另類生命由「硼」構成

翻開元素周期表，我們會看到硼元素處於「非驢非馬」的位置上。在它左邊，是金屬鈹。我們知道，在化學反應中，金屬一般都會失去電子，形成離子型的化合物。而在它右邊，是非金屬碳和氮。這兩種元素的原子最外層分別有4個和5個電子，在化學反應中，它們傾向於與「它人」共享電子，所謂的「與人方便，與己方便」，最後大家最外層電子數都達到8個的穩定結構。這種共享電子的方式，在化學上叫共價鍵。

三價硼化合物問世

形成共價鍵的方式一般是這樣：你出一個電子，我出一個電子，這對電子就形成了一個共價鍵;接下去，要是最外層電子還有剩餘，那麼你再出一個，我也再出一個，形成第二個共價鍵……依次類推。既然碳和氮最外層電子數都超過3個，那可見它們是很容易形成三個共價鍵的。實際上，碳和氮的三價化合物的確有很多。

說到硼，那就是另一回事了。一個硼原子可以失去3個最外層電子，形成類似金屬的離子型化合物，——這在現實中已經存在。照理論上說，它還可以與他人共享3個電子，形成擁有3個共價鍵的化合物，而這種穩定的化合物卻很久以來一直沒有找到。

2002年，我國復旦大學的科學家稱，他們在實驗室合成出了三價硼化合物，但這種化合物僅在8K的超低溫下才穩定。直到時隔10年之後的今天，德國科學家才在實驗室合成出了在室溫下穩定的三價硼化合物。在這種化合物中，兩個硼原子每個「捐出」和共享3個最外層電子，形成3個共價鍵。這樣，每個硼原子相當於最外層擁有了6個電子。但最外層達到8個才穩定，怎麼辦呢?科學家讓每個硼原子兩邊各與一個有機分子相連，這個有機分子有富餘的2個電子，無條件地「捐出來」與硼原子共享，於是每個硼原子最外層都擁有了8個電子，從而達到了穩定的結構。

硼「有機」化學

我們知道，碳是元素周期表中的超級「天王」，它所形成的有機物種類比所有元素形成的無機物種類還多。它之所以能一枝獨秀，跟碳原子之間很容易形成共價鍵的鏈是分不開的。既然硼是碳的鄰居，兩者有很多相似之處，那為何不讓硼也學一學碳，形成共價鍵的鏈呢?人們早些時候做過很多嘗試，但都失敗了。

但近年來，這方面也取得了進展。要想讓硼原子成鏈，關鍵在於選擇催化劑。催化劑的作用相當於一個「腳手架」，把兩種本來不會發生反應的化學物質連接起來，待到形成穩定的結構之後，悄悄撤去。科學家發現，鐵對於硼是一個很好的催化劑。通過鐵，硼可以形成短鏈的分子。未來，化學家的一項重要任務是如何把短鏈逐步增長，以至於形成硼的「有機」高分子。

這些硼的「有機」高分子實際上是碳有機高分子的等價物，從分子結構來說，唯一的區別是碳原子用硼原子取代。但經這一取代，化學和物理性質會很不相同，所以用途將非常廣闊。

我們知道，在地球上所有生命的軀體都是在碳元素基礎上搭建起來的，蛋白質、核酸等與生命活動有關的最重要的有機大分子都離不開碳，所以地球生命屬於「碳基生命」。但假如硼取代碳也能形成蛋白質、核酸等大分子，那麼就多了一種生命形式——「硼基生命」。然後我們還可以指望在某些含硼元素豐富的外星上，找到這種生命。

總而言之，化學的一個新天地——硼「有機」化學正在悄悄興起，說不定還能製造出另類生命哩。

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