哪种物质最能体现化学的魅力（结构角度）？
“感受化学之美！”这是我签名书（虽然字太烂）里面写的最多的一句，因为化学它就是很美啊！ 我们先说几个好玩的： 一、分子包包 双环戊烷，像不像包包？ 你如果以为化学家的智慧只能搞一维的，那就太小瞧他们了，我们继续看： 这是：churchane（C11C12），这东西中文名叫啥？五篮烷？ 还有篮烷（basketane）（C10C12）： 不知道这些“分子包包”可以装啥呢？ 二、分子手推车 分子模型： 合成方法： 到这里，你可能还是一脸懵逼，从这个角度看看呢： 是不是有点意思了？看到两侧的轮子没有？ 由于两个“前轮”与金属表面的强烈相互作用，这个“分子手推车”无法进行横向运动。 三、分子机器 2016年10月5日，诺贝尔化学奖授予索维奇、斯托达特和费林加。以表彰他们设计并建造了最小的机器“分子机器”，如下： 为了鼓励研究人员继续开发这些微型机器，法国图卢兹的建筑材料研究与发展中心（CEMES-CNRS）举办了有史以来的首次纳米汽车竞赛（Nano car race）。“大奖赛”以分子汽车为动力，这些分子汽车由电脉冲的能量驱动，绕着一个微小的100 纳米长的跑道。CEMES-CNRS使用扫描隧道显微镜（STM），以确保车迷在同样小的赛道上相互竞争时可以看到微小的车辆。 最终，瑞士人获胜。 四、各种正多面体烃类分子 正多面体有五种，也叫作柏拉图多面体，也就是理念中的完美多面体。但化学家们为了得到各种正多面体烃类分子，可是花费了极大的力气！ 1，正四面体（C4H4） 虽然已经有了白磷作为示范： 但白磷分子里磷磷键是受了很大应力而弯曲的键，非常不稳定。这种不稳定在宏观上就表现为活跃的化学性能，在常温下就很活泼。 因此要想合成C4H4就非常难了，到目前还没成功。 2，正六面体（C8H8） 这个早就有了：立方烷。由于缺乏分解途径，立方烷在动力学上竟然非常稳定。 3，正八面体（C6） 一个碳原子直接连另外4个碳原子，没位子连氢原子了。经过计算，这种碳的同素异形体不可能存在。 4，正十二面体（C20H20） 由里奥·帕奎特（Leo Paquette）于1982 年合成，体现了完美的对称性，这东西在自然界还没有被发现过。 我们看看这么完美的分子是如何得到的： 5，正二十面体 每个顶点需要跟五个碳原子接触，这显然不可能。 6，富勒烯 看来正多面体太复杂了，还是富勒烯更容易一些。 下面再来一个硬核点的： 五、有机硅 无机非金属材料有它自身的致命缺点：韧性差，易碎裂；话说有机高分子材料也存在一些缺点：易老化，不耐高温。如果能把有机高分子和硅结合到一起，那将是比较完美的材料。 1901年，英国化学家基平用格尼亚试剂和四氯硅烷反应，生成甲基氯硅烷和苯基氯硅烷，然后水解缩合，得到了第一个有机硅聚合物：聚二苯基硅氧烷，有机物苯环和无机物硅氧链终于结合在一起了。基平当时对高分子聚合物还不甚了解，他认为其中可能含有酮基，所以把这种聚合物叫做：硅酮，并用silicone来命名这种新材料，（-one是酮基的意思）这一称呼一直延续到现在。 20世纪30年代，美国最大的化学公司陶氏化学（也称道化学）和最大的玻璃公司康宁公司同时对新兴的有机硅材料看好，并组织团队开展研究。1943年，这两家公司出资成立了一家合资公司道康宁，专业从事有机硅材料的生产和研发，在这家公司身上，体现了玻璃和有机物的完美结合。