當(dāng)我們到一個陌生的地方旅行時，身上往往會帶一本當(dāng)?shù)氐牡貓D，這樣就能比較容易地知道我們置身何處。對于想了解一些化學(xué)知識的人來說，元素周期表就是化學(xué)世界的地圖。有了這張“地圖”，我們就可以根據(jù)元素在周期表中的位置判斷它的性質(zhì)，以及它可能參與的化學(xué)反應(yīng)。碳和硅的原子序數(shù)分別為6和14，在元素周期表中處于碳族元素的第二和第三周期，即上下相鄰的位置。這種位置關(guān)系，表明它們在某些方面具有類似的性質(zhì)。在我們生活的自然界中，碳元素?zé)o處不在，含碳化合物是構(gòu)成形形色色的生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。雷電引發(fā)的森林大火過后，地面上會留下樹木不完全燃燒形成的大量木炭。早期的人類雖然不知道組成木炭的化學(xué)元素是碳，但他們肯定已經(jīng)利用了這些木炭在洞穴里取暖、在巖壁上作畫。由碳元素形成的另一種天然礦物──煤，已經(jīng)為人類服務(wù)了數(shù)千年，現(xiàn)在仍然在為我們貢獻著熱和光。可以說，因為有碳元素，自然界才變得生機勃勃。在元素周期表中，碳元素的正下方就是硅。硅元素在地殼中含量巨大，但它的單質(zhì)直到十九世紀(jì)才被發(fā)現(xiàn)和確認。1811年法國人 Gay-Lussac 和 Thénard 首制備出純凈的硅，到1823年瑞典人 Berzelius 再次制得純硅后，才被確認為元素。雖然出世較晚，但它在半導(dǎo)體及現(xiàn)代通訊業(yè)中的作用卻無法替代。在化學(xué)世界里，碳和硅是同一個大家族中的兩個親兄弟。在我們生活的地球上，它們共同戰(zhàn)斗了數(shù)十億年，但卻沒有結(jié)成生死與共的牢固友誼。也就是說，在自然條件下它們之間并沒有通過化學(xué)鍵連接在一起，或者說地球上沒有天然的碳化硅。

       人們在地球上沒有找到天然的碳化硅，但卻收到了來自宇宙空間中碳化硅發(fā)出的信號。早在十九世紀(jì)中期，德國科學(xué)家本生和基爾霍夫就發(fā)現(xiàn)原子可以吸收特定波長的光，由此開創(chuàng)了原子光譜分析法。原子有吸收光譜，由原子組成的分子也有自己特定的吸收光譜。我們知道，宇宙空間除了碩大的星體之外，還存在著大量的原子、分子，以及固體小顆粒，它們都會吸收來自宇宙深處的恒星發(fā)出的光。這些吸收了光能量的原子、分子和顆粒，又會通過發(fā)射不同波段的輻射釋放出能量。因此，宇宙深處的星光經(jīng)過長途跋涉到達地球時，其強度并不總是隨波長增加而平滑降低的。在這種逐漸降低的消光曲線上，有時也會出現(xiàn)一些令人意外的鼓包。這些鼓包就是由于特定分子或固體小顆粒的發(fā)射光譜造成的。1983年，美國、英國、荷蘭等國聯(lián)合發(fā)射了一顆紅外天文衛(wèi)星，在太陽同步軌道上收集來自宇宙深處的紅外光譜。從這些收集來的光譜上，人們發(fā)現(xiàn)在11.3微米處出現(xiàn)了一個明顯的鼓包，而這正是碳化硅顆粒的特征發(fā)射。已經(jīng)有很多證據(jù)表明，在宇宙空間的塵埃里存在著大量的碳化硅顆粒，大多數(shù)直徑在0.1~1微米之間，約占星際塵?？傎|(zhì)量的5%。

      在寒冷的宇宙星空中，這些細小的碳化硅顆粒看似在漫不經(jīng)心的飄蕩，實則它們剛剛經(jīng)歷過高溫和烈火的炙烤。天文研究表明，宇宙中存在一類幾乎全部由碳原子組成的恒星──碳星。和普通的由氫和氦組成的恒星相比，它們的溫度較低，只有約3000K。由于碳化硅顆粒是在碳星周圍的塵埃中發(fā)現(xiàn)的，而且只有立方相的碳化硅，因此人們推測這些立方相碳化硅顆粒是由碳星爆發(fā)噴射出來的碳和硅在溫度進一步降低到2000K以下時形成的。碳化硅顆粒形成以后，也并非就開始了無所事事的飄蕩生活，而是繼續(xù)為宇宙演化做貢獻。當(dāng)溫度降低到1500K以下時，碳化硅顆粒表面的硅會蒸發(fā)流失，從而在碳化硅表面留下一層石墨化的碳。這些石墨化的碳會繼續(xù)和星際塵埃中的氫發(fā)生反應(yīng)，形成復(fù)雜的碳氫化合物分子。有人甚認為，地球上的生命就可能跟那些在星際塵埃中飛來飛去的碳氫化合物有關(guān)。

      從上面的簡單介紹可以看出，碳化硅在宇宙空間中參與了許多重要的化學(xué)過程。然而，在我們生活的地球上，碳化硅的主要用途還只是制造磨具磨料、高性能陶瓷等，在化學(xué)方面的大規(guī)模應(yīng)用還沒有。對化學(xué)家來說，碳化硅是真的沒有用，還是沒有意識到它的作用？從碳化硅在宇宙空間中的演化歷史看，碳化硅注定不是一種平庸的材料！