Юный техник 1979-11, страница 37

же образует четыре ковалентные связи с другими атомами.

Так почему не кремний?

Мимо этого вопроса не прошли и писатели-фантасты. Лет пятнадцать назад в одной книжке мне довелось прочесть про удивительную цивилизацию «огневиков» — существ, организмы которых были построены йэ кремниевых структур и выбравших себе местом жизни огнедышащие вулканы. Автор, очевидно, полагал, что тугоплавкость двуокиси кремния, известного как кварц, и других соединений кремния — силикатов, очень подходящее для жизни качество.

Нет, вряд ли суждено было кремнию стать основой жизни. Но почему? Ответ на этот вопрос смогла дать совсем недавно квантовая биохимия — молодая наука, исследующая роль законов квантовой механики в жизненных процессах.

Атомы кремния могут, подобно углероду, вступать в связи друг с другом. Но при этом сила, с которой два атома кремния «держатся» друг за дружку, в два раза слабее той, что связывает два атома углерода. Здесь-то и сказывается явное преимущество углерода. Сравнительно большие атомы кремния не могут подойти друг к другу ближе, чем на 2,34 ангстрема. А более компактные атомы углерода сближаются на 1,54 ангстрема, оттого и связь получается прочнее. И это свойство очень важно при построении «живых конструкций», когда требуется, чтобы цепи атомов — тот самый «скелет» органических соединений — были прочными и устойчивыми.

Особенную неустойчивость цепи кремния обнаруживают в присутствии воды, аммиака и кислорода — именно тех компонентов, с которых началась жизнь и без которых она просто немыслима. Межатомное расстояние в цепях кремния позволяет сравнительно малым молекулам «протискивать-

Заметки на полях

Непохожие друг на друга черный рыхлый графит и прозрачный, как слеза, абсолютный рекордсмен твердости алмаз — два разных лика одного и того же элемента — углерода.

Секрет этой непохожести в кристаллической структуре.

Кристаллическая решетка алмаза — тетраэдр, где каждый атом углерода соединен с четырьмя другими. Прочно связанные между собой, атомы образуют одну гигантскую молекулу, своего рода пространственный полимер. В графите же атомы углерода группируются в параллельные шестиугольные ячейки наподобие пчелиных сотов. Расстояние между плоскостями ячеек намного больше, чем длина межатомных связей, в этом-то и кроется слабость графита. Он полимер слоистый.

Считалось, что только эти две формы чистого углерода могут существовать в природе. Но недавно химики синтезировали цепочечный полимер углерода. Карбин — так назвали ученые эту третью форму — представляет собой длинную линейную молекулу, в которой каждый атом углерода связан двойной связью только с двумя соседними.

Карбин подтвердил славу углерода. Он обладает столь же необычными свойствами, как и его собратья. Например, его химические связи обладают необычайной крепостью. В течение пятнадцати часов его кристаллическая решетка выдерживала температуру 1500° С и давление б тыс. атм, а это как раз те условия, при которых графит всего за полчаса превращается в алмаз.

3*

35