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地球为啥由碳基生命主导？硅基生命是啥（像是一种晶体）

地球为啥由碳基生命主导？硅基生命是啥（像是一种晶体）

2025-02-21 04:57:17阅读量：8 字体：大中小

化学反应是生命的基础，所以要理解这个问题，我们需要从元素的化学开始。元素周期表右列的所有元素在化学上都是稳定的。它们在室温和常压下是单原子气体，极难与之反应，因此被称为稀有元素(或稀有气体)。从原子结构来看，除了氦(氦只有2个电子)之外，所有这些元素的最外层都有8个电子。

无论对于哪种元素，它们都是一种“天然”的趋于稳定的元素，所以如果有机会，那些非惰性元素在周期表中就会趋向于使自己形成与惰性元素相同的原子结构，如果一个原子的最外层电子数小，它就会趋向于脱离最外层电子，它就有很强的失去电子的能力。例如，11号元素钠(Na)的原子结构是这样的:
一个氧原子，如果它周围有另一个氧原子，就会和它协商。“看，我少了两个电子，你也少了两个电子，所以我们为什么不各自拿两个电子共享它们，这样我们剩下的四个电子，加上四个共享电子，就形成了一个稳定的8个电子的结构?”另一个氧原子想了一会儿，认为就是这样，两个氧原子通过共用电子结合成一个氧分子(O2)。
为了便于理解，我们不妨把最外层的碳原子四个电子比喻成4只“手”，大量的碳原子在牵手中，可以形成长链、环、网、层等复杂结构，在这些结构中，几乎每个碳原子都有“空闲”的手去拉其他元素，这样，就大大增加了化合物的复杂性和多样性。
在地球的自然环境中，硅和硅酸盐一旦产生是非常稳定的，非常难与其他物质反应，所以硅虽然比地球上的碳大得多，但它们只是以无机物的形式大量存在，如地球上的许多岩石(如花岗岩)都是硅酸盐的主要成分，而我们看到的沙子大多是由硅构成的。
硅原子在足够高的压力下可以形成成双键，并且在低温环境下，硅和氧形成的化合物可以保持稳定，除此之外，我们还需要消除氧和硅，所以在高压低温和缺氧的强还原环境下，可能会形成以“手”硅原子为“骨架”的复杂化合物，然后生命才得以进化。