视觉之旅:神奇的化学元素(彩色典藏版)
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6 碳 C

C60 “巴基球”的计算机模型。

碳是生命的最重要的元素。当然,还有许多其他元素,如果缺了它们,生命也无法存在。但从DNA的螺旋骨架到甾体的复杂缠结的环以及蛋白质的飘带状结构,碳就是这样一个具有能将这一切都连接在一起的独一无二特性的元素。术语“有机化合物”专指含有碳的化合物。

碳并不满足于成为地球上一切生命的基础,它还形成了金刚石这一最坚硬的已知物质(至少到目前为止是这样,而挑战已在第5号元素硼那一部分加以讨论)。但与公众的信念相反,金刚石并非特别稀有,也非出奇美丽,更不是永恒久远,以上三者都是DeBeers钻石公司虚构的神话。如果不是DeBeers公司的垄断控制,金刚石的价格将只是现行价格的1/10。立方型的氧化锆或结晶的碳化硅(俗名金刚砂)和金刚石一样美丽。而在足够高的温度下,金刚石会被燃烧殆尽,除了二氧化碳以外什么也不会剩下。

如果是在25年前书写这些文字,我很可能就是在用碳来书写了。铅笔里的“铅”实际上是石墨——碳的另一种形态,并且自16世纪在英国大湖区的博罗代尔大矿区中发现了第一个纯石墨矿后就一直如此。

碳原子喜欢形成片状的形态,就像一个每一个角都被一个碳原子占据的蜂巢;将这些平面堆叠起来就得到了石墨。而将这些平面拼拢成一个球,你就得到了一个“巴基球”,这是用发明网格状球顶的巴克明斯特·富勒BuckminsterFuller(1895—1983),美国工程师、建筑师、设计师和发明家。的名字命名的。将这些平面卷成管状,就有了科学所知的最坚硬的材料——碳纳米管。

现在碳成了政治论战的焦点,集中在如下事实:我们的文明向大气中排放二氧化碳的速度是恐龙以及它们的沼泽的10万倍。有趣的是,氮的情况则刚好相反。

包埋在这个钢制圆盘中的微小的工业用金刚石使它成为一个强有力的碾磨轮。

“刚果方块”,一种天然的廉价多晶型金刚石晶簇。

煤炭(粗略地说是CnH2n)雕刻在每一个有煤炭的地方都能找到。

在第100号元素镄那一部分中描述的来自第一个原子反应堆的一块石墨(纯碳)。

包铜的石墨焊接电极在任何焊接商店都能买到。

煤炭可用于取暖和锻造。