特性各異似無關 碳纖維輕硬 矽脆弱導電差
碳族元素（carbon group）為元素周期表的第十四族，而現在亦有科學家使用舊制，把它們分類為第四族。碳族元素包括碳（C）、矽（Si），鍺（Ge），錫（Sn），鉛（Pb），及鈇（Fl），它們均有很高的熔點及沸點。
碳carbon（C）：形態各異 動植物生命之源
碳為地球上最常見的元素之一，常見於二氧化碳（CO2）或甲烷（CH4）中。它有多種形態，當中包括用於鉛筆的石墨（graphite）、稀有的鑽石（diamond）、常見於車胎、煤碳及家用的活性碳中的無定形碳(amorphous carbon)、在本欄提過的納米「天然足球」（詳見今年5月25日「科學講堂」）（Buckminsterfullerene）C60，還有呈六角形蜂巢狀的平面薄膜石墨烯（graphene）等等。
同一元素有着不同的形態，我們稱為同素異形體（allotropes）。就如利用同一種玩具磚，砌成各種不同的東西，但它們仍然是那種玩具磚砌成的。
不同形態的碳，有不同的結構及特點。鉛筆中的石墨很脆弱，用於行李箱的碳纖維則輕且硬，鑽石則十分堅固，可用於切割玻璃。我們的手機擁有觸控屏幕，就是石墨烯的功勞。
碳亦為生命之源，所有動植物身上均有大量的碳元素，存在於我們的DNA、脂肪及肌肉中。植物中的光合作用，就是把二氧化碳變成碳水化合物，而動物中的呼吸作用，就是把碳水化合物變回二氧化碳，可以提供能量幫助生長。
矽silicon（Si）：類金屬
矽為地球表面第二多的元素，佔28%，僅次於46%的氧。矽為類金屬（metalloid），類金屬有着金屬的外表，但較脆弱，導電性亦不比金屬。
化學性質上，類金屬與非金屬較接近，矽亦是這種情況。矽與氧結合成的二氧化矽（silicon dioxide）有着廣泛的用途，包括製造牙膏、玻璃等等。上世紀50年代起，電腦中的半導體為矽所製造。
鍺germanium（Ge）：光纖必用需求大
「鍺」字的部首雖為「金」，但與矽一樣，鍺是類金屬。上世紀50年代之前，電腦中的半導體為鍺所製造，後來被矽取代，因為矽在地球表面蘊藏量高，而二氧化矽輕且薄，且非常隔熱，適合於電子裝置。不過，鍺的用途也不少，常用於光纖及廣角鏡，還有太陽能板。地球上的鍺不多，而許多國家亦希望全國建設光纖網路，故此對鍺的需求很大，所以鍺十分昂貴，美國甚至把它定為儲備物資。
錫tin（Sn）：與銅結合成青銅 焊接常用
錫為軟而可延（ductility）展（malleability）的銀白色金屬，早於公元前三千年已經被使用，當時的人類把錫與銅製成合金，稱為青銅，所以那段時間史稱青銅時期，是人類歷史進程的里程碑。錫為最常見的焊料，用以焊接金屬零件，廣泛用於焊接電路板、水管等工程。
鉛lead（Pb）：引致污染 今電池中見
鉛為藍白色的金屬，有很強的展（malleability）性。早於中國古代、古羅馬及古希臘已有中鉛毒的記載。以前鉛的一種化合物，四乙基鉛（tetraethyllead）會加添到汽油中，提高汽車引擎效率，但因污染問題嚴重，許多國家都已經改用無鉛汽油。今天，大部分的鉛均為生產電池之用。
鈇flerovium（Fl）：具放射性無應用
鈇為放射性元素，於1998年被發現。鈇的半衰期只有2.6秒，除了科學研究外，鈇沒有實際功用。
小 結
碳族元素十分奇妙，它包含非金屬、類金屬及金屬，而且每種均展現不同的特質，看似無關，卻又為同一家族。更奇異的是，鑽石、煤碳以及鉛筆中的石墨均為碳元素所組成。
其實人類亦然，我們有着不用的膚色，說着不同的語言，但我們的身體均是由同樣的元素所組成，亦同為地球村居民，應努力盡社會責任，愛護這個只由百多種元素組成的地球。 ■吳俊熙博士
作者簡介：畢業於加州大學洛杉磯分校（UCLA），曾任教於加州的州立大學及香港大學，現於洛杉磯Pierce College化學系任助理教授。讀者可通過www.facebook.com/drbennyng聯繫吳博士。
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