47.原子很有爱

47.原子很有爱

47.原子很有爱.mp36:26

来自王木头讲科学

同学们家长们大家好,这里是王木头讲科学的《万物简史》系列,也是第47次内容的1.2更新版。

在上一次,我们说了氧气和臭氧,虽然都是由氧原子组成的,不过却是不同的气体。

你或许会怀疑,这个叫做臭氧的东西,其实就是氧气吧,只是被人们起了一个奇怪的外号而已。我非常鼓励大家进行怀疑,不论是我告诉大家的,还是老师和家长们告诉大家的,小朋友们都可以怀疑。因为我们每个人都有可能会犯错,即使是家长和老师,就连科学家也不例外,但是我们一定要相信事实。

我可以告诉大家一个事实。我们都知道氧气是没有味道的,要是氧气真的有味道的话,我们每天都会吸进去氧气,不论是好闻还是不好闻,每天吸进呼出,肯定会受不了。但是呢,臭氧却是有味道的,臭氧的这个臭字是名副其实的,而且很明显,闻起来是一种让人恶心的臭味。

于是我们就可以得出一个结论,氧气和臭氧一定不是同一种东西,即使它们都是由原子组成。那你可能会好奇这是为什么呢?这个呀就必须要用分子来解释了,如果没有分子只靠原子的话是无论如何也解释不了的。

怎么解释呢?是这样子的:它们两种气体的原子虽然都是相同的,但是由原子组成的分子却不一样,所以这两种气体也就不一样,表现出来的特点也就不相同了。

氧气的分子是由2个氧原子组成的,臭氧的分子是由3个氧原子组成的。

47.原子很有爱

上面这个图是是氧分子的样子,下面这个是臭氧分子的样子了。

47.原子很有爱

看到这两个图,小朋友们肯定一下子就明白了,图上那些红色小球就代表了氧原子,可是小球之间的那几个连线是什么东西呢?

我先告诉大家答案,然后再来慢慢解释。这个连线是两个原子共享的一对电子。分子就是靠这样的共享电子对链接在一起的,如果没有这样的共享电子的话,那么不论有多少个原子,离着有多近,都不能把他们算成是一个分子。

那这个共享电子到底是什么东西呢?这个呀就要让大家一起来回忆一下之前说过的原子模型了。再给大家看一下我们已经很熟悉的铀原子。就是下面这个图,在它的外面有一大把的电子。

47.原子很有爱

氧原子就很简单了,外面只有8个电子,就像下面这个图一样。

47.原子很有爱

在氧气分子中,每一个氧原子都会把自己的2个电子与对方共享。所以我们看到的就是有两条杠。它们共享了之后就会像下面这个图一样。图中黄色的和绿色的就是这两个氧原子。

47.原子很有爱

仔细观察上面的图,我们可以看到,这两对原子一共有四个电子是交叉在一起的,也就是它们被两个原子共享了。这四个电子就是既属于黄色原子,又属于绿色原子。这时候在你的脑袋中会不会出现四个电子在两个原子核之间绕8字的模样,先在左边绕一圈然后再跑到右边绕一圈。

如果有家长听到这里的话,脑袋中估计也是这么想的,因为在我们小时候的课堂上就是这么讲的。原子外面的电子就和太阳系里面的行星一样,原子核就是太阳,就这么一圈一圈的绕着原子核旋转。

很长一段时间,科学家们也是这么认为的。可是现在科学家认为电子没有行星那样固定的轨道,他们更愿意相信这些电子就像一团云雾一样分散在原子核周围。

我们都知道真实的云雾都是由小水滴组成的,那电子云雾是由什么组成的呢?或许你会想,电子云雾中的小水滴应该就是电子了吧。如果这样的话,氧原子有8个电子,那么氧原子的电子云雾就只有8个小水滴。这个数量就太少了,是没法看起来像云雾的。不过电子数量虽然少但是会到处乱窜而且速度还非常快,这样快速运动的电子留下的影子看起来就会和云雾一样了。

事实还要更复杂一些,电子云雾的情况更像是孙悟空。小朋友们在电视里都见过孙悟空分身吧,他拔出毫毛后一吹,就可以变出来无数个分身。原子核外面的电子和这个情况就有些类似,同一个电子就好像有多个分身一样,可能同时出现在很多地方,既可能在这里又可能同时在另外一个地方。如果你听过薛定谔的猫是怎么一回事的话,你会对电子这种奇怪的状态有更好的理解。

不过我们这里还是继续按照太阳系的样子来理解原子核和电子吧。这样可以让问题更简单,帮助我们想象。只要我们能明白真实情况要比这个更复杂就可以了。

至于更深入的内容,等有机会我们介绍量子物理,那个时候就会详细解释了。这将又会是一个非常有挑战的内容。

好了,我们再来看一下共享电子的事情。如果是有怀疑精神和探索精神的小朋友,在听完我说共享了2对电子之后就会想了,为什么偏偏是2对呢,只共享1对可不可以,如果1对不可以那么共享3对呢?这里面又有没有什么规律呢?

如果你真的这么想的话,那么恭喜你,你已经有了成为科学家的重要思维方式,这个世界上估计只有不到10%的人有这样的思维。

不过这个问题的答案我们今天就不解答了,我们在下次揭开谜底。

今天的内容就到这里了,现在我们知道了分子还是很重要的,同样都是氧原子,2个聚在一起和3个聚在一起,它们的特点是不一样的。原子们又是靠什么东西聚在一起的呢?把你知道的知识讲给身边的朋友们吧,让他们可以和你一起享受获得知识的快乐。


分享到:


相關文章: