神奇的碳原子碳基生命
你知道为什么地球上所有的生物都叫碳基生物吗?因为碳原子是所有原子中最神奇的一个。
先看看碳原子的原子结构如何与众不同。对原子来说,最外层电子数小于4的,容易失去电子,最外层电子数大于4的,容易得到电子。而碳原子只有两层,最外层电子不多不少恰好4个,与其他元素结合时可以形成4个化学共价键,比其他族元素都多。它可以与一个、两个、三个、四个原子结合,组成上千万种化合物,结构十分的稳定。碳是自然界已知化合物最多的元素。你可能会问,"硅"最外层不也是四个吗?是的。但是"硅"有三层核外电子,核对最外层电子的束缚要弱多了,能组成的化合物也要少得多,稳定性也要差得多。
在自然界中,碳元素能形成多种单质和千万种化合物。先说说碳单质,常见的碳单质有多种,比如,金刚石、石墨、C60、碳纳米管等。它们都是碳,但是结构不同,物理性质也是大相径庭,叫做同素异性体。石墨就非常的软,但金刚石却是自然界中最坚硬矿物质,更不用说堪称世界上最强的材料石墨烯了。
再聊聊碳的化合物,因为碳神奇的结构它可以与多种元素结合为化合物,并通过链接的形式构成多种结构。
有机物是生命产生的物质基础,有机物都是以碳为骨架构成。所有的生命体都含有机化合物,如氨基酸、脂肪、蛋白质、糖、血红素等等。大多数有机化合物中,碳原子以单键或双键或叁键彼此连接形成长链,每个单体都以若干个相连的碳原子构成基本骨架,多个单体连接成多聚体,形成各种生物大分子。比如氨基酸就是以碳元素为基础的碳链,DNA的组成单位脱氧核苷酸,也是长长的碳链,因此,我们地球生物也称为碳基生物,我们都是碳基生命。
碳,是不是很神奇?碳元素拥有"七十二变"的本领,是生命的基础元素。随着科学的飞速发展,许多人造新型碳质材料问世,在不断刷新着我们的认知。
新型碳材料的太空电梯设想
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