【元素家族——連載14】碳的大家庭(一)「上得了權杖、下得了櫥房」

且不說那幾乎無窮多種線性、交聯、接枝等結構有機物,也不說它幾乎可以和其他所有元素組成無窮多種化合物,就說碳單質本身,也足夠稱得上是一個大家庭!

一、無定形碳

碳可以算是人類最早接觸並開始使用的元素了:「賣炭翁,伐薪燒炭南山中」,在不完全燃燒的情況下,樹木殘留下來的木炭,成為人類寶貴的暖源,「雪中送炭」乃是美德;動物燒死之後,留下了骨炭,是為「生靈塗炭」;中國歷史上,書法是文人的風骨,留下了書聖「洗筆成墨池」的美談。

【除了享譽環球的中國書法,中國的水墨畫更加有特色,僅用炭黑一種顏色便能塗抹出大千世界,或錦繡河山,或天馬行空,或小橋流水,或蝌蚪找媽,雖不符合西洋畫派的透視原理,但卻是一種神韻。】

以上這些,其實都是無定形碳,在我們現在的生活中也隨處可見。

【活性炭由於其超大的表面積,不要看它黑乎乎似乎很臟,卻可以在家裝後幫助我們吸附有害氣體,還可以幫助我們凈水。】

【城市裡空氣質量不斷下降,很多居民家裡購置了空氣凈化器,其中大多數都有活性炭。但不要指望活性炭能吸附PM2.5。】

【輪胎中加入炭黑可以增加它的強度、耐磨和使用壽命,我們身邊的橡膠製品比如鞋底也是這個道理。】

【炭黑在塗料油墨中就是最常用的一種色素,黑的漂亮!】

二、石墨

碳可以是很軟的,在眾多礦物中,石墨是最軟的之一。

【你以為鉛筆真的是鉛做的嗎?那你就2B了,其實是石墨在幫助我們書寫。石墨的英語名稱來源於希臘文:graphein,意思就是「用來寫」。】

【石墨可以導電,所以被用來做電極。最早的電極是銅,石墨比銅輕便,便宜,加工起來也方便,進入21世紀之後,基本全面取代了銅。】

【碳纖維,如日中天的複合材料!由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得。汽車、風電、高鐵、運動器材,筆記本電腦,哪裡高增長,哪裡就離不開它。】

三、鑽石

終於要請出碳家族的大明星了:鑽石,號稱寶石之王!

【電影《泰坦尼克》中的「海洋之心」,大家不要被它的顏色所迷惑,其實它不是藍寶石,而是一顆鑽石,藍色來自其中混雜的一些硼元素。】

其實「海洋之心」在歷史上確有其物,法國探險家維米爾在印度發現了這顆鑽石並上交給了當時的法王路易十四,結果成為一顆災星,路易十四戴了一次就死去,他的兒子和孫子不敢帶,只敢給自己的女人帶,結果這些女人都上了斷頭台。現在你知道泰坦尼克為什麼沉沒了吧?現在這顆「海洋之心」已經躺在了美國華盛頓的史密森研究所,不會再出來禍害人了。

「海洋之心」因為一部電影而成名,但其實,鑽石的世界裡比它更有名的多得是,讓我們看看最有名的幾顆吧。

【路易十五的王冠,目前陳列於凡爾賽宮,上面鑲嵌著幾百顆寶石,最大的一顆就是正對著我們的「攝政王」,重140.5克拉,它因其罕見的純凈和完美的切割被稱為「最美的鑽石」。這種炫富並沒有給路易家族帶來好運,路易十五被稱為法國史上最差評的國王,他的名言:「我死後,哪管洪水滔天!」他鐘愛的情人杜芭莉夫人死於斷頭台,他的孫子路易十六夫婦也死於斷頭台。】

「庫里南鑽石」。1905年,在南非被發現,足足有白種男人的拳頭那麼大,後來被英國王室收購,切割成九顆大鑽石和96顆小鑽石。最大的一顆號稱「非洲之星」,足足有530克拉,就是圖片上的那枚,被鑲嵌在英國女王的權杖上,目前珍藏在白金漢宮。第二大的也有370克拉,被鑲嵌在英國王冠上。】

「光之山」,來自於印度,引發了無數的戰爭。十八世紀波斯皇帝因為鍾愛這顆鑽石侵略印度的莫卧兒帝國並活捉了莫卧兒蘇丹,在蘇丹的頭巾里發現了這顆鑽石。波斯皇帝被它的大小和光澤嚇呆了,不禁大叫一聲:「光之山!」這顆鑽石因而得名。1895年「歐洲祖母」英國維多利亞女王得到了它,將它鑲嵌在她的王冠上(圖中)。後來印度聖雄甘地領導的運動中曾經要求英國歸還這顆鑽石,以抵消英國在殖民時期的罪行,但是,和圓明園中的寶物一樣,就沒有然後了。】

小測試:

1,「海洋之心」是:

A) 藍寶石

B) 綠寶石

C) 鑽石

D) 施華洛世奇

2,目前存於世上,切割加工後,有530克拉重,號稱世界上最大的鑽石是:

A) 攝政王

B) 庫里南鑽石

C) 非洲之星

D) 光之山

3,2B鉛筆中的2B指的是:

A) 無厘頭

B) 鉛筆的軟度

C) 213型號

D) 腦殘

4,無定形碳可以用來做:(多選)

A) 墨汁

B) 色素

C) 輪胎增強

D) 吸附有害氣體


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