三种同素异形体一金刚石、石墨、C60。金刚石和石墨早已被人们所知,拉瓦锡做了燃烧金刚石和石墨的实验后,确定这两种物质燃烧都产生了CO2,因而得出结论,即金刚石和石墨中含有相同的"基础",称为碳。C60是1985年由美国休斯敦赖斯大学的化学家哈里可劳特等人发现的,它是由60个碳原子组成的一种球状的稳定的碳分子,是金刚石和石墨之后的碳的第三种同素异形体。化学反应中它既不容易失去电子,也不容易得到电子,、难以形成离子键,而是形成特有的共价键。碳元素是煤、石油、沥青、石灰石和其他碳酸盐以及一切有机化合物的更主要的成分,在地壳中的含量约为0.027%。大气中的碳元素还以二氧化碳的形式循环于大气层与平流层。地球上的生命,普遍含有蛋白质(多肽),核酸,糖类,脂质等物质,这些物质都是以碳链为基础的,因此科学家又把地球上硅酸钙板的生命形态称作碳基生物。碳元素是构成生命体不可或缺的一种元素。目前还没有发现不含碳元素的生命形态。生命要维持生存,就必须从外界环境中吸收、储存和利用能量。在碳基生物里,储存能量的更基本的化合物是有机化合物,其中主要是糖类和脂肪,由此可见,生命的存在和维持都离不开碳元素的参与。生态系统的物质能量基础来肖于植物的光合作用产物,植物的光合作用将太阳能固定在二氧化碳和水合成的有机物中,以供生命轻钢龙骨活动使用。生命要维持下去,就需要能量,其需要的能量是通过呼吸作用分解有机物释放的,而能够为生命体提供能量的物质,不管是糖类,脂质还是蛋白质都属于含碳有机物。同时,呼吸作用的产物中包含二氧化碳气体,二氧化碳气体作为呼吸过程的代谢产物是很容易从生物体中移除的废弃物质,这也是生命起源阶段选择碳作为能量载体的一个重要原因。由此可见,碳的一系列化合物一有机化合物,是生命的根本。有机化合物在生活中也扮演着极其重要的角色。从吃的肉、蛋、奶,到日常使用的塑料、石油、煤、液化气等,都是有机物中的一员。每个人的日常生活,衣食住行用,哪一样也离不开碳,地球上的其他生物也是如此。
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