出來的氯化鋅往往會使電池表面變粘。一些老的電池沒有洩漏保護。一個鋅碳電池的使用壽命比較短，保存期一般為一年半。

另外，就算電池沒有使用，鋅外殼也會慢慢的變薄。這是因為電池內的氯化銨有弱酸性，可以與鋅反應。



氯化鋅電池

高能氯化鋅電池是簡單鋅碳電池的一個改良版，用來提供更長的使用壽命以及更穩定的電壓輸出。與普通鋅碳電池相比，氯化鋅電池的電解液不含氯化銨，由純的氯化鋅糊狀液體構成。因此，陰極反應也有一些不同：

　
: MnO2(_s_) + H2O(_l_) + e− → MnO(OH)(_s_) + OH−(_aq_)

總反應如下：

　
: Zn(_s_) + 2 MnO2(_s_) + ZnCl2(_aq_) + 2 H2O(_l_) → 2 MnO(OH)(_s_) + 2 Zn(OH)Cl(_aq_)



參見


* 原電池

* 鹼性電池

* 閃光燈電池



參考資料

1. Eveready：碳鋅電池使用作明書 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
2. Rayovac：鹼性與高能電池使用說明書
3. Power Stream 電池化學常見問題與解答 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
4. 電池組成 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
碳捕集與利用（英語：Carbon Capture and Utilization，簡稱 CCU）是捕集二氧化碳以供進一步使用的過程。碳捕集與利用可以應對全球挑戰，即顯著減少主要固定工業排放者的溫室氣體排放。CCU 不同於碳捕集與封存（CCS），因為 CCU 既不旨在也不導致二氧化碳的永久地質儲存。相反，CCU 旨在將捕集的二氧化碳轉化為更有價值的物質或產品；例如塑料、混凝土或生物燃料等；同時保持生產過程的碳中和。捕集的二氧化碳可以轉化為多種產品：一類是醇類（例如甲醇），可用作生物燃料和其他替代能源和可再生能源，或用於各種化學合成的反應物。儘管 CCU 不會對大氣產生淨碳正效應，但有幾個重要的考慮因素需要考慮。因為二氧化碳是一種熱力學穩定的碳製造產品，它是能源密集型產品。在投資 CCU 之前，還應考慮用於製造產品的其他原材料的可用性。考慮到捕集與利用的不同潛在選擇，研究表明，涉及化學品、燃料和微藻類的方法去除二氧化碳的潛力有限，而涉及建築材料和農業用途的方法可能更有效。CCU 的盈利能力部分取決於釋放到大氣中的二氧化碳的碳定價。



碳源

二氧化碳通常是從發電廠、煉鋼廠、石化廠等重工業的固定點來源捕獲的。從這些廢氣流中捕獲的二氧化碳本身的濃度各不相同。典型的燃煤電廠的煙道氣廢氣流中含有 10-12% 的二氧化碳濃度。一家生物燃料精煉廠生產高純度 99% 的二氧化碳，其中含有少量水和乙醇等雜質。分離過程本身可以通過吸收、吸附或膜等分離過程進行。CCU 過程中另一個可能的捕集來源涉及種植園的使用。這個想法源於基林曲線的觀察，即大氣中的二氧化碳水平每年變化約 5ppm，這是由於植被的季節性變化和南北半球陸地面積的差異所致。然而，當植物死亡時，植物吸收的二氧化碳將返回到大氣中。因此，鑑於其快速生長和高碳捕集率，建議種植具有 C4 光合作用的作物，然後處理生物質以用於永久儲存在土壤中的生物炭等應用。



技術與應用實例

二氧化碳電解

碳中和燃料

甲醇燃料

化學合成



環境影響



相關條目


* 碳捕集與封存

* 減緩氣候變化

* 碳中和燃料

* 碳封存



參考文獻



延伸閱讀


* Introduction to Carbon Capture and Sequestration. The Berkeley Lectures on Energy 1. 2014. ISBN 978-1-78326-327-1. doi:10.1142/p911.

* Novel carbon capture and utilisation technologies: Research and climate aspects Berlin: SAPEA. Science Advice for Policy by European Academies (Report). 2018. doi:10.26356/CARBONCAPTURE.

* New route to carbon-neutral fuels from carbon dioxide discovered by Stanford-DTU team
碳稅（英語：carbon tax）是針對某些造成二氧化碳排放的商品或服務，依照排放量來徵收的一種環境稅。

二氧化碳目前被廣泛認為是造成全球暖化的主要原因。碳稅的設置意圖即是透過稅收手段，抑制向大氣中排放過多的二氧化碳，從而減緩氣候變暖進程。碳稅在運輸和能源部門較常見。

大衛・戈登・威爾遜（David Gordon Wilson）於 1973 年首次提出碳稅。碳稅是碳定價的一種形式。碳稅可以對任何其他溫室氣體進行徵收，通常會將其換算成等同於二氧化碳排放的量。例如：排放 1 公斤的甲烷到大氣，約相當於 25 公斤的二氧化碳排放量。

燃燒化石燃料等碳氫化合物時，其碳會轉化為二氧化碳和其他碳化合物。排放到大氣後會導致全球變暖，從而損害環境和人類健康。這些外部性成本可以透過在產品週期中的任何時刻，對碳含量徵稅來減少。

研究指出，碳稅有效地減少了排放。許多經濟學家認為，碳稅是遏制氣候變化的最有效方法（成本最低）。許多國家和 100 多個城市已承諾到 2050 年實現碳中和。截至 2019 年，已經或計劃在 25 個國家實施碳稅，而 46 個國家透過碳稅或排放權交易計劃對碳進行了某種形式的價格定價。為了避免這些回歸稅帶來的負面影響，碳稅收入可以直接用於低收入群體，也可以透過稅收抵免在部分或所有消費者中分配。



背景

二氧化碳為一種溫室氣體（其他還有甲烷、一氧化二氮等），其排放主要來自人類活動。氣候變遷相關的科學證據指出，人類產生的溫室氣體，是造成全球暖化的主因，其中二氧化碳佔最大宗。每年人類活動在全球造成約 270 億噸的二氧化碳排放到大氣中。大氣中的二氧化碳，藉由輻射效應改變了地球大氣系統的能量平衡，進而造成暖化。

自從越來越多疑氣候變遷的相關科學證據被發現，國際上有許多條約和協議在規範各國溫室氣體的排放。在 2015 年的巴黎協定中，許多國家承諾在未來數十年內要減少溫室氣體的排放。

不同的溫室氣體具有不同的物理性質。全球暖化潛勢是國際公認的與其他溫室氣體當量的標度，單位為二氧化碳當量噸。



經濟理論

碳稅是一種污染稅。與傳統的法令和規範來明確限製或禁止每個污染者的排放不同，碳稅藉由市場機制來找出減少污染的最有效方法。碳稅是一種間接稅，與直接稅不同在於，後者是一種對收入徵稅的稅。碳稅訂定的是價格而不是排放限制。徵收碳稅除了能鼓勵節能外，還使低碳能源（例如：再生能源）更具市場競爭力。

在經濟學理論中，污染被認為是負面的外部性，對不直接參與交易的第三方產生負面影響，是一種市場失靈。為了解決這個問題，經濟學家亞瑟・塞西爾・皮古提議對作為外部性來源的商品（在本例中為碳氫燃料）徵稅以便準確地將商品成本反映給社會，從而內部化生產成本。



相關條目


* 溫室效應

* 碳信用

* 污染者自付原則

* 環境經濟學

* 校正負外部性的皮古稅



參考文獻



外部連結


* 澳洲工黨政府力排眾議擬徵碳稅

* 淨零排放與課碳稅成國際趨勢！碳費碳稅將無可避免 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
碳族元素氫化物是碳族元素（碳、矽、鍺、錫、鉛或鈇) 與氫形成的化合物。



