元素世界生存手册NO.5 生命骨架的不为人知面——碳
本文总字数为2245字，预计阅读时间为8分钟假如你哪一天穿越到了某个元素世界，这个世界是某个元素的天堂，那请务必携带此手册，也许可以在那个世界（也可以是现实世界）救你一命。
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作为地球万物的说明骨架，碳元素可能是知名度最高的元素之一，而以碳元素化合物为基础的有机化学也已经形成了化学的单独一门分支（专门折磨人的那种）。
但是今天，我将带诸位看看碳元素不那么被人知晓的一面——稀奇古怪的隐士、残忍无情的刺客们。
我们在课本里会学习到一种特殊的碳单质——碳60（或者叫足球烯、富勒烯），实际上这种东西在1985年才被发现，发现者们因此分享了1996年的诺化奖。（值得一提的是，富勒烯并不是富勒发现的，但是富勒烯的结构像一名叫富勒的著名设计师所设计的一个建筑屋顶）
中学阶段，我们只会了解C60这种东西的结构，但是科学家们可比我们会折腾多了——他们造出了一些可以把中学阶段化合价理论按在地上摩擦的化合物。
比如C60和F化合的产物，就有C60F6、C69F42等，其中的碳视为多少价好像都不恰当。
C60不但能和电子怪盗F结合，还能和善电童子Cs、Rb等结合，形成(Rb Cs2 C60)之类的化合物。
当然，这些物质都有自己特殊的本领，比如(Rb Cs2 C60)拥有良好的超导性能——TA只用在零下240度（33K）就可以展现超导。
嗯，只用。
但是比起其他的一些超导材料动辄零下265度（8K）左右的超导温度而言，这个温度真的比较高。
不仅如此，科学家们还把魔爪伸向了石墨——与C60类似，石墨也有正六边形的连接结构，因此TA理应也有一些类似化合物。
功夫不负有心人，科学家们又找到了一些把化合价理论按在地上摩擦的东西——石墨和碱金属（Li除外）生成比如C8 K、C25 Cs、C60 Rb等等一类越看越不像样的化合物。
不过，TA们却有远优于石墨的导电性能。
这些化合物或单质虽然难以理解，也与日常生活没有太多交集，但是TA们的特殊性质却将在未来大放光彩
毕竟，隐士总有出仕的一天。
除此之外，碳的单质除了著名的石墨、活性炭、金刚石和C60以外，还有一种虽然少见用途却广的存在——玻璃碳。
将一些酯类有机物加热，就可以得到这种可以用于建筑的碳。
而接下来所展现的，就是碳元素世界中的可怕杀手们——其中一部分甚至作为生化武器被用于战争。
（这里推荐一部纪录片：《秘密科学：生化武器》，在B站、腾讯都可以观看）
比如无机碳们自己炼蛊得到的臭名昭著的光气（碳酰氯）。
用活性炭吸附氯气后，持续通入一氧化碳并加热，就可以得到这种生化武器。
TA的杀伤力比氯气强十倍不止。
还有用焦炭和氮气隔氧高温焙烧的产物——氰气。
2C+N2=高温=（CN）2
氰气和TA溶于水后的产物氰根具有恐怖的生物毒性。
氰的毒性原理可能来自于TA对细胞呼吸作用相关的酶的攻击失活作用。
讲白点，这个东西能让你的细胞无法利用氧气，直接“窒息”而死。
而消除TA们的最好办法就是用臭氧或者双氧水来疯狂氧化：
H2O2+KCN=KOCN+H2O
2KOCN+3H2O2+=2KHCO3+N2
除此之外，还有一些碳化合物能还能给原本的东西毒性上BUFF。
比如二甲基汞和四乙基铅。本身汞和铅就是臭名昭著的毒药了，但是在甲基和乙基的辅助下，使化合物与人体的有机化合物更加“相似”，也就更加容易进入人体使人死亡。
曾经有科学家在做实验时不小心让二甲基汞滴在了手上（1滴！且戴好了手套防护！），但是依旧在两周内过世（据说他的同事们为了追忆他而发明了一种新的防汞手套）
而四乙基铅曾经是最常见的汽油抗震剂，能有效降低汽油的辛烷值，但是由于这个化合物的恐怖毒性，人们也已经抛弃了这个用途。
和光气一样威力恐怖的还有芥子气——乙烯的硫化氯化产物
SCl2+2CH2=CH2→S（CH2CH2Cl）2
TA曾经在两伊战争中被使用，而TA的难降解和高毒性却让病人们的惨叫延续到了今天......
当然，毒不一定代表只有危害的一面，比如氰化物是目前高中阶段唯一一个可以在有机合成题里增长碳链的无机物（敲黑板），并且可以再还原为无毒的羧基。以及过渡金属的羰基配合物，M（CO）n。
在这些配合物中，一氧化碳中的碳（是碳不是氧！）向中心的金属原子提供孤对电子。
最常见的是四羰基镍和五羰基铁。虽然包含金属，这些配合物却是不折不扣的液体，并且四羰基镍的制取条件低到恐怖，镍和一氧化碳在常温下就可以反应。
而五羰基铁虽然需要加压和加热，但是比较一些其他的羰基配合物，TA的制取确实简单。（比如六羰基钒，需要特殊溶剂二甘醇二甲醚、加压、加热和钠单质辅助）
羰基配合物最出色的性质就是加热可以分解为高纯的对应金属：四羰基镍最广泛的应用就是提纯镍矿，由于杂质铁、钴、锰等一般条件不和一氧化碳反应，可以用一氧化碳提纯镍并分离后加热获得高纯镍粉，同时一氧化碳可以循环利用。
而五羰基铁虽然制取比镍困难，却可以用在纳米级铁粉的制备、纳米磁性膜的安装和另外一种重要的铁羰基配合物的制备——九羰基二铁，Fe2(CO)9。
还记得上面的剧毒的汽油抗震剂四乙基铅吗？九羰基二铁就是四乙基铅的最好取代物之一，因为TA燃烧后生成的二氧化碳和三氧化二铁是无毒的。
我们对碳的认识往往停留在“生命骨架”的一层，甚至于高中阶段我们在生物方面对碳的学习还多于化学方面，从氨基酸到密码子，从核苷酸到脂肪链，我们熟悉了这些复杂的碳有机化合物，却往往不知晓这些简单却各具特色的简单碳化合物。
希望这篇专栏，能让你对碳的世界有更多了解。
下一篇，将是一个“基佬”元素的专栏——碘，让在下带你走近，课本之外碘的同素异形体和高氧化态的世界中。
