碳為什么能“七十二變”？

2017年11月23日，我科學家預言的T-碳問世。說到碳，你可知道，碳為什么能夠七十二變呢?

碳原子具有很強的“化學牽手”鍵合能力，可以通過三種化學鍵，即單鍵、雙鍵和三鍵，形成許許多多不同的結構。僅僅由碳原子就可以組成結構和性質完全不同的金剛石、石墨、石墨烯、碳60、碳納米管等碳單質。這種由相同元素組成的不同形態的單質又叫同素異形體。

在金剛石的晶體里，每個碳原子都被相鄰的四個碳原子包圍，以共價鍵同這四個碳原子結合成為正四面體結構。而石墨的晶體是層狀結構，在每一層內，每一個碳原子都以共價鍵與其他三個碳原子結合，排列成平面的六角形的層狀結構。石墨烯就是單層的石墨，現在已可人工制得，具有極其廣泛的用途。

任何一種單質碳都可以在人們創造的條件下，如同孫悟空的“七十二變”那樣變來變去。通過加熱、高溫再結晶等方法可以將木炭轉化為石墨;石墨在高溫高壓下又可以轉化為金剛石;在電弧放電作用下，石墨可以形成單個或眾多的碳原子，如果讓它們重新生長，在不同的條件下可以形成石墨烯、碳60、碳納米管等碳的同素異形體。

碳60是由60個碳原子形成的封閉籠狀分子，就像一個足球一樣。科學家還發現了許多由碳元素組成的單質物質，以球狀、橢圓狀或管狀結構存在。這些物質結構奇異，好像一些設計精巧的建筑物，因此被以建筑大師富勒的名字命名，稱為富勒烯。其中柱狀或管狀的分子又叫作碳納米管或巴基管。