四氫化物

碳族元素的四氫化物，化學式 XH4。其中，X 為任意碳族元素。甲烷是典型的碳族元素氫化物，是一種溫室氣體。其他碳族元素的四氫化物都不穩定，且有毒。

與其他第 2 周期元素的氫化物（如：氨、水和氟化氫）不同，甲烷沒有氫鍵。因此，它和其他碳族元素四氫化物較類似。



六氫化物

這一系列的化合物的化學式為 X2H6。乙烷可在天然氣里發現。其他這一系列的化合物要比對應的四氫化物更不穩定。



更大的碳族元素氫化物

飽和的碳族元素氫化物的化學式都是 XnH2_n_+2，和烷烴一樣。

碳的氫化物非常多，有烷烴、烯烴、炔烴、有環的和有支鏈的。此外，碳的氫化物還可以有芳香性，如苯。它們是有機化學的核心 。

其他碳族元素形成的氫化物比較少。矽烷 （SinH2_n_+2 ）其中，_n_ = 1–8 的化合物 (熱穩定性隨 _n_ 增加而減少) 與 Si5H10（環戊矽烷）， Si6H12（環己矽烷）已被發現。它們都會自燃，化學性質很活潑。 不飽和的矽氫化合物，矽烯和矽炔，也被發現了。它們的第一個成員分別是乙矽烯和乙矽炔，與乙烯和乙炔一樣。
前 5 個鍺烷， GenH2_n_+2 （n=1 至 5）的化學性質與相應的矽烷接近。乙錫烷非常不穩定，而更長的錫烷仍未發現。鉛烷在低溫下仍會分解，科學家也沒發現其他鉛烷。

至少有兩種不一樣的碳族元素一起組成的氫化物也被發現了。當中，最著名的是四乙基鉛。



參見


* 硼族元素的氫化物

* 氮族元素的氫化物

* 氧族元素的氫化物

* 碳族元素

* 氫化物



參考資料



參考書目


* Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英語）.
碳星是大氣層內的碳比氧多，類似紅巨星 (偶爾是紅矮星) 的晚期星。這兩種元素在恆星大氣的上層結合，形成一氧化碳，消耗掉大氣中所有的氧，只留下自由的碳原子和其他的碳結合，使得恆星充滿了像 "煤灰" 的大氣層， 而觀測人員看見的則是醒目的紅色。

在光譜上，這類恆星的特徵非常明顯，因此早在 1860 年就被安吉洛・西奇在早期的天文分光學上標示出來。在一般的恆星 (像太陽的恆星) ，大氣中的氧含量都比碳多。



天文物理的機制

有多種的天文物理機制可以解釋碳星。麥克盧爾 將之區分為_傳統碳星_和另一種_非傳統碳星_，而後者的質量較低。

在傳統碳星，碳的豐盈度來自氦融合產生的，特別是恆星內部的 3 氦過程，這是當恆星演化到主序星歷程的尾聲，抵達漸近巨星分支 (AGB) 時的核反應。這些融合的產生的碳和其他的產物，都經由對流的作用被送達恆星的表面。通常這些 AGB 的碳星還有一層氫殼進行氫的融合，但只能存在 1 萬至 10 萬年的歲月，恆星的殼層就轉而進行氦融合，而氫的融合就會突然的結束。在這個階段，恆星的亮度會增加，同時物質 (主要是碳) 從內部向外移動。因為光度上升、恆星膨脹，因此氦融合會突然停止，而氫殼層的融合又再度開始。當_氦殼閃光_（參考氦閃）進行的階段，因為許多氦殼閃光的轟擊會造成質量的重大損失，AGB 星將會轉變成炙熱的白矮星，同時它大氣層中的物質成為行星狀星雲。

非傳統碳星被認為是雙星，且其中一顆被觀察到是巨星 (偶爾會是紅矮星)，另一顆是白矮星。目前觀察到的是一顆擁有豐富碳的巨星，當它還是主序星時就從伴星獲得物質 (這顆伴星現在是白矮星)，且後者依然也是碳星。

對這個階段恆星演化的認識相對來說是相當簡略的，而且多數這一類恆星的結果都是白矮星。我們現在看這種系統相對來說的在質量傳遞上花了相當長的時間，所以現在觀察到這些紅巨星額外的碳不是來自恆星內部的。鋇星，它們的光譜呈現出強烈的鋇和碳分子的特徵，也被認為是在這種場景之下生成的 (S - 過程元素)。有時，將這種經由質量傳輸獲得額外碳的碳星被稱為 "外因" 碳星，以與來自 AGB，由內部產生碳的 "內因" 碳星有所區別。在發現它們是聯星之前，這些都是難題，因為許多外因碳星不僅不夠亮，而且溫度也太低，因此不能自行產生碳。

其他令人難以信服的機制，像是碳氮氧循環的失衡和核心氦閃也曾被認為是大氣層中含碳量較少的碳星用來充實碳含量的機制。



碳星光譜

在定義上，碳星的光譜會以 C2 碳分子的斯旺譜線 (Swan Bands) 作為主導，還有許多其他的碳化合物，像是 CH、CN (氰)、C3 和 SiC2，也都有一定的數量。碳在核心形成並且被擴散至上面的數層，戲劇性的改變了數層的結構。其他經由氦融合和 S - 過程被形成的元素，包括鋰和鋇，也都經由相同的 "疏濬" 至上層。

當天文學家在發展碳星的光譜類型時，在設法建立實感溫度與光譜的關聯時遭遇了極大的實質困難。麻煩的是所有被大氣層中的碳掩藏與吸收的譜線都是通常用於顯示恆星溫度的譜線。

西奇

碳星在 1860 年就已經被光譜分類的先驅佩特・安吉洛・西奇發現了，在西奇分類 IV 即以碳星為主角，他在 1890 年代後期重新被分類為 N 類恆星。

哈佛

在新的哈佛分類法中，N 類稍後被 R 類取代，成為光譜中有碳的譜線而略帶紅色的恆星。之後 R 到 N 的分類被計畫與常規光譜交互使用，顯示 R 至 N 的序列是平行運作的分類 c:a 相當於 G7 至 M10 的溫度。

摩根 - 肯納 - C 系統

校正的摩根 - 肯納系統



其他性質

多數經典的碳星都是變星中的長周期變星，包括：米拉、不規則或半規則。

觀測碳星

由於夜視是對紅光敏感的，而桿細胞對星光的紅光敏感適應是緩慢的，因此業餘天文學家對星等的估計都偏重於參考紅色的變星，特別是碳星。為了不低估觀測到的恆星光度，必須知道該如何處理柏金赫現象造成的影響。

恆星際的碳散播者

由於低的表面重力，碳星高達總質量一半以上的質量會隨著強大的恆星風流失到太空中。恆星的剩餘部分，富含碳類似於石墨的塵埃，因此成為星際塵埃的一部分。這些灰塵被認為是生成以後各代恆星和行星原始材料的重要成分。環繞著碳星的塵埃物質像毯子一樣，會吸收掉所有的可見光。



參考資料



相關條目


* 鋇星

* 天兔座 R：欣德的紅星，碳星的一個例子。

* IRC +10216：獅子座 CW，被研究得最多的碳星，也是天空中在 N 帶上最亮的天體。

* La Superba：獵犬座 Y，一顆很明亮的碳星。

* 馬克・阿倫森：美國天文學家，著名的碳星研究者。

* 雲雨增七：已知最紅的恆星。



外部連結


* McClure's paper on the carbon and related stars （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* List of 110 carbon stars （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Includes HD number; secondary identification for most; position in right ascension and declination ; magnitude; spectrum; magnitude range (for variable stars); period (of variability cycle).
碳氧血紅蛋白為血紅蛋白與一氧化碳分子的穩定化合物，當一氧化碳氣體被生物吸入或在代謝過程中產生時形成。



一氧化碳中毒

血紅蛋白有與一氧化碳結合的傾向，高於它和氧氣的親和力約 240 倍，當碳氧血紅蛋白大量存在時就會妨礙氧氣傳送至身體各部分的過程，是為一氧化碳中毒。

碳氧血紅蛋白的半衰期為 4 至 6 小時，解離速度較氧合血紅蛋白慢 3600 倍。當一氧化碳中毒患者吸入混有 4-5% 二氧化碳的高濃度氧氣時，體內的碳氧血紅蛋白的半衰期會降至 35 至 70 分鐘。患者若接受高壓氧治療時況會更佳，治療過程中他會躺進注入高濃度氧氣和加壓至接近 3atm（標準大氣壓）的艙中，協助身體吸收氧氣。

碳氧血紅蛋白亦會增加血栓生成的機會。吸菸令血液中碳氧血紅蛋白的濃度上升數倍，有理論指出這亦是吸菸者容易患中風的其中一成因。若吸菸者懷孕，亦有理論指出其碳氧血紅蛋白亦會令胚胎輕微缺氧，因此影響嬰兒的發展，增加他的夭折機會。



