百科 | 碳元素：大天然的“修建师”

“大天然是由碳建起来的？”

“哄骗的吧，除了煤炭等少数物质以外，何处可以看取得碳的影子呀？”

“真的没骗你，大天然的修建师，就是碳！”让我们一同从化学的角度来熟悉碳元素吧。

起首，你晓得这个天下上构成物质品种最多的元素是哪种，氧？硅？都不是，地壳中含量排名最靠前的五种元素——氧、硅、铝、铁、钙，固然含量很多，但它们构成的物质品种并不多，大大多以无机化合物情势存在。

据统计，天下上的无机物约莫有10多万种。与无机物比拟，天然物的品种就多了，约莫有3000万种。大天然中的种种动植物、微生物、石油、天然气就是由天然物构成的；我们肢体的各个器官、天天所需的三大类养分物质、克服疾病的大大多药物都是天然物；我们身边的一些质料，如种种塑料、涂料、天然玻璃也是天然物。

可想而知，天然物家属该有何等巨大，不管哪种天然物的骨架都离不开一种元素——碳。以是，天下上构成物质品种最多的元素，固然就非碳元素莫属了，进而说大天然是由碳元素构成的，也就一点儿都不为过了。

其次，碳原子互相间的链接办法也是最丰厚多彩的。假如仅从单个碳原子来看，并没有什么特别之处，乃至都算不上精良，既不特别生动（容易产生反响），也不特别懒散（完全不反响），在浩繁的化学元素中，它是一个既忧伤电子也是难失电子的元素。但偏偏就是如此的原子布局和得失电子特性，使碳原子具有了别的元素无法比力的链接办法——共用电子对。

什么是共用电子对，具体而言，就是你拿一个电子，我拿一个电子，我们一同共用这两个（一对）电子，于是基于互相的必要而构成了牢不成破的毗连情势。打个比如，就是两个互助伙伴儿，互相恳切相待，朴拙地提供本人的一切，互惠共赢，各取所需，于是创建起牢不成破的交情链接。可见，碳元素身上不容易割舍的精良品格，是能成为互助伙伴的不二选择。

你约莫会说，其他元素也能构成共用电子对。但是仅有碳元素的共用电子对，最为奇异，情势也最为多样。其他元素约莫只能与跟它们投缘的元素构成简便的新物质，而碳元素却不仅可以与其他元素团结，还能富裕接纳本人，与本人变着把戏举行毗连并复制粘贴无穷延伸：它们可以一只手拉一只手构成碳碳单键，也可以在单键的碳链中显现一两个同时拉起两只手的碳碳双键，或着同时拉起三只手的碳碳三键，还可以围成圈构成轻重不一的碳环，大概抱成团构成不同的苯环，然后互相交织堆叠螺旋缠绕，翻出种种不可思议的把戏。可以说，经过碳链的不同组合，搭建起天然物这个巨大又丰厚多彩的家属。

人们经过对天然物这个各位族的熟悉，渐渐了解了它们的特性，如今以前可以研制出种种天然药物、创造出种种新型质料了，将来天然物家属的成员还在不休强壮，这些都要归功于坚忍的碳元素。

作者系武汉市第二十中学化学教员、武汉市封建家科普团成员

泉源：科普时报

作者：宋丹

编纂：吴桐

终审：尹宏群

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