第5章 走向银河(上)(17/19)
种有机分子,有机分子即碳基分子,因其以碳元素为骨架,可将碳元素想象成树干,氢、氧、氮等元素如同树叶依附其上,二者构成有机分子。
碳元素在人体中至关重要,能组合各元素形成有机分子,缺了它就没碳链骨架,人体也就不存在了,所以以碳为分子骨架的生命体就是碳基生命。地球上已发现的生命形式都是碳基生命,无论植物、动物还是微生物,都选碳作生命基础元素。
那地球生命为何独爱碳元素呢?从物理层面分析,碳原子最外层有四个电子,可与其他原子形成4个共价键,共价键越多,捕获元素越多,分子结构越复杂。碳元素共价键最多,而氢只能形成1个共价键,氧只能形成2个,以氢或氧打造生命,化合物种类单一,就像搭积木,插槽少结构就简单,碳元素像四面有插槽的积木,能搭出复杂结构。人体含数百万种有机分子,只有碳基分子能满足要求,氢、氧做不到。
再看硼元素,其最外层有3个电子,能形成3个共价键,虽理论上能形成复杂结构,但它在地壳中含量极少,仅0001,且不易自身结合形成硼链骨架,没骨架就没复杂分子结构,所以也被排除在外。
硅元素与地球碳基生命主导原因
科学家注意到硅元素,它和碳同属元素周期表一列,最外层电子数都是四个,能形成四个共价键,还可自身结合形成硅链骨架结构,这让部分科学家觉得宇宙中可能存在硅基生命。
地球硅含量达28,比碳丰富,石头、沙子都含硅,按说地球更易诞生硅基生命,可现实是碳基生命主导地球。
这是因为硅原子核外有三层电子,比碳多一层,其外层电子离核远,受束缚力弱,两个硅原子结合形成的硅链不如碳链稳定,有机分子多样性受影响,硅基分子无法与庞大的碳基分子相比,所以地球生命选了碳元素,因其打造生命优势明显。
硅基生命可能诞生的星球环境及特点(基于液体假说)
宇宙浩瀚,行星众多,环境各异,有些恶劣环境可能更适合硅基生命。若存在这样的星球,环境会怎样,硅基生命又有何特点呢?
先看地球生命诞生假说,有一种较可靠的说法是生命诞生依赖介质,水是理想介质,空气流动快,有机物难聚合反应
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