一氧化碳代謝物

代謝過程中產生碳氧血紅蛋白屬正常現象。血紅蛋白破裂時其血紅素與血紅素加氧酶 1 及 2 型起反應，產生一氧化碳，由此形成碳氧血紅蛋白。

1993 出現首份指出一氧化碳為神經傳導物質的報告，它又指出一氧化碳與一氧化氮、硫化氫為調節炎症的三種氣體。此外該三種氣體也能協助減少炎症、血管舒張和新生血管的發展。因此一氧化碳受到它對人體的功用的關注（儘管新生血管未必對人體有利，它也助長腫瘤和濕性老年黃斑變性的形成）。



參考



外部連結


* 醫學主題詞表（MeSH）：_Carboxyhemoglobin_
碳氧鎓離子（或氧碳鎓離子） 是一類在中心 sp2- 雜化的碳原子上連有氧取代基，並且能夠在中心碳原子和氧原子之間通過 π 鍵離域分散所攜帶的正電荷的化學物種。 碳氧鎓離子可以用兩個共振極限結構表示，一個是碳正離子形式，另一個是滿足 8 電子規則且氧帶形式電荷的氧鎓形式。 真實結構為共振雜化體，介於兩者之間。碳氧鎓離子與酮或酯等中性羰基化合物相比，碳正離子形式的共振式對共振雜化體的結構的貢獻更大。碳氧鎓離子是糖苷鍵水解中常見的反應性中間體，並且是糖基化合成的常用策略。 這些離子作為多種化學反應中的活性中間體，已在有機合成中得到廣泛應用，且已成功用於幾種天然產物的全合成中。 此外，它們通常在自然界中以酶催化下的生物化學合成和碳水化合物水解的機理出現。 花青素是天然的黃酮染料，是穩定的氧碳鎓化合物。 花色苷是造成多種常見花（例如紫羅蘭）和食用植物（例如茄子和藍莓）顯現顏色的原因。



電子分布和反應性

氧碳鎓離子的最優共振式包含一個碳氧雙鍵 ，該氧原子與另一個基團相連，因此帶有形式正電荷。 經典價鍵理論（或「共振式」）認為，π 鍵的極化可以用次穩定的共振式描述，碳周圍有六個電子且攜帶形式正電荷（見上文）。 根據前線分子軌道理論 ，碳氧鎓離子的最低未占據分子軌道 （LUMO）是 π \
* 軌道，在碳原子上具有較大波瓣。電負性較高的氧對 LUMO 的貢獻相對較小。 因此，在發生親核進攻時 ，碳是親電位點 。 與酮相比，碳氧鎓離子雙鍵的極化作用更加突出：它們更像「真正的」碳正離子，並且對親核試劑更具反應性。 在有機反應中，通常通過路易斯酸或布朗斯台德酸與氧的配位來活化酮，生成氧碳鎓離子中間體。

在數值上，酮 R2C=O（如丙酮）的羰基碳所攜帶的的典型部分電荷為 _δ+_= 0.51（源自 Hartree-Fock 計算）。而當酮的氧原子質子化後產生 [R2C=OH]+ 物種，部分電荷增加至 _δ+_= 0.61。 相比之下，酮和碳氧鎓離子的氮取代類似物，亞胺 (R2C=NR) 和亞胺鎓離子 ([R2C=NRH]+) 的部分電荷分別為 _δ+_= 0.33 和 _δ+_= 0.54 。因此，羰基碳所攜帶的部分正電荷大小的順序為亞胺 < 酮 < 亞胺鎓 < 碳氧鎓。

這也是包含 C=X (X = O, NR) 鍵的物種的親電性的順序。 這個順序在有機合成中得到了應用和解釋，例如：為什麼還原胺化通常最好在 pH= 5 至 6 時進行，這個反應用到了 氰基硼氫化鈉 (Na+[H3B(CN)]−) 或三乙醯氧基氫化硼鈉 (Na+[HB(OAc)3]−) 作還原劑。 帶有吸電子基團的氰基硼氫化鈉和三乙醯氧基硼氫化鈉比硼氫化鈉還原能力弱，它們與酮的直接反應通常是一個緩慢而低效的過程。 但是，在還原胺化反應過程_中原位_形成的亞胺鎓離子（並非是亞胺本身）比酮類原料具有更強的親電性，並且將以在合成中有價值的速率與負氫還原劑反應。 重要的是，該反應是一般在弱酸性條件下進行的，此時電中性的亞胺中間體顯著質子化，形成亞胺鎓離子，而在弱酸性環境中，酮並不能夠質子化，親電性依然較弱。 因此，反應條件和試劑確保了在該反應中由亞胺基還原選擇性地形成胺，而不是直接還原羰基（或其質子化形式）以形成醇。



形成

氧碳鎓離子的形成可以通過幾種不同的途徑進行。 最常見的是：酮的氧原子與路易斯酸配位，從而活化酮，使其成為更有效的親電子試劑。 路易斯酸可以是多種分子或離子，可以是質子或金屬配合物等。 本條目的其餘部分將重點討論烷基氧碳鎓離子。烷基氧碳鎓離子額外連接在羰基氧上的原子是碳。 形成這種離子的一種方式是離去基團的消除，在糖化學中，該離去基團通常是醚或酯 。



合成應用

五元環

五元環反應所涉及的立體化學可以通過信封形過渡態模型來預測。 親核試劑有利於從信封的「內部」或右側圖的頂部加成。從信封內部加成將產生有利的交錯式構象，而從信封外加成則將產生能量不利的重疊式構象 。 

六元環

Woods 等人於 1992 年提出了六元碳氧鎓環的過渡態模型。 確定六元環的親核加成的立體化學的一般策略與五元環類似。 此分析依據的一種假設是：該環與環己烯具有相同的構象，其中三個碳和一個氧在一個平面內，而另外兩個碳原子一個在該平面上方，另一個在下方（請參閱右圖）。 依據環上存在的取代基，可以確定最低的能量構象，確定時要考慮空間和立體電子效應。 確定了這種構象後，就可以考慮親核加成的立體化學。 加成將通過低能量的椅式過渡狀態進行。可以在下面看到此類反應的示例。 該示例還說明了負電取代基可能會有較明顯的的立體電子效應，通常這會改變最優構象的結構，使得反應的選擇性發生變化。 

立體電子效應

在不包含氧原子的烯烴環中，任何大的取代基都傾向於位於赤道位置，以使空間效應最小化。 但是在含碳氧鎓離子的環中， 負電性取代基傾向於優先占據軸向或准軸向位置。 當負電性原子處於軸向位置時，其電子密度可以通過立體電子效應分散給環中帶正電的氧原子。 這種相互作用穩定了軸向構象。表現出這種現象的取代基的實例主要有 羥基 ， 醚和鹵素。 在確定氧代碳鎓離子的親核加成反應中能量最低的構象時，必須考慮立體電子效應 。 

環加成

在有機合成中，乙烯基氧碳鎓離子（右側結構）可廣泛用於環加成反應中。 它們通常在 Diels-Alder 反應中用作親二烯體 。 通常將吸電子酮添加到該親二烯體中以提高反應速率， 在反應過程中，這些酮經常轉化為乙烯基氧碳鎓離子。目前尚不清楚該機理是否必須經歷碳氧鎓離子中間體，但 Roush 和他的同事在以下所示的環化反應中證明了該反應確實生成了氧碳鎓離子中間體。 該反應可觀察到的兩種產物只有在氧碳鎓環作為中間體存在時才能形成。已經有人報導氧碳鎓離子中間體參與的 [4+3], [2+2], [3+2] 和 [5+2] 環加成。

羥醛反應

已有利用手性氧碳鎓離子與乙烯醇衍生等價物進行高度非對映選擇性和對映選擇性的反應 氧碳鎓離子在反應中用作親電試劑 。 當甲基替換為更大的取代基時，反應的非對映選擇性增加。

全合成實例

氧碳鎓離子已在多種場合中用於全合成。(+)-clavosolide 的主要亞基是通過還原六元氧碳鎓環合成的。 如所預測的，所有大的取代基都位於赤道位置，並且該轉化經歷了椅式過渡狀態。 

