Hexasilabenzene

本Valsler

本周，布莱恩·克莱格在颠倒中寻找生命的迹象硅世界。

布莱恩·克莱格

没有什么比元素周期表更能代表化学了。在人们知道为什么会这样之前，给这个标志性图表命名的周期性就被人们注意到了。一个早期的发现结构的尝试是根据相似的性质将元素分成三组。另一个尝试(但失败了)在元素上强制执行音乐的八度结构，假设每八个都有类似的行为方式。我们现在知道，周期循环取决于原子外层的电子数。多年来，这产生了许多关于基于硅而不是我们所熟悉的生命形式的猜测碳．

碳令人印象深刻的灵活性，使它能够形成从微小的甲烷到巨大的DNA结构的分子，来自于它整洁的半空电子外壳。在周期表的下一个周期中占据相同位置的是硅，显然同样可以做出有趣的键合选择。地球上的每一种生命形式都有基于碳的结构，但在为外星人设想一种令人信服的不同组成时，基于硅的生命一直是20世纪中叶以来科幻小说的主要内容。

正是这个想法让《星际迷航》原版系列中脾气暴躁的麦考伊博士想出了他最令人难忘的台词之一。面对境况不佳的硅基实体Horta, McCoy抱怨道:我是医生，不是瓦匠“在小说之外，有一种化合物让我们有机会评估发现硅基生命的可能性。”它叫做六苯基苯。

苯是一个典型的柔韧性的例子，这种柔韧性使碳成为生物体的基本组成部分。苯分子有6个碳原子呈六边形，每个碳原子上都有一个氢原子。碳原子通过一系列共价键连接在一起——电子的量子性质使得一对电子可以在两个原子的外壳层之间共享，将原子牢牢地连接在一起。

硅基分子的示意图给人一种交通事故中苯环的印象

环通常被描述为具有交替的单键和双键，尽管更准确地说，碳原子实际上每个都有一个半键，与环共享电子，在分子传递包裹的游戏中不断移动单键和双键。苯是一大堆这样的“芳香”有机化合物的基础，这些化合物带有不同的原子或原子团来代替氢，而氢分子在生命机制中起着广泛的作用。

如果硅有机会成为碳的替代品，它应该能够形成它自己的苯等价物——正如它的名字所暗示的那样，这就是六硅苯试图成为的东西。2009年在伦敦帝国理工学院首次生产出了它的一个变体，23年前，一个日本研究小组从理论上提出了它的存在。但是它和它的碳表亲有多大的不同。帝国理工大学研究小组成员亨利·瑞泽帕(Henry Rzepa)评论说:“对碳来说稳定而正常的东西对硅来说是不稳定的，同样的道理，对碳来说不稳定的东西对硅来说是稳定的。”这是一个颠倒的世界。”

硅基分子的示意图给人一种交通事故中苯环的印象。它被扭曲成一个形状，就像一对三角形连接到一个梯形，其中一个三角形被一个额外的键隔离。对化学家来说最有趣的是，它的“芳香性”——电子在环上共享的方式——与苯有很大的不同。

在我们熟悉的碳氢化合物中，单键和双键交替连接原子，并在环上移动。在硅的等价物中，只有一个双键和一对孤电子围绕扭曲环的中心四个原子旋转，以提供非局域电子。剩下的键都是单键。苯的每个碳原子上都连着一个氢，而六硅苯的三角形部分是硅原子，中间部分是一对氢和两个硅原子，什么都没有。

六苯基苯的生产使那些参与其中的人感到震惊。该团队原本希望生产出一种只有三个硅原子的化合物，但结果却生产出了足够稳定的绿色晶体，表明它是一种芳香结构，该团队为此提出了一个术语“异变芳香性”。x射线衍射证实了这种结构。

虽然这种化合物没有实际用途，但它是硅化学与碳化学有多远的一个鲜明的指标。所以，科幻作家们，尽一切办法寻找新的、奇特的方法来构建你们的外星生命形式——但我建议你们远离硅。

本Valsler

这是布莱恩·克莱格对六苯基苯的描述，它告诉我们硅基生命的前景。下周，我将介绍另一种有争议的化合物——莱克多巴胺，这是一种在美国用于牲畜的饲料添加剂，但在欧盟被禁止使用。英国脱欧后的美英贸易协议正在筹备中，莱克多巴胺会很快出现在英国超市的货架上吗?

下次见，在chemistryworld.com/pod新万博赞助商casts上找到更多播客，并联系您的建议:电子邮件chemistryworld@rsc.org或推特@chemistryworld．我是本·沃斯勒，感谢收看。