主题：一奶同胞，和而不同——同素异形体
作者：凯美斯锤先生糖衣化学系列——同时欢迎志同道合的朋友加入我们。
年的夏天，意大利的佛罗伦萨科学院，阳光照射在花园中一个石桌的上的珍贵钻石上折射出耀眼的光，几位院士正在用放大镜观察研究这个珍贵的小东西。当放大镜的焦点正好落到钻石那较小的身躯的上的时候，钻石折射出的光芒让这些凑近观察的科学家纷纷掉头躲避，可当他们定睛凝神再去观察这颗钻石的时候，意外发生了，钻石居然就想精灵一样地不翼而飞，他们遍寻草丛等各个角落而不得。后来他们又把钻石和红宝石一起放到一个密闭的容器中加热，当温度加热到oC的时候，钻石不见了，而红宝石却安然无恙。这则离奇的钻石失踪案随后便记入了佛罗伦萨科学院的大事记。
年二月，法国著名化学家拉瓦锡了解到这个悬案，决定运用化学方法缉拿真凶，但是功败垂成。直到年英国化学家钱南才将真凶缉拿归案。跟他的名字一样，这位先生非常阔气，据传他将钻石放进充满纯氧的纯金打造的密闭容器中加热，反应结束后，测定容器中的气体成分竟然只有常见的二氧化碳。钱南进一步测出，密闭容器中的二氧化碳中碳元素的质量等于金刚石的质量，百年悬案的真凶终于找到——偷走钻石的居然是空气中氧气，金刚石与它私奔了！他们害的这些科学家烧掉了多少钻石啊，我先心疼他们两秒。
钻石就是金刚石，它是迄今为止发现的最硬的物质，不导电、对光有着趋于完美的反射效果，化学性质比较稳定，所以才有钻石恒久远，一颗永流传的说法。从钱南的实验可以得出金刚石就是一种由碳元素组成的单质。就在钱南完成实验两年后，法国的一位科学家重复了钱南的实验，不同的是这个密闭的容器中没有了氧气，结果……，结果依然让我们大跌眼镜，昂贵的金刚石居然变成了石墨！石墨是另外一种导电、质软，由碳元素所形成的单质。有人对这个实验感到惋惜，毕竟是昂贵的钻石变成了不值钱的石墨。但是也有人看到了它的前途。既然金刚石和石墨都是由碳元素组成的，金刚石变石墨是不划算的，那如果能把石墨转化为金刚石可以就是蕴藏着巨大财富的想法了。经过多年的努力，很多科学家的都未成功，直到年，美国科学家加入一种有铬锰铁钴组成的催化剂，并将石墨在7万个大气压和OC温度下，实现了由石墨变为金刚石的梦想。现如今在科学家的眼中，单晶金刚石不光是工业牙齿，还是终极半导体。截至年底，我国人造金刚石产量已占世界总产量的90%以上，我国已成为名副其实的超硬材料生产制造大国。
在化学上，像金刚石和石墨这样由同一种元素组成的结构和性质不同的单质，叫作该元素的同素异形体。互为同素异形体的单质就像两兄弟，组成元素是完全相同的，但是化学性质却迥然不同。其实很多元素都有同素异形体的，比如O2、O3就是氧元素的同素异形体，白磷、红磷就是磷元素的同素异形体……。这些同素异形体之间的组成相同，物理性质不同，化学性质还是比较相似的。正所谓一奶同胞，和而不同；组成相同，结构迥异。
而对于碳元素来说，除金刚石是和石墨外，另一种同素异形体也是一种传奇的物质。年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利和柯尔在世界著名的学术期刊杂志《自然》发表文章，介绍了他们发现的一系列新的碳的同素异形体。其中最稳定的是C60分子，因为这个分子与建筑学家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将其命名为巴克明斯特·富勒烯。他们因此而获得了年的诺贝尔化学奖。克鲁托预测在C60分子笼内有一个空隙，可以填充金属原子，由此形成的物质可能成为新型的催化剂或催化剂的载体。后来人们又发现了碳纳米管，碳纳米管独特的结构和物理化学性质，决定了对它的研究在物理化学和材料科学等研究领域具有非常广阔的前景。
C60其实在很多物质燃烧产生的烟炱（tái）中就有，很多科学家都与C60的发现失之交臂，只是我们肉眼观察的我们若要分辨它们更是天方夜谭。明代宋应星在他的名著《天工开物》中说：凡墨，烧烟，凝质而为之。所谓烧烟，指烧木头或者油料，以取得碳粉，又称烟煤，烟炱，也就是作为黑颜色的碳黑。现在烟炱可作炭黑生产，用于颜料、墨、油墨、油漆工业，也广泛用于橡胶的补强剂。在古代，人们不仅可以利用烟炱制备墨汁，很多植物燃烧生成的草木灰也有着非常丰富的用途，具体内容且听我们下回分解。
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