第二個例子可見於 (−)-neopeltolide 合成的關鍵步驟，該步驟使用另一種六元氧碳鎓環發生還原反應生成非對映選擇性加氫產物。 



生物學應用

在生物系統中，氧碳鎓離子最常見於碳水化合物的反應過程中。 由於糖存在於核酸中，它的化學性質對核酸在生物體內的功能起到了重要作用。 糖除了在核酸中發揮生理功能外，還是生物體的結構組分，可以多種形式存在，例如儲能分子、細胞信號分子、蛋白質修飾，並在免疫系統 、 受精作用 、預防發病機制 、血液凝結和發育中發揮關鍵作用。 生物化學過程中糖化學性質豐富，許多糖參與的反應經歷氧碳鎓離子中間體。 本節概述了利用氧碳鎓離子的幾種重要的生物反應。

核苷酸生物合成

酶催化下核苷酸的分子內環化可產生幾種重要的生物分子。 這些環化通常通過氧碳鎓中間體進行。 該反應的一個例子是環 ADP 核糖的環化。 

糖苷酶

糖苷酶是一種催化糖苷鍵斷裂的酶，它能使底物糖分解產生兩個較小的糖分子 。 這個過程對動物體內糖原等儲能物質的利用以及植食生物進行纖維素的分解具有重要意義。 通常，酶的活性位點上的天冬氨酸或穀氨酸殘基可以催化糖苷鍵的水解。 這些酶的機制涉及氧碳鎓離子中間體，其一般實例如下所示。 



參見


* 碳正離子

* 糖苷酶



參考文獻
碳氫化合物標識(HCI) （英語：Hydrocarbon indicator） 或直接碳氫化合物標識 (DHI) 是指，由於油氣藏中含有碳氫化合物，而引起的一種異常的地震屬性或格局。 DHI 在油氣勘探中特別有用，可降低勘探井的地質風險。地球物理學家認識到幾種類型的 DHI 如下：

地震亮點：在地震剖面上顯示局部地震波幅度大於背景幅度值。由於在 1970 年代之前的地震資料處理程序中，有自動增益的程式，所以地震亮點在地震剖面上被遮蓋了 。

地震平點：穿越地層反射面的一種幾乎水平的反射面，代表油氣藏中的油氣地下水的界面。

地震暗點 ：地震波低幅度異常。

極性反轉：由於蓋層地震速度略低於油氣儲層，所以其界面反射，與蓋層和水層界面反射信號反轉 .

一些地球科學家將振幅隨偏移距的變化
視為一種直接的碳氫化合物標識。例如，反射的振幅可能會隨著入射角的增加而增加，這可能是天然氣的一個指標。



參考文獻
碳氮氧循環（CNO cycle），有時也稱為貝斯 - 魏茨澤克 - 循環（Bethe-Weizsäcker-cycle），是恆星將氫轉換成氦的兩種過程之一，另一種過程是質子 - 質子鏈反應。

在質量像太陽或更小些的恆星中，質子 - 質子鏈反應是產生能量的主要過程，太陽只有 1.7% 的 4 氦核是經由碳氮氧循環的過程產生的，但是理論上的模型顯示更重的恆星是以碳氮氧循環為產生能量的主要來源。碳氮氧循環的過程是由卡爾・馮・魏茨澤克和漢斯・貝特 在 1938 年和 1939 年各別獨立提出的。

碳氮氧循環的主要反應如下：

　
:

這個循環的淨效應是 4 個質子成為一個 α 粒子、2 個正電子（和電子湮滅，以 γ 射線的形式釋放出能量）和 2 個攜帶著部分能量逃逸出恆星的微中子。碳、氮、和氧核在循環中擔任催化劑並且再生。

有一個較小分支的反應，在太陽核心中發生的只佔了 0.04% 的量，最後的產物不是 12 碳和 4 氦，而是 16 氧和一個光子，取代進行的過程如下：

　
:

同樣的，碳、氮、和氧在主要的分支，而在較小分支上的氟也僅僅是穩定狀態的催化劑，不會在恆星內累積。

碳氮氧循環的主要分支稱為碳氮氧 - I，小的分支稱為碳氮氧 - II，在更重的恆星內還有碳氮氧 - III 和碳氮氧 - IV 兩個次要的主分支，它們開始於碳氮氧 - II 反應的最後階段，結果是以 18 氧和 γ 射線取代原本的 14 氮和氦核：

　
:

和
氧氟循環：

　
:

此處，所有參與反應的 "催化劑"（碳、氮、氧的核）數量都是守恆的，而在恆星演化中核的相對比例是會改變的。無論最初的結構是如何，當這個循環在平衡狀態下，12 碳 /13 碳核的比例是 3.5，而 14 氮成為數量最多的核。在恆星的演化中，對流會將碳氮氧循環的產物從恆星的內部帶到表面並混合，改變觀測到的恆星成分。在紅巨星，相較於主序星，能觀測到較低比例的 12 碳 /13 碳和 12 碳 /14 氮，這些都可以證明核融合在恆星內部進行能量的世代交替。



相關條目


* 恆星核合成

* 3 氦過程

* 質子 - 質子鏈反應氦三被認為是與氟一樣的融合反應催化劑，將會在融合反應堆中得到利用.



外部連結


* H. A. Bethe: Energy Production in Stars, 1938 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* I. Iben: Stellar Evolution Within and off the Main Sequence, 1967 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
碳水化合物計數法（Carbohydrate counting，或 carb counting）是糖尿病患者制訂飲食計劃的一種簡便、有效的方法，是一種計算一日正餐和點心中的碳水化合物克數或食物份數大小的方法，它可以將一餐所吃食物中碳水化合物的含量與餐後血糖水平準確地聯繫起來，使糖尿病患者很容易地達到血糖控制的目的，同時又可以增加食物的選擇性。通過平均分配一天各餐中含有碳水化合物的食物，並且保持每餐或每頓點心攝入相同的碳水化合物數量，從而使糖尿病患者可以較好地控制血糖在目標範圍內。碳水化合物計數法又分為基礎法和高級法，前者主要用於制訂飲食計劃，後者用於計算胰島素的治療劑量。

食物中含有碳水化合物、脂肪和蛋白質，這些營養素是身體能量的來源。此外，食物還含有其他重要的營養素如維生素和礦物質等。那為什麼僅計數碳水化合物呢？這是因為食物中的碳水化合物對血糖的影響最大。

在進餐後一小時左右的時間內，所吃食物中 90%~100% 的碳水化合物會轉變成為葡萄糖，並且進入血液中。也就是說，食物中的碳水化合物轉化成為葡萄糖的速度很快，並且轉化量大。這也表明，在測定餐後 1 或 2 小時血糖水平時，升高的血糖值主要是由你所進食的碳水化合物轉變成為葡萄糖，並進入血液中所造成的。

膳食中的脂肪和蛋白質在短期血糖控制中的作用較小。食物中的脂肪僅有一少部分會轉化成為葡萄糖進入血液中，在每日血糖控制中的作用很小。而食物中的蛋白質也只有一部分會轉化成為葡萄糖，並且這種轉化速度非常緩慢。由於蛋白質僅占總能量的 10%~20%，因此蛋白質對血糖的控制不足 10%。
碳沙文主義（英語：Carbon chauvinism）是一個新詞，其意涵為質疑目前基於碳的化學與熱力學性質，質疑外星生命皆由以碳為骨架的有機物構成的假說之真實性。



觀念

「碳沙文主義」這個專有名詞最早在 1973 年被使用。卡爾・薩根描述了這個想法並認為碳沙文主義與其他人類中心主義限制了我們對於地外生命可能性的想像。此理論認為身為以碳為主體的生物，尚未接觸任何地外生命的人類很難憑空想像截然不同的生化理論。

1999 年，Reason 雜誌的一篇文章討論了微調的宇宙的概念，肯尼斯・西爾伯（Kenneth Silber）引用了一段天體物理學家斯滕格爾（Victor J. Stenger）對碳素沙文主義的描述：

> 斯滕格爾表示，我們沒有理由認為生命只有一種可能。我們對於我們宇宙中生命的了解實在太少了，遑論其他宇宙，這麼少的了解不足以得到這樣的結論。斯滕格爾駁斥了認為生命必須以碳為主體的碳沙文主義，因為其他元素，例如矽，也能構成相當複雜的結構。斯滕格爾進一步提出了認定無論如何物質都是由分子組成的「分子沙文主義」，在另一個宇宙，原子核與其他結構可能以一種截然不同的形式組合。
> 
> 

