时间:2025-04-27 13:49:17作者:kaifamei阅读:次
有机物定义来源于可以组成生命基础的物质。那么,能成为有机物材料的主要骨架或者元素,必须满足3点要求:1.化合价适中,至少可以形成3个以上共价键。2.活泼性适中,不能太惰性、也不能太活泼。3.此元素相互之间可以形成共价键。明确了这些要点,我们我们先看看元素周期表:
显然,第一排的H(氢)不适合,外层只有一个电子,只能形成一个共价键,不能以它为化合物桥梁。He(氦)也不行,虽然外层有两个电子,但是惰性太强,几乎不能进行化学反应,除去。
第二排的Li(锂),Be(铍),B(硼)也不行,化合价太少,且比较活泼,不合适作为骨架。C(碳)后面的N(氮)倒是有作为生命骨架的资格,可以作为候选者。O(氧),F(氟)电负性一个比一个大,且化合价只能是少于3,剔除。
第三排以及以下的左侧两个元素,随着原子序数曾大,还原性越来越强,金属属性越来越明显,价态也不合适,都剔除。过渡金属也不用说了,剔除。Si(硅)、P(磷)可以留下。S(硫)虽然价态什么比较合适,但是还原性少强、剔除。氯更不用说了,价态太少,氧负性太大。
第四排以及以下,元素金属属性越来越明星,原子越来越大、外层电子太多,太活泼,不适合、全部提出。
经过筛选,就剩下碳、氮、磷、硅了,相比于碳,氮自身和自身难以形成长链化合物,还原性还是比碳少强。磷形成的氧化物太酸,显然不适合地球生命,但是其它星球可能适合,我们不得而知。硅也有作为有机物骨架的潜力,但是硅和氧形成的化合物二氧化硅是固体,不适合生命。
所以,最终碳元素胜出,其自身化学活性适中,价态刚刚好,自身可以和自身结合形成长链。剩下的后选择氮和磷,虽然不能作为骨架结构,但是却和碳一起构成生命物质的主要元素。例如生命最基本氨基酸、核酸。而硅则统治了半导体世界。
问题提出的角度是有目的吗?从原子最外电子数量上看,类似碳的还有别种比如硅,但是……您这个问题让我想到是否外星生物也是碳基体?让我想到,也许从量子场到星系场如此之众多层空间,只有我们这个空间才能孕育生命?
谢邀。不在专业,随便说说,全信不中。
有机物构成生命体,得是又能活动的立体,又得是相对稳定的,不会轻易散架的。
元素有个性质,外围电子最多只有八个,少于八个相对不稳定,少了得想办法补上,多了会想办法舍去,而中间派两头讨好,抢不过即可舍去,抢得过二话不说抢补进来。元素外围四个电子,刚刚好,它长了四只手,其他的可以看作少于四只的,电子四只手可以在四个不同方向手拉手,上下左右前后四面八方,还多了选择方向,相对自由,构成的立体可充分活动,而且相对稳定。
碳元素外围正好四个电子,外围四个电子的碳原子个头最小,手可以长得短些,短小精悍,力量大。而硅及以下个头太大,手得伸出去老长,力量少了,不如碳稳定。
因此,大自然选择了碳元素作为有机体基础,即灵活又稳定,大自然的选择,总是恰到好处的。
因为碳是6号元素,其外层电子排列是1S2,2S2,2P2。成键时一个2S层电子跃迁到2P,然后方便的进行SP1、SP2、SP3多种方式杂化,就可以很方便的和其他碳原子还有氢、氧、氮原子等成键形成长链,构成蛋白质、核酸等生物大分子,再折叠聚合形成功能基团,才有可能完成生命活动
谢邀!这问题如果不讲SP杂化,很难说清,读者甚至都不知定域非定域电子,不知当且仅当一对自旋相反的电子,占据一个能级里的一个轨道(某相对固定区域)才能稳定。好吧,先说有机,就是有生命,有生命就是能自我复制,化工合成的高聚物同玻璃结构有些相似,都是链状或网状结构,严格来说当不得有机之名。宏观上我们大量复制都采用模范,用模型制出范(型腔),再用范制出工件,微观上,粗略的类比,DNA就相当于模,RNA就相当于范。生命采用结绳记事的方法,记录复杂的事,这个绳就是碳链(占用两个键),这个节结用不同的氨基酸代替(又占用一个键),还有一个键一般挂着一个氢,有一定的弹性,不至于形成空间上的刚性,打不了弯。而能满足这个要求的也只有碳。放大规模,将来有可能实现自我复制的,还有基于人工智能发展起来的非人智慧,而且还有自我迭代进化能力,是否算有机物,大家自行定义,算的话,那就超出碳的限制了。
1 量子链是中国的。
2 量子链是中国的一家区块链技术公司,成立于2017年,致力于推动区块链技术的发展和应用。
3 中国在区块链领域取得了重要的突破和成就,量子链作为中国的一家领先企业,代表了中国在区块链技术方面的实力和创新能力。