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翻开元素周期表，我们会看到硼元素处于“非驴非马”的位置上。在它左边，是金属铍。我们知道，在化学反应中，金属一般都会失去电子，形成离子型的化合物。而在它右边，是非金属碳和氮。这两种元素的原子最外层分别有4个和5个电子，在化学反应中，它们倾向于与“它人”共享电子，所谓的“与人方便，与己方便”，最后大家最外层电子数都达到8个的稳定结构。这种共享电子的方式，在化学上叫共价键。 形成共价键的方式一般是这样：你出一个电子，我出一个电子，这对电子就形成了一个共价键;接下去，要是最外层电子还有剩余，那么你再出一个，我也再出一个，形成第二个共价键……依次类推。既然碳和氮最外层电子数都超过3个，那可见它们是很容易形成三个共价键的。实际上，碳和氮的三价化合物的确有很多。 说到硼，那就是另一回事了。一个硼原子可以失去3个最外层电子，形成类似金属的离子型化合物，——这在现实中已经存在。照理论上说，它还可以与他人共享3个电子，形成拥有3个共价键的化合物，而这种稳定的化合物却很久以来一直没有找到。 2002年，我国复旦大学的科学家称，他们在实验室合成出了三价硼化合物，但这种化合物仅在8K的超低温下才稳定。直到时隔10年之后的今天，德国科学家才在实验室合成出了在室温下稳定的三价硼化合物。在这种化合物中，两个硼原子每个“捐出”和共享3个最外层电子，形成3个共价键。这样，每个硼原子相当于最外层拥有了6个电子。但最外层达到8个才稳定，怎么办呢?科学家让每个硼原子两边各与一个有机分子相连，这个有机分子有富余的2个电子，无条件地“捐出来”与硼原子共享，于是每个硼原子最外层都拥有了8个电子，从而达到了稳定的结构。 我们知道，碳是元素周期表中的超级“天王”，它所形成的有机物种类比所有元素形成的无机物种类还多。它之所以能一枝独秀，跟碳原子之间很容易形成共价键的链是分不开的。既然硼是碳的邻居，两者有很多相似之处，那为何不让硼也学一学碳，形成共价键的链呢?人们早些时候做过很多尝试，但都失败了。 但近年来，这方面也取得了进展。要想让硼原子成链，关键在于选择催化剂。催化剂的作用相当于一个“脚手架”，把两种本来不会发生反应的化学物质连接起来，待到形成稳定的结构之后，悄悄撤去。科学家发现，铁对于硼是一个很好的催化剂。通过铁，硼可以形成短链的分子。未来，化学家的一项重要任务是如何把短链逐步增长，以至于形成硼的“有机”高分子。 这些硼的“有机”高分子实际上是碳有机高分子的等价物，从分子结构来说，唯一的区别是碳原子用硼原子取代。但经这一取代，化学和物理性质会很不相同，所以用途将非常广阔。 我们知道，在地球上所有生命的躯体都是在碳元素基础上搭建起来的，蛋白质、核酸等与生命活动有关的最重要的有机大分子都离不开碳，所以地球生命属于“碳基生命”。但假如硼取代碳也能形成蛋白质、核酸等大分子，那么就多了一种生命形式——“硼基生命”。然后我们还可以指望在某些含硼元素丰富的外星上，找到这种生命。 总而言之，化学的一个新天地——硼“有机”化学正在悄悄兴起，说不定还能制造出另类生命哩。 |
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