> There is no good reason, says Stenger, to "assume that there's only one kind of life possible" - we know far too little about life in our own universe, let alone "other" universes, to reach such a conclusion. Stenger denounces as "carbon chauvinism" the assumption that life requires carbon; other chemical elements, such as silicon, can also form molecules of considerable complexity. Indeed, Stenger ventures, it is "molecular chauvinism" to assume that molecules are required at all; in a universe with different properties, atomic nuclei or other structures might assemble in totally unfamiliar ways.
> 
> 



碳的替代物

矽與碳一樣可以和其他原子構成 4 個穩定的化學鍵。甲矽烷聚合物等長鏈分子和對地球生物至為重要的烴類構形十分類似。矽的化學活性比碳還大，這種特色可能對其在極端寒冷的環境存在提供優勢。然而甲矽烷在氧氣存在時會自燃，所以一個含有氧氣的大氣層內或以水為主要溶劑的環境不可能有以矽為主體的生物存活。所以可能含有以矽為主體生物的環境必須要非常寒冷，缺乏氧氣與水但擁有另一種適合的溶劑，例如液態甲烷（在土星的衛星泰坦星即是如此）或其他甲基化合物。流星、彗星和星雲中含有大量的烴類，它們的矽類似物則尚未在自然界被發現。

但矽原子之間可以由氧原子結合，組成一維、二維或三維的聚合物，稱為矽酸鹽，在地球環境大量且穩定的存在，並成為有機物出現前，生命起源的假說之一（即粘土假說）。



批評

認為碳是宇宙所有生物的主要成分的觀點最主要的主張是其他形式的生命（如以矽為主體的生命）目前皆不能由科學方法驗證，且目前仍未發現長矽鏈化合物的存在，卻常在隕石中發現長碳鏈的有機物，表示以碳為主體的生命比以矽為主體的生命發生的可能性更高。



參見


* 人類中心主義

* 碳基生物

* 假定型生物化學

* 自然發生



參考文獻
碳泄漏（英語：carbon leakage）是指國家採用較嚴格的氣候政策而減少排放量，導致另一個國家的溫室氣體排放量增加的情況。

可能發生碳泄漏的原因有很多：


* 如果一個國家的排放政策增加了當地成本，那麼另一個政策較寬鬆的國家可能會具有貿易優勢。在對生產的商品的需求保持不變的情況下，生產可能會轉移到價格較低、標準較低的國家（境外生產），最終全球排放量並未減少。

* 如果一個國家的環境政策加收某些燃料或商品的附加費，則其需求可能會下降，進而使價格下降。不對這些商品徵收附加費的國家就可能會從相同的賣家那裡購買多出的供給，從而無法產生任何環境效益。

目前人們對長期的泄漏效應的大小尚無共識，但這對氣候變化問題有著重要的影響。

碳泄漏是外溢效應的一種。外溢效應可能是正面的，也可能是負面的；例如，減排政策可能會導致技術發展，從而有助於政策領域之外的減排。

碳泄漏值定義為採取國內減排政策的國家以外的二氧化碳排放增量國內排放量的減量，以百分比表示，可以大於或小於 100％。

碳泄漏可能因貿易模式的變化而發生，有時可以用貿易中所含排放量平衡（balance of emissions embodied in trade，BEET）來衡量。



參見


* 碳轉移

* 碳稅

* 隱含排放

* 排放權交易

* 生物燃料對土地利用的間接影響

* 經濟漏損



參考文獻



延伸閱讀


* Markandya, A. 7.4.3 Valuation of Spillover Costs and Benefits. In (book chapter): 7. Costing Methodologies. In: Climate Change 2001: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (B. Metz _et al_. Eds.). Print version: Cambridge University Press, Cambridge, U.K., and New York, N.Y., U.S.A.. This version: GRID-Arendal website. 2001 [2010-05-12]. （原始內容存檔於 2009-08-05）.

* Reinaud, J. Issues behind Competitiveness and Carbon Leakage- Focus on Heavy Industry. IEA information paper. International Energy Agency (IEA), Head of Communication and Information Office, 9 rue de la Fédération, 75739 Paris Cedex 15, France: 122. October 2008 [2010-05-12]. （原始內容存檔於 2010-06-15）.

* Reinaud, J. Climate Policy and Carbon Leakage- Impacts of the European Emissions Trading Scheme on Aluminium. IEA information paper. International Energy Agency (IEA), Head of Communication and Information Office, 9 rue de la Fédération, 75739 Paris Cedex 15, France: 45. October 2008 [2010-05-12]. （原始內容存檔於 2010-06-15）.
碳熱反應（Carbothermic reaction）也稱碳熱還原（Carbothermic Reduction）是指以碳為還原劑的反應，通常用於金屬氧化物的還原。這類反應一般在幾百攝氏度下進行，用於許多元素單質比如鐵、鈷、鎳和銅的大量工業生產，傳統上需要電解氯化鎂產生的金屬鎂單質也可從氧化鎂通過碳熱還原得到。雖然可用來把金屬氧化物還原成金屬單質，但對於某些金屬比如鈉和鉀的氧化物不適用。藉助氧化物自由能圖可預測某種金屬元素的單質是否能通過碳熱反應用碳還原相應的金屬氧化物得到。

碳熱反應有時產生一氧化碳，有時則生成二氧化碳。碳熱反應的驅動力是反應產生的熵：金屬氧化物和碳這兩種固體反應生成一種新的固體（金屬）和一種氣體（CO）。後者由於是氣態的物質所以具有更大的熵。因為固體反應物的擴散速率是很慢的，所以需要加熱才能使碳熱反應發生。



用途

鐵礦石的熔煉是碳熱反應最重要的用途，其中的過程涉及諸多反應，但基本可簡化為以下反應：

　
: 2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2

每年大約有一百萬噸的單質磷是用碳熱反應生產的。磷酸鈣（一般使用一種常見的磷酸鹽礦物氟磷灰石）、石英砂和焦炭（不純的碳）混合加熱至 1200－1500℃生成氣體的 P4，後經冷凝得到單質磷。表示該過程的具體化學反應式如下：

　
: 4Ca5(PO4)3F + 18SiO2 + 30C → 3P4 + 30CO + 18CaSiO3 + 2CaF2

反應變種

對於某些金屬，用碳熱反應還原相對應的金屬化合物不能得到金屬單質，而是生成金屬碳化物，比如二氧化鈦和碳在高溫下反應就會直接形成碳化物；用碳和三氧化二鉻在高溫下反應得到的也是鉻的碳化物。在這種情況下就會使用鋁或鎂作為還原劑使用。

有些情況下會把碳熱反應和其他反應偶聯起來，一個重要的例子就是利用氯化法從鈦鐵礦分離鈦，這個方法就是先把粉碎後的鈦鐵礦石和碳混合，後在 1000℃的氯氣流下加熱產生四氯化鈦:

　
: 2FeTiO3 + 7Cl2 + 6C → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO
碳聚變過程是一種核融合反應，發生在質量較重的恆星（誕生時至少 4 MSun 以上）耗盡了核心內較輕的元素之後。它需要高溫（6×108 K）和高密度（大約 2×108 kg/m3），主要過程是：

　
:

另一類為：

　
:

在氦的聚變停止後，碳聚變開始。當氦融合時，恆星建立起一個富含碳和氧的惰性核心，一旦氦的密度降低至無法繼續聚變的水平時，核心便會因為重力而塌縮。體積的縮小造成核心的溫度和壓力上昇至碳聚變的臨界溫度，這也會使圍繞著核心周圍的溫度上昇，使氦在鄰接核心的殼層內繼續聚變。於是恆星的體積增加，膨脹成為紅超巨星。

當碳聚變時，產物（氧、氖、鎂）堆積成新的惰性核。在一段時間之後（或許～一千年）碳的相對豐度將會降低至不能持續的程度，於是核心溫度開始下降並再次收縮。收縮會加熱核心使得氖開始融合反應（參見氖融合）。圍繞著核心的碳殼層也會繼續聚變，而在更外面還有氦殼層和氫殼層在聚變。