道康宁一直是有机硅领域的领导者，有如电子消费品里的苹果，一直被模仿，从未被超越。 现在陶氏化学已经100%控股了道康宁，道康宁有机硅有了一个新的品牌“陶熙”（DOWSIL）。 有机硅似乎对很多人来说是比较神秘比较高精尖的东西，我将作为一个在有机硅行业9年的从业者，将尽我所能将有机硅说的清楚展示给大家。 有机硅最基础的原材料有三种：金属硅、甲醇和氯化氢，先让甲醇和氯化氢反应生成氯甲烷（CH3Cl），然后让硅和氯甲烷反应，得到的主要产物有甲基三氯硅烷（Si CH3Cl3）、二甲基二氯硅烷（Si（CH3）2Cl2）、三甲基氯硅烷（Si（CH3）3Cl）和四氯硅烷（Si Cl4）。 将这些氯硅烷水解，就得到了各种硅醇，将氯硅烷中的氯原子（Cl）换成羟基（OH）就可以了。这些羟基都有反应性，它们的反应性加上硅原子的四方向特性造就了有机硅的千变万化。 三甲基氯硅烷被称为M单元，它只有一个活性基团，另外三个甲基（或者其他烷基）是没有反应活性的，因此它经常被用来放在硅氧链的两侧，做封头剂。 二甲基二氯硅烷被称为D单元，它有两个反应基团，它可以帮助硅氧链往两侧延伸，所以可以做扩链剂；也可以自己首尾相连，形成环状。 甲基三氯硅烷，T单元，它有三个反应基团，所以它可以帮助形成三维的空间网状结构，做成坚硬的硅树脂。 四氯硅烷（Q）用的比较少，因为甲基三氯硅烷已经够用了。 好了，现在我们已经有了四种基本的单元，我们把他们依次简称为：M、D、T、Q，有了这四种基本单元，经过排列组合，还加上引入其他基团，我们可以搭出几乎无限种可能的结构，这种数字可能不亚于有机物的种类。 有机硅特性的奇妙一方面来自它无穷尽的排列组合，另一方面也来自硅氧链的神奇。 碳碳键的键能是85千卡/摩尔，而硅氧键的键能是117千卡/摩尔，因此硅氧键比碳碳键更加稳定。 碳碳键虽然键能较强，却比较僵硬，不容易转动，它的转动能量高达3.3千卡/摩尔，相比而言，硅氧键则灵活了很多，只有0.2千卡/摩尔。 碳碳键长0.154纳米，键角为112度，而硅氧键长0.164纳米，在硅氧链中，硅氧键和石英晶体中的硅氧键不一样，它的键角达到了130度。也就是说，硅氧键又长，又扁。 最常见的有机硅就是二甲基硅油，因为它的两端都是用M单元甲基封端的，故而得名。根据聚合度，它的硅氧链最短可以只有两个M单元，很容易挥发；也可以用D单元不断扩链，做到5000-10000的聚合度，这个时候它的表观粘度已经达到500万-3000万了，已经如同一团橡皮泥。 它的结构如下图所示，无机的硅氧链主干很灵活，可以随意转动，有机的甲基们朝向疏水端，表现出极低的表面张力。它就像一根意大利面条，有弹性，很光滑，还不容易打结。 二甲基硅油只是最普通的有机硅化学品，有机硅实在太奇妙，形态各异： 它可以比水流动性还好，也可以比蜂蜜、沥青还要粘稠，甚至可以做成橡皮泥那样的橡胶； 它可以像海绵一样软，也可以像石英一样坚硬； 它可以做成粘合剂，也可以一点都不粘，还能帮助离型； 它可以很亲水，也可以很疏水； 它可以表现的很亮光，也可以做成亚光； 它可以做成绝缘，也可以帮助传热导电； 它可以用来发泡，也可以用来消泡…… 截至现在，人类还没有发现过天然的有机硅，因此我们可以暂时宣布有机硅是人类自身智慧的结晶，在有机硅身上，科学家们简直发现了另一个世界。 