水的氢键量子效应
水的构造其实十分简单,它的化学式是H2O,由两个氢原子和一个氧原子组成的一个分子,这两种元素都是宇宙间十分常见的物质,加上氢元素与氧元素十分容易发生反应聚合成水。
因此大多数岩石行星刚刚形成的时候都会拥有大量的水分,但是随着时间的发展,如果地表温度太低,星球就会被冻成一个大冰球,如果的地表温度过高,表面的水会被恒星蒸发成水蒸气,然后被光解还原成氢氧元素。
所以地表上拥有大量液态水在行星中反而是一件十分罕见的事情,只有在稳定大气层保护下,才有可能保证地面上有液态水的存在。
所以液态水在我们看来可能十分常见,但是在宇宙中水更多的还是以冰的形式存在的,这可能也是为何宇宙中生命出现的几率那么低的原因。
说回组成水分子的氢氧元素,由于水表现出来的种种反常特性,科学家们一直都努力研究水分子的特殊性,但是一直