在這個階段點上，質量在 4-8 倍太陽質量的恆星，變得不穩定並以巨大的恆星風將外面的殼層拋出，留下的就是以氧 - 氖 - 鎂核心的白矮星。

質量更大的恆星將繼續氖融合，但是從此刻起的演變是很快的，外殼通常來不及反應出變化。
作為溫室氣體監測的一部分，碳監測是指人們跟蹤某一特定活動在某一特定時間產生的二氧化碳或甲烷的數量。例如，碳監測可以跟蹤農業生產中的甲烷含量或燃燒化石燃料後產生的二氧化碳排放量。由於二氧化碳是排放量最大的溫室氣體，而甲烷也是一種溫室氣體，監測碳排放被認為是減少排放從而減緩氣候變化的關鍵舉措。



參考文獻
碳矽鹼鈣石（英語：Carletonite）是一種稀有的矽酸鹽礦物，化學式為 KNa4Ca4(CO3)4Si8O18(F,OH)·H2O。

它是一種頁矽酸鹽礦物，是魚眼石族的一員。它的四方晶系晶體呈半透明的藍色、白色、無色或粉紅色，具有玻璃到泥土光澤。它的密度為 2.45，硬度為 4-4.5。

它是由 G.Y Chao 發現，並以他就讀的學校渥太華卡爾頓大學命名。它於 1969 年首次在加拿大魁北克 Mont Saint-Hilaire 發現。在聖 - 伊萊爾山的模式產地是唯一被報導的產地。

它出現在霞石正長岩侵入體和附近的角岩與矽質大理石捕虜岩中。與石英、短柱石、方解石、螢石、碳鍶鈰石、輝鉬礦、淡鋇鈦石（leucosphenite）、矽鈉鈦礦、方鉛礦、鈉長石、針鈉鈣石、魚眼石、白針柱石、微斜長石和鈉鐵閃石伴生。
碳硼烷酸（化學式：H (CHB11Cl11)，英語：Carborane acid） 為一種超強酸，是最強的單一分子酸，酸性為硫酸的一百萬倍、氟磺酸的數百倍。



歷史

2004 年，美國加州大學河濱校區（UC Riverside）的 Chris Reed 團隊首先合成出碳硼烷酸。



特性

造成碳硼烷酸超強酸性的原因，是由於其共軛鹼 CHB11Cl11−非常穩定，而且具有高電負性的氯取代基，能有效分散負電荷。而外側的氯包覆碳硼烷核心，使碳硼烷酸根非常安定，不易與其他化學物質反應。

氟化的碳硼烷酸，H (CHB11F11) 遠比氯化的碳硼烷酸的酸性強。它能夠質子化二氧化碳，形成橋接的 [H (CO2)2]+，使它的酸性變得更強。相比之下，CO2 被 HF-SbF5 或 HSO3F-SbF5 質子化的速率不可見。

碳硼烷酸雖然酸性強，但不具強烈的腐蝕性與氧化性。混合酸如魔酸、氟銻酸酸性更強，但會生成氟離子造成副反應，而且產生的氫氟酸成分會腐蝕玻璃，造成使用上的困難。而且氟會攻擊富勒烯，故 H (CHB11Cl11) 成為已知唯一能質子化富勒烯但不會將其分解的酸，能與富勒烯形成 1：1 的鹽類。



用處

碳硼烷酸有許多可能的應用。 例如，已經提出將它們用作碳氫化合物的裂化和 n - 烷烴的異構化以形成支鏈異烷烴（例如異辛烷）的催化劑。 碳硼烷酸也可用作精細化學合成的強選擇性布朗斯特質子酸，其中碳硼烷酸陰離子的低親核性可能是對反應有利的。 在機械有機化學中，它們可用於反應性陽離子中間體的研究。 在無機合成中，其極強的酸性可允許分離奇異物種，例如氙氫離子的鹽。 



參考資料及注釋



外部連結


* Reed 團隊
碳節食是指通過減少溫室氣體的產生，從而減少對氣候變化的影響。

個人和企業在進行開車、供暖以及對於產品和服務的消費等日常活動中產生了二氧化碳。為減少對於氣候變化的影響，我們可以通過施行碳節食減少碳的排放量。

在許多出版物中都出現了「碳節食」這一術語。

《戈爾：政治生涯》一書中曾引用這一術語：

《環球郵報》的德博拉・瓊斯（Deborah Jones）寫到：

這有別於低碳飲食。低碳飲食指通過選擇食物從而降低溫室氣體排放量。



碳節食的主要組成部分

碳節食類似於節食。進行碳節食首先要估定重量（根據二氧化碳的噸數計量）。然後確定合適的重量。

以下是碳節食步驟的概要：


* 計算碳足跡以得出二氧化碳排放總量

* 參照合適的對象（如同等規模的公司或個人，或國內平均水平）來計量碳足跡

* 確定合適的碳足跡

* 找出最重要的二氧化碳排放源

* 最先應對最嚴重的二氧化碳排放源從而減少二氧化碳排放量



參見


* 碳足跡

* 可持續性

* 綠色生活
碳粒式麥克風，有時稱作紐扣式麥克風或碳粒式傳聲器，是一種能將聲音轉化為電子信號的傳感器，由兩片分開的金屬薄片及其之間的碳粒組成。朝外的那塊金屬薄片作為傳導震動片。當聲音使薄片振動時，會使其改變對碳粒的壓力，會進一步改變兩薄片之間的電阻 (擠壓碳粒使其更加緊密，因此壓力越大薄片間電阻越小)。當在兩金屬薄片之間施加直流電壓，變化的電壓會帶來電流的變化，這些變化可以通過電話系統傳輸，或在電子系統中將聲音轉化成電信號。

在 20 世紀 20 年代，真空管電子放大器開始廣泛應用之前，碳粒式麥克風是獲得高品質音頻信號的唯一實際的方法，被廣泛用於電話系統中。它的製造成本低，輸出信號強，以及良好的高頻輸出特性使其非常適用於電話系統，直到 20 世紀 80 年代，新安裝的電話仍然在使用碳粒式麥克風。在此之前，它們在其他應用領域早已被其他類型的麥克風取代（在絕大多數的西方銅線電話網絡中，舊式基於碳粒式麥克風的電話仍在使用未被淘汰）。
碳粒式麥克風曾被廣泛應用於早期的調幅無線廣播系統中 (一般為改進過的電話麥克風)，但由於它們有限的響應頻率，以及有較高的噪音，遂於 19 世紀 20 年代在該領域中被淘汰。接下來的數十年，它們繼續被廣泛應用於低端播音、軍事以及業餘無線電應用。



參考文獻
碳奈米泡沫，碳元素的同素異形體之一，1997 年由澳大利亞國立大學的 Andrei V. Rode 及其合作者發現。

碳奈米泡沫呈蛛網狀，具有分形結構，有鐵磁性。泡沫由許多原子團簇構成，每個含有約 4000 個碳原子，直徑約 6 到 9 奈米；其中很多原子團連在一起，形成了纖細的網。在碳奈米泡沫中，有許多七邊形的結構。研究者認為，七邊形的結構造是它有很多未成對的電子的原因；泡沫也因此而具有了磁性，這是其他任何一種碳的同素異形體所沒有的特性。研究者還發現，在低於 - 183℃時，泡沫還具有永久磁性，但這種磁性在室溫下卻會慢慢消失。

碳奈米泡沫的密度很低，與碳氣凝膠很相似，但密度是它的百分之一；它是目前世上最輕的物質之一，密度約為 2–10 mg/cm3，僅是海平面上空氣密度的幾倍。

這種泡沫還是電的不良導體，可以積聚靜電而吸附在其他物質上；它的熱傳導性也很差。

它的製備方法為，在充滿氬氣的容器中放入玻璃形狀的碳，用每秒一萬次的雷射脈衝轟擊，使其溫度驟升到大約 1 萬攝氏度並爆炸，在容器壁上即可獲得一層碳奈米泡沫構成的薄膜。

由於奈米泡沫具有的鐵磁性，將來有可能把它們的顆粒注射入人體，用來改善磁共振成像的清晰程度。它們也可能被應用到利用電子自旋或電子磁性的自旋器件中。



參考文獻



擴展閱讀
碳素工具鋼，簡稱碳工鋼，指碳含量在 0.7~1.3% 的優質高碳鋼。主要用於製造各種刀具、量具、模具。碳素工具鋼的性能取決於碳含量，也與冶鍛工藝有關。碳素工具鋼在退火狀態下的硬度，隨碳含量的增加而升高。碳素工具鋼不含合金元素，價格較低。



