眾所周知，生命的基本單元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架變化而來的。先是一節(jié)碳鏈一節(jié)碳鏈地接長，演變成為蛋白質和核酸；然后演化出原始的單細胞，又演化出蟲、魚、鳥、獸、猴子、猩猩，直至人類。這三四十億年的生命交響樂，它的主旋律是碳的化學演變�？梢哉f，沒有碳就沒有生命。碳是生命世界的棟梁之材。
純凈的、單質狀態(tài)的碳有三種，它們是金剛石、石墨和C60。它們是碳的三種同素異形體。
1．金剛石
金剛石晶瑩美麗，光彩奪目，是自然界最硬的礦石。在所有物質中，它的硬度最大。測定物質硬度的刻劃法規(guī)定，以金剛石的硬度為10來度量其它物質的硬度（詳細見附表）。例如Cr的硬度為9，F(xiàn)e為4.5，Pb為1.5，鈉為0.4等。在所有單質中，金剛石的熔點最高，達3823K。
金剛石晶體屬立方晶系，是典型的原子晶體，每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外四個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。這是金剛石的面心立方晶胞的結構。
由于金剛石晶體中碳碳鍵很強，所有價電子都參與了共價鍵的形成。晶體中沒有自由移動電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點高，而且不導電。
常溫下，金剛石對所有的化學試劑都顯惰性，但在空氣中加熱到1100K左右時能燃燒成二氧化碳。
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