炭素だ！！！！炭素炭素炭素！！！！
私が（大学時代）一番お世話になった元素！（redは一応大学時代は有機化学をやってました）

名前の由来はラテン語の木炭carboに由来します。
そういえば昨日希ガスの名前の由来の由来みたいに、単語の語源を探り、そこからの派生語をしらべるみたいな作業をしてたんですけど、
めちゃくちゃ面白かった。
アルゴンは否定＋働くで怠け者って名づけなんですけど、働くって意味のギリシャ語の由来を調べると、エネルギー、アレルギーなんかの名前の由来にもなってるとかなんとか。
そういうのを片っ端から調べてみるの、めっちゃ楽しい気がします。

Cは宇宙においてはH,Heに次いで多い元素です。成人の体には有機物として約1.2kgのCがいます。
やはり有機化合物。有機化合物は強い。

Cといえばよく言うのは同素体でしょうか？
ダイヤモンドとグラファイトが有名ですが、＋でフラーレンやカーボンナノチューブなどがありますね。
フラーレンと聞くとその中に何か入りそうと思うし
カーボンナノチューブと聞いてもその中に何か入りそうと思うのであった……
実際、カーボンナノチューブは電気的磁気的に特異な性質を持ってて、管の中にいろいろな物質を取り込むのだそう。

これ関係あるかわかんないんですけど、化学の分野（有機化学）の中でも
有機化学（基本的に比較的低分子量の分子を扱う）と、
高分子化学（ポリマー……構造に繰り返しが何回も出てきてでっかい分子量の分子。わかりやすく言えばプラスチックを研究する）と、
超分子化学（二つ以上の分子が共有結合以外の水素結合などで組み合わさって機能している分子を扱う）があります。
もしかしたら知らないだけで他にもあるかも。

私一応全部軽く触ったことはあります。
元々有機化学がやりたくて研究室入ったら高分子やることになって、大学院で超分子にも手を出すことになったので。

高分子も面白いよ。
やっぱり分子量が格段に大きいだけあって、得意な性質を示すの大好き。
私がよく調べてたのは導電性高分子と言って、
基本皆さんイメージするのは電気が流れない（絶縁体の）プラスチックだと思うんですけど、
実は電気が流れるものがあります。
これで日本人が昔ノーベル賞を取った程度にはすごい研究です。
そこから派生した一端を一時期かじってました。

電気が流れるってどうやって？と思う方もいると思いますが、炭素の結合のうち二重結合と単結合が並んでいる状態がいくつか繰り返されると、そこを共役していると呼びます。
この共役しているって状態、二重結合と単結合が明確に分かれて存在しているわけではなく、その中間の構造をずーっと取ってます。
すると、電子がその上を流れることができるようになります。
二重結合のπ軌道がその電子を流す役割をしてる……だったかな？
ちょっと古い知識で申し訳ないです。

ちなみに、この共役という現象、物質の色にもかかわってきます。
共役すると同じエネルギー準位の軌道が生まれるので、そこで縮重が起こって軌道がバンド状になり、
バンドギャップ……まあ、結合性軌道と反結合性軌道の間の差ですね、が小さくなってきます。
そのバンドギャップのエネルギー差が可視光領域の光のエネルギーになってくると、色が着色する……という仕組みだったはず。
やっぱりこれも知識が古い！ちょっとよく覚えてない。

ちなみに、この共役の長さを反応で変えることにより、色を変化させるという研究もおこなわれています。総称して「クロミズム」と呼びます。
何で反応させるかによって、「○○クロミズム」と呼ばれます。
例えば温度で変化するサーモクロミズムや、光で変化するフォトクロミズムなど。
これは、温度や光によって分子構造が変わり共役の長さが変わって色が変わるというものですね。
この間科博行ってきたときに展示があってニコニコになった。

共役といえば、多分一番イメージしやすいのはベンゼン環かな？
あれ平面状分子かつ二重結合単結合が繰り返されてて、全部の結合の長さがその中間くらいの長さになっているというのは皆さんご存じの通りだと思いますが……
化学と言えば六角形をイメージするのもベンゼン環のイメージが割と強いのありそうです。

ちなみにですが、有機化合物を描くときに便利なノートの中にはマス目が六角形になっているノートも市販されてるそうですよ？

このまま有機化学の話を続けるんですけど、
やっぱり炭素は自身同士でもたくさん違う結合を作る上に、ほかの元素ともいろんな結合形式をとるので、化合物の数が尋常じゃないです。
有機化学だけで分厚い本が何カ所から分冊とかで出るくらいだもんね……仕方ないね……

よく出る考え方として、混成軌道という考え方があります。
炭素は最外殻のs軌道に2個、p軌道に2個の電子を持ってますがこの二つの軌道を混ぜるというと語弊があるけど、
sp3とかsp2とか……s軌道1個とp軌道3つを混ぜ合わせて等価なsp3軌道を作るみたいな考え方が割とよく出てきます。
そうなると、メタンのように、正四面体型で全部の結合の長さが同じになるみたいなことが起きるんですね。
これが分子の形や性質に大きくかかわってきます。
二重結合が出てくると（sp2混成軌道）、混成されなかったp軌道がπ結合を行い、そこの反応性がいいとかなんとか。

なんかエネルギー的に安定不安定みたいな話は見た気がしますがちょっと覚えてないです。

この辺の元素に限らず、元素たちは希ガスの電子配置になりたがってる者が多いです。
いわゆるオクテット則というやつ。
特に炭素の周期の元素は、だいたいはHeになりたがるかNeになりたがるか（電子配置が）のどっちかです。
やっぱ希ガスの電子配置って安定なんですよ。
sとpが満たされてるというか。
sの2個とpの6個をあわせて8個満たされてる（＝オクテット。タコなんかは足が8本あるからオクトパスって言いますよね）のを安定とします。
なので、炭素も4つ電子を貰ってオクテットを満たそうとします。
よく炭素の手は4本って言われるのはこれが由来ですね。

ちなみにオクテット則、この周期の元素にしか（実は）当てはまらなかったりします。
硫黄なんかは、硫酸の構造を見ると結合の手がいっぱいあってｳﾜｱｱｱってなりますよ。
多分d軌道のせい？

……

有機化学についてならいくらでも語れてしまうので今日はこの辺で！
本当有機化学楽しいんですけど最近勉強全然できてない……
希ガスについて調べてる時間が多いためですね……

そんなわけで、今日はこの辺で。
来年はもっと情報を持って現れたいです。

明日はN、窒素です。

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