種類

按中國國家標準 GB 1298-86，碳素工具鋼有 T7〜T13 八個鋼號，後面的數值表示含碳量的千分之幾。



用途


* 鉗工、五金工具。如手工鋸條、銼刀、金屬剪切刀、鉸刀、絲錐、板牙、鑿子、擴孔鑽、離刻刀具等。

* 木工工具。如刨刀、鑿子、鋸條、車刀等。

* 模具。形狀簡單的冷作模具，如冷卻剪刀、拉絲模、切邊模、搓絲板、螺紋滾模，滾邊模等。

* 量具。精密度不很高的量規、卡規和樣板等。

* 高硬度和耐磨零件。
碳鋼（carbon steel）是一類含碳量介於 0.02%~2% 之間（高於 2% 的被稱為鑄鐵，低於 0.02% 被稱熟鐵），而極少其他元素的鋼材，也是產量最高的金屬材料，相對有較高其他成分 (不包括雜質) 的鋼稱合金鋼 。

它通常使用在需要強度、硬度和耐磨性的金屬零件上，如切削工具、鋼纜、鋼琴線、彈簧和刀具等，在加工形成後，零件通常需要再經過處理並回火。鋼含碳量越高，其加熱處理後的硬度、強度和耐磨性也就越高。
碳鋼分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼，這三種碳鋼又各分為兩種；依照特性，高碳鋼質硬且脆、低碳鋼質軟且耐延展。



種類

高碳鋼

含碳量 0.6％~2％稱為高碳鋼。

高碳鋼是指回火時間較長、含碳量高的鋼材，主用途為一般軸承、刀具、鐵軌、鋼框模（用以將鋼材塑型）和鋼門等。

可分為：


* 超高含碳高碳鋼

　
: 比高碳鋼回火時間略久的鋼材，主用途為一般建築用鋼磚。


* 低高碳鋼

　
: 比高碳鋼回火時間略短 (不是中碳鋼) 的鋼材，主要用來製造金屬管。

中碳鋼

含碳量 0.3％~0.6％稱為中碳鋼。

中碳鋼是指回火時間較高碳鋼為短、含碳量適中，性質介於高碳鋼與低碳鋼之間的鋼材，主用途是製造不鏽鋼。

可分為：


* 高含碳中碳鋼

　
: 主用途是製造一般機械外殼等需高壓耐磨的母材。


* 低含碳中碳鋼

　
: 主用途為鑄造不鏽鋼。

低碳鋼

含碳量 0.02％~0.3％稱為低碳鋼。

低碳鋼是回火時間短之碳鋼，質軟、耐衝壓及可延展，主用途為製造鋼筋、耐衝壓機件、特殊鋼材等。

可分為：


* 普通低碳鋼

主用途為製造鋼筋、鑄材、建築用鋼材、鋼板等。


* 超低低碳鋼

主用途為耐衝壓機件、飛機鋼構等。
碳纖維（英語：Carbon fiber），是一種高強度和模量的耐高溫纖維，為化纖的高端品種。它主要由碳原子構成，直徑約 5-10 微米。為了產生碳纖維，碳原子在晶體中被鍵合在一起，平行排列的纖維長軸給予碳纖維相當高的強度 - 體積比。幾千條碳纖維集束在一起形成一個纖維束，可以單獨使用或被編織成織物。

碳纖維的特性，如高硬度，高強度，重量輕，高耐化學性，耐高溫和低的熱膨脹，使其在航天工程、土木工程，軍事，賽車與其他競技體育運動製品很受歡迎。然而，相對於類似的纖維，例如玻璃纖維或塑料纖維，碳纖維是相當昂貴的。

碳纖維通常與其他材料結合以形成複合材料。當混合塑料樹脂並纏繞或模塑後具有非常高的強度 - 重量比的碳纖維強化聚合物（通常也被稱為碳纖維）。然而，碳纖維也會與其它如石墨的材料複合，以形成耐高溫的碳 - 碳複合材料。



結構與特性

每一根碳纖維由數千條更微小的碳纖維所組成，直徑大約 5 至 8 微米，幾乎全部由碳構成。
最早的一代（如 T300，HTA 和 AS4）有 16-22 微米直徑。
新研發的碳纖維（如 IM6 或 IM600）的直徑大約有 5 微米。

在原子層面，碳纖維跟石墨很相近，是由一層層以六邊形模式（石墨烯薄片）排列的碳原子所構成。兩者差別在於層與層之間的連結的方式。石墨是晶體結構，它的層間連結鬆散，而碳纖維不是晶體結構，層間連結是不規則的。這樣便防止滑移，增強物質強度。

一般碳纖維的密度為 1750 kg/m3。導熱能力高但傳電能力低，碳纖維的比熱容亦比銅低。當加熱的時候，碳纖維會變厚而短。雖然碳纖維的天然顏色是黑色，但可以把它染上不同的顏色。



應用

2012 年，碳纖維複合材料的全球需求價值大約為 103 億至 140 億美元。預計 2012 年到 2018 年，年增長率約為 10% 至 12%。強勁的需求來自於飛機和航空航天，風力發電，以及來自自行車及汽車行業。

因為碳纖維又輕又堅硬，所以它的用途很廣泛。

複合材料

用碳纖維製造的增強塑料質地強而輕，耐高溫、防輻射、耐水、耐腐蝕，是製造飛行器、兵器及耐腐蝕設備等的優良材料。碳纖維製品的缺點是難以自然分解，大量棄置會造成環境問題。近年來碳纖維更是廣泛被使用於大型飛機，例如空中巴士的 A350 與 A380，波音 787 均利用碳纖維複合材料來減輕耗油量。另外大型風力發電機的葉片，賽車、汽機車的車身均為碳纖維複合材料需求量增加的重要因素。

腳踏車亦有使用碳纖維複合材料作為車架，但因碳纖維複合材料製造成本高，多為高階車種才能使用。

紡織品

碳纖維的前體是聚丙烯腈（PAN）， 人造纖維和瀝青。碳纖維長絲紗被用於多個處理技術 —— 直接的用途是用於預浸漬，長絲卷繞，拉擠，紡織，編織等。

微電極

碳纖維用於碳纖維微電極的製作。在此應用中通常與 5-7 微米直徑的單個碳纖維被密封在玻璃毛細管。在毛細管的尖端或者用環氧樹脂密封並拋光製作成為碳纖維圓盤微電極，或纖維被切割成長度為 75-150 微米，製作成為碳纖維圓柱電極。碳纖維微電極使用，也可以在安培檢測法或快速掃描循環伏安法檢測生物化學信號。

生醫產業

碳纖維經過活化之後，成為「活性碳纖維」。此種活性碳纖維具有大量的微孔，形成奈米空間，擁有極大的比表面積。具有吸附及脫附的能力，最常見的產品即是生活上所用的口罩。此種材料也被用在各種過濾器或水質淨化器中。



製造工藝

一般用聚丙烯腈（PAN）、嫘縈、粘膠纖維等聚合物原料，先在 200－300℃的空氣中進行預氧化，繼在氬氣等惰性氣體保護下，用約 1700℃的高溫完成驅除非碳原子的過程（碳化），最後加熱到 2600－3000℃成碳纖維。碳纖維的長絲可能被進一步處理以提高品質，然後卷繞到筒管。



參見


* 碳纖維強化聚合物

* 陶瓷基複合材料

* 碳奈米管



參考文獻



外部連結


* Working with Carbon fiber for Robotics and R/C Aircraft （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Carbon Fiber in Formula One

* The Chemistry of Carbon Fiber （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Making Carbon Fiber （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Carbon Fiber Examples

* Luis and Clark Carbon Fiber Musical Instruments （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Carbon Fiber Musical Instruments XOX Audio Tools （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Carbon Fiber Rollers chiyo technique
碳纖維強化聚合物（英語：carbon fiber reinforced polymer），又稱為碳纖維強化塑膠（carbon fiber reinforced plastic）或碳纖維強化熱塑性塑膠（carbon fiber reinforced thermoplastic）等，常簡稱為 CFRP、CRP、CFRTP 等，是一種含有碳纖維的纖維強化塑膠，其特性為強度高且質量輕。雖然碳纖維強化聚合物製造昂貴，但被廣泛應用於比強度和剛性需求高的產業中，如航空、汽車、土木工程、運動器材等等。
或現在有個別公司考慮以其物料代替現時玻璃車窗

