未名散人 22-10-09 15:53

        碳基VS硅基生命的启发 

        1、【硅分子的单调性】。 
        硅没有进化成生命形式,因为它并不像碳那样是一种用途广泛的元素。 
        在原子中,只有价电子才能形成化学键。 
        碳和硅都有四个价电子,最多可以形成四个键。 
        然而,硅缺乏与多种不同类型的原子形成化学键的能力,限制了建立工作代谢所需的化学多样性,从而限制了自我调节、复杂适应系统的出现。 
        大的碳基分子通常含有氢、氧、磷和硫,但与种类繁多的有机分子相比,【大的硅分子往往相当单调】。 

        2、【进一步的底层原理】。 
        靠近原子核的十个电子改变了硅的化学性质,并使其原子半径(从原子核中部到最外层电子的半径)比碳的半径长得多。 
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        较长的原子半径通常会导致较长的键,由于距离的增加,键也会较弱。 
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        尽管硅能够形成与碳相似的键,但它很可能会失去它们而形成其他键。硅永远不会稳定到足以维持生命。 
        平均而言,碳碳键比硅硅键强。硅-硅键在紫外线照射下断裂,这意味着这些分子需要远离太阳才能生存,从而阻止它们捕获吉布斯自由能的最基本来源之一。 
        尺寸也限制了硅形成双键和三键的能力,进一步削弱了它使键足够强以形成【更复杂分子】的随机基础的能力。 
        -->并非所有的硅键都较弱 
        硅氧键比碳氧键强271kj/mol。不幸的是,这种键非常稳定,以至于硅通常更喜欢与氧键合,而一旦键合,就拒绝许多其他键合。【多样性不够。】 
        正是这种键使硅酮如此稳定和不反应。 
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        从这个意义上说,化学键较弱的硅又是稳定的,但它与氢、碳和自身的反应太弱,不足以形成稳定的分子来构建复杂的结构。 

        3、【生命必须足够稳定,不能分解,但必须足够活跃,才能进行必要的化学反应。】 
        对于生命而言,碳是一种完美的选择,而硅则不是一种化学上可行的替代品。 
        但是,在多世界的宇宙景象中,一切都是可能的【需要通过演化所带来、塑造】,其中最重要的可能是硅基生命。

发布于 北京