分子间的微观关系让我们浮想联翩,其实有更多的微观关系也是类似的。
氢分子
譬如说组成分子的原子与原子的关系,我们也可以通过某种方式打开每一个组成物质的分子再形成另一种物质。打开分子,这同克服分子间的作用力一样需要能量去打开化学键,即连接原子与原子之间的相互作用力。一般我们把这样的实现归为化学学科的知识,如把水分解成氢气和氧气的化学过程,打开化学键需要额外的能量,像之前提到的电解水、光解水,但是反之,让氢气和氧气结合生成水的同时也给我们带来足够的热能。
一般情况下,一种原子定性是通过看原子核具有多少个质子,比如说氢的原子核里面有1个质子,那么有1个质子的原子就叫氢子。我们知道原子核是由质子和中子构成,这样就可能出现质子数相同但中子数不同的原子,如自然界存在只有1个质子的氢,也有1个质子1个中子的氢,还有1个质子2个中子的氢,为了区别它们就叫做氢的同位素,并分别给它们取名为氢、氘、氚。(www.xing528.com)
原来人们从来没有想到过要不要把这些固定质子数的原子核拿来分或合,比如说用两个氢原子核合成一个氦原子核,或者把一个氦原子核分成两个氢原子核。那是因为在自然界中这样发生的具体实例几乎没有,也许它只能这样存在吧。
我们知道科学研究离不开科学事实,水随温度的状态变化让我们研究出了液化、气化和凝固等科学规律;物质燃烧等现象让我们得到分子合成可以释放能量。没有科学事实无从入手。直到有一天放射性现象的发现才打开了探索原子奥秘的大门。的确,原子核可以打开或是重组,虽然条件很苛刻,但是人们还是把它实现了。而且更让我们惊讶的是,这样分分合合中的能量远比通过改变分子间距实现状态变化中的能量和打开分子重组的化学反应中的能量大很多很多,后来我们把原子核变化过程中释放的能量就叫做“核能”。
把上面关于分分合合的理论用科学家的话来表述就是:任何两个物体吸引在一起时都要释放能量,而且吸引力越强,释放的能量就越多。反之,分开就需要能量。
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