聚合物基質一般採用熱固性樹脂（如環氧樹脂），但其他熱固性或熱塑性聚合物（如聚酯、乙烯基酯或尼龍等）也時常被應用。除碳纖維外，複合材料可能含有芳香聚醯胺（如克維拉或特瓦倫等）、金屬鋁、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）或玻璃纖維等。碳纖維強化聚合物的最終產品性能可能受到基質（樹脂）添加劑種類的影響，而最常見的添加劑是二氧化矽，而其他種類的添加劑如橡膠或碳奈米管等也被使用。



性質

碳纖維強化聚合物是一種複合材料，由基質和強化材等兩部分組成。其中，碳纖維是強化材，提供複合材料的機械強度；而基質則通常是聚合物樹脂（如環氧樹脂），用於黏合強化材。因此，碳纖維強化聚合物的材料性質由基質和強化材共同決定。強化材賦予其強度與剛度；分別通過應力和彈性模量來測量。與鋼鐵或鋁金屬等等向性材料不同，其強度性質具有方向性。碳纖維強化聚合物的性能取決於碳纖維的佈局和碳纖維相對於聚合物的比例。



製造

把碳纖維逐層鋪上（每層鋪上後要加上聚合物樹脂如環氧樹脂）模具，然後壓製成型。



應用

碳纖維強化聚合物應用廣泛如：公路自行車，航空工業以及汽車製造業



參見


* 碳纖維

* 碳奈米管

* 纖維強化塑膠



參考資料



外部連結


* Japan Carbon Fiber Manufacturers Association (English) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Engineers design composite bracing system for injured Hokie running back Cedric Humes

* The New Steel （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） a 1968 _Flight_ article on the announcement of carbon fiber

* Carbon Fibres – the First Five Years （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） A 1971 _Flight_ article on carbon fiber in the aviation field
碳行星（Carbon planet），又稱為鑽石行星或碳化物行星，是 Marc Kuchner 在恆星理論中提出來假設的行星類型，它們形成於富含碳但缺乏氧的原行星盤，根據行星科學，它們的發展將不同於地球、火星和金星等這些以矽 - 氧化合物為主要成分的行星。這個理論已有廣大的支持者，並由研究員 Jade Bond 建立合理的概念。具體來說，不同的系統會有不同的碳和氧的比率，而太陽系的類地行星是傾向於_氧行星_。



定義

這樣的一顆行星可能像類地行星一樣，有富含鐵或鋼的核心，周圍包覆著碳化矽和碳化鈦的地函。在上面，是一層石墨形式的碳，如果有足夠的壓力，下層也可能是數公里厚的鑽石。當火山爆發時，鑽石很可能從內部噴發至表面，形成鑽石和碳化矽混合的山。表面也可能有冰凍或液體的烴，像是焦油、甲烷和一氧化碳。BPM 37093、WASP-12b、PSR J1719-1438 b 及巨蟹座 55e 等可能是此一類型的星球。



特性

碳行星被預測其直徑和矽與水的行星相似，而且質量也相近，可能會使它們難以區分。也可能會出現與地球類似的地質特徵，但是距有不同的組成。例如，河流可能是油組成的。如果溫度夠低（低於 350K），氣體可以進行光化學合成長鏈碳氫化合物，並隨著雨水降落在表面。

NASA 曾推動搜尋包括這種行星在內的 TPF 任務，這是一個比哈伯太空望遠鏡更大的軌道天文台，但其後取消了這項計畫。碳行星的光譜缺乏水的譜線，但是會顯示有含碳的物質，例如一氧化碳的存在。



可能的行星

2005 年的情人節前夕，美國哈佛－史密森天體物理中心的麥特考夫、英國劍橋大學的蒙哥馬利、巴西聖卡塔琳娜聯邦大學的卡南宣布發現白矮星 BPM 37093。當時麥特考夫開玩笑說：「就算是比爾・蓋茲加上唐納德・川普的財力，也買不起。」十年來，天文學家一直認為白矮星隨著溫度降低，其核心會結晶化，但確實證據始終難以觀測。麥特考夫則是從 BPM 37093 脈動振盪著手，推算出它的核心確已結晶。

2010 年 5 月 20 日，哈伯太空望遠鏡注意到 WASP-12b 正在被母恆星 WASP-12 吞噬，儘管之前科學家已經意識到行星會被母恆星吞噬，但這是第一次如此清晰的發現這種事情。WASP-12 是一顆氣態巨行星。至於 WASP-12 b 在碳元素與氧元素的含量比例大於 1，這意味著該星球的固體內核很可能也富含碳元素，組成可能以石墨或鑽石為主，相對於地球的矽酸鹽成分。

2011 年 8 月，澳大利亞斯威本科技大學的 Matthew Bailes 和其團隊的專家報告，毫秒脈衝星 PSR J1719-1438 可能有一顆被擠壓得非常小的行星 PSR J1719-1438 b 做伴，並且很有可能是一顆固體的大鑽石，他們是依據重力牽引推導出這顆圍繞著脈衝星的小伴侶。進一步的研究顯示，雖然這顆行星很小（直徑 6 萬公里，或是地球的 5 倍），但它的質量比木星略大，行星的高密度提供給團隊的線索是碳和氧可能以元素的形態形成結晶。然而，理論上這顆行星應該是被蒸發掉外層的白矮星兼伴星，只留下了內部核心的殘骸，由此依據行星的定義，它並未完全符合條件，因為其應該是作為恆星而形成的。

2012 年 10 月，巨蟹座 55e 被宣告有著碳行星的證據。它的質量是地球的 8 倍，半徑是地球的 2 倍。耶魯大學的研究員 Nikku Madhusudan 發表在天體物理快訊上的結果報告說：行星的溫度是溫暖的 3,900F—— 表面覆蓋著石墨和鑽石，而不是水和花崗岩。它每 18 小時繞行巨蟹座 55 一次。

2013 年 1 月，脈衝星 PSR 1257+12 被認為可能是中斷在碳合成階段以致形成碳行星的恆星。碳行星也可能存在於銀河核心附近或繞行星系的球狀星團，這些地方的恆星含碳量都比太陽更多。當恆星老死時，它們會噴出大量的碳。隨著時間的流逝，更多恆星老死的世代交替，碳的濃度和碳行星的數量都會增加。



相關條目


* 系外行星

* 鐵行星

* 氦行星

* 海洋行星

* WASP-12b



在科幻


* Midnight (Doctor Who)



參考資料



外部連結


* arXiv:astro-ph/0504214 Marc J. Kuchner, _Extrasolar Carbon Planets_

* Than, Ker. Star's Planets Might Have Mountains of Diamonds. Space.com. 2006-06-07 [2012-10-12]. （原始內容存檔於 2010-11-23）.

* spaceplace.nasa.gov （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
碳角（英語：Carbon Point），是南極洲的海岬，位於南喬治亞群島，處於克拉普馬奇角西北面的坎德爾默斯島西南端附近，在 1953 年由阿根廷地圖命名，由英國海外領土管轄。



參考資料


* 本條目引用的公有領域材料來自美國地質調查局的文檔《碳角》 （資料來自地名信息系統）。
《碳變》（英語：_Altered Carbon_）是一本 2002 年賽博朋克小說，由英國作家理查・K・摩根所寫。故事設定在未來每個人都植入了「暫存器」，可以把心智數位化、下載人格備份、植入至新軀殼，講述前特使軍團的精兵武・科瓦奇變成私家偵探，去調查一名富豪之死。本書的續集是《Broken Angels》和《Woken Furies》。

本書在 2018 年被改編成 Netflix 電視劇，也名為《碳變》。Dynamite Comics 在 2019 年創作了圖像小說版。



反響

本書在 2003 年贏得菲利普・K・迪克紀念獎的最佳小說獎。



改編電視劇

2016 年宣布改編成電視劇。Netflix 已經訂了最初 10 集一季。第一季於 2018 年 2 月 2 日在 Netflix 上首播。