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碳的原子結(jié)構(gòu)可形成比其他元素更多的不同化合物
活體生物中的主要元素為碳、氫、氧和氮。除氧之外,這些元
素在地殼中的含量與硅和輕金屬元素相比均相對(duì)稀少。碳的幾個(gè)異
常特質(zhì)使其成為生命的化學(xué),即有機(jī)化學(xué),得以演化發(fā)展的關(guān)鍵元
素。
碳的原子結(jié)構(gòu)使它可以形成比其他元素更多的不同化合物,原
子軌道理論描述了未結(jié)合狀態(tài)的單個(gè)碳原子周圍電子云的近似方向
。碳原子的外電子殼層由四個(gè)電子組成(即碳表現(xiàn)為四價(jià))。兩個(gè)電
子占據(jù)球形的2s軌道,另外兩個(gè)電子各占一個(gè)不同的啞鈴形的2p軌
道,它的軸面與另一2p軌道的軸面呈正交。碳原子中其中的一個(gè)2p
軌道不含電子。.四個(gè)電子中的每個(gè)電子都可與其他元素共享,這
些元素可通過(guò)共用電子形成共價(jià)鍵,以保持電子殼層的完整。
碳的一個(gè)獨(dú)特之處在于它可以與其他碳原子共用電子,形成以C
—c鍵為主的大分子?
少數(shù)幾個(gè)其他的元素雖然其外殼層也含有四個(gè)電子,可以與同一
元素的原子形成多個(gè)共價(jià)鍵,但它們?cè)诘刭|(zhì)條件下均不穩(wěn)定。因此
,盡管碳可以與其他的硅原子以共價(jià)鍵相連,但硅一硅化合物在地
球大氣圈中不穩(wěn)定,易氧化形成二氧化硅。
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