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第7章 “碳”值何价

你认为“碳”的价值有多高

正所谓:“物以稀为贵”。大家都知道,物件的价值,很多时候都会应本身的产量而厘定。碳(carbon)是一种很常见的元素,二氧化碳(carbon dioxide)和碳水化合物(carbohydrate)等化合物(compound),也含有碳的成分。然而,单以碳的原子(atom),便可以组合成不同结构、不同特性的物质——如钻石(diamond)和石墨(graphite),而它们的价值也相差很远。我们可以称钻石和石墨为同素异形体(allotrope)。

虽然两种不同的结构都是巨型共价结构(giant covalent tructure),可是结构上的差异,却使它们有着不同的物理性质(physical property)。

表A8.1钻石和石墨的物理性质

物理性质外石石墨

电导率(conductivity)不导电导电坚硬度(hardness)坚硬脆

石墨所以能够导电,是因为它的结构内含有自由电子(free electron)。石墨较脆,则是因为每层石墨间的范德华力(Van der Waals forces)很脆;而钻石内的碳是以很强的共价键(covalent bond)连接起来的,所以很坚硬。

近年科学家发现碳还有一种由60个碳原子组成的同素异形体—富勒烯(fullerene),外形有如足球一般,但它的导电能力超乎想象,并可作为超导体。