90後地理老師
碳元素，絕對是這個星球上最為神奇的化學元素。
首先，碳元素的同位素就有15種之多。
什麼？不知道什麼是同位素？長話短說，它們都是同一種元素，它們的原子中，帶正電的質子和帶負電的電子數量都是一樣的，但是不帶電的中子數確實不一樣的。
同位素在物理特性上是不一樣的，但是在化學特性上卻是相同的。例如，氫有三個同位素兄弟，分別是氕，氘，氚。
接著說碳的同素異形體，題主所說的“七十二變”，應該說的就是碳的同素異形體的數量之多吧。
同素異形體，解釋一下，它們是由同一種元素組成的，但因為元素原子的組成方式不同，從而表現出不同的物體特性。
碳的同素異形體就有很多很多，如下圖：
很神奇吧，你可能要問，為什麼都是碳原子，為啥會形成這麼千變萬化的結構啊？
答案就在於碳原子有4個價電子（你可以理解為外層容易跟其它原子結合的手）作為化學鍵，它最多可以同時抓住4個原子，繼而形成不同的化合物。
當然你會說，元素週期表上，比碳的化學鍵多的元素多的去了，為什麼碳這麼受歡迎，而且最牢靠，進而形成各種生命體呢？
這是因為化學鍵少了連不成塊，多了卻因為太多，反而不夠牢靠，反而四個化學鍵成了最牢靠的分子構成。
所以，碳元素是所有元素中化合物種類最多的，目前已知的純有機化合物就有近1000萬種，而這可能還是冰山一角而已。
簡單的一個碳原子，千面萬化出了生命星球，一個宇宙奇蹟！
科學重口味
答：碳元素是非常神奇的元素，擁有的化合物種類是所有元素中最豐富的。
世界上的絕大多數重要化合物，都離不開碳元素的身影，比如氨基酸就是以碳元素為基礎的碳鏈，DNA的組成單位脫氧核苷酸，也是長長的碳鏈，所有地球生命都可以叫做碳基生命。
碳的原子序數為6，但是擁有的同位素多達十五種（碳8~碳22），碳的同素異形體也是非常多，比如石墨、金剛石、碳-60、碳-70、纖維碳等等，圍繞碳元素研究頒發的諾貝爾化學獎，就有近十次。
之所以碳元素會形成這麼豐富的化合物種類，是因為碳元素擁有特殊的原子結構，原子的核外電子數與原子核質子數相等，核外電子數是分層的，從內向外電子層數n對應最多電子數為2n^2，但是最外層不超過8，次外層不超過18。
最外層電子數小於4的，容易失去電子，最外層電子數大於4的，容易得到電子；而最外層電子數等於4的，失去電子和得到電子的能力相當。
得到電子或者失去電子，就如同一隻手，那麼碳元素就相當於有四隻手，每一隻手都可以抓住一個其他原子，甚至可以和其他碳原子手拉手，碳元素就像一個交際花，可以吸引各種不同的原子來和它結合。
有人可能有疑問了，最外層電子數是4的，又不只是碳元素一種，比如硅元素、鍺元素和錫元素，最外層也是4個電子，憑什麼碳元素的化合物是最豐富的？
那是因為在原子中，隨著原子序數的增加，電子層數也越來越多，原子半徑越來越大，原子核對最外層電子的吸引能力減弱，雖然鍺和錫最外層電子數都是4，但是非常容易失去電子，不容易獲得電子，所以表現出金屬性。
而硅元素既表現出非金屬性，也表現出金屬性，所以成為最重要的半導體材料，硅元素對最外層電子的控制能力，也沒有碳元素強。
所以在整個化學週期表中，碳元素成為最知名的交際花，和其他元素形成的化合物種類幾乎是無限的，人類已經發現碳的化合物，就高達幾百萬種。
生命的演化，需要儘可能多的機會，而碳元素為生命提供了無窮無盡的可能；而且在恆星演化過程中，碳元素是氦元素髮生聚變的產物，廣泛存在於宇宙之中，所以碳元素成為了生命的基礎元素。
好啦！我的內容就到這裡，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！
艾伯史密斯
問問悟空大師兄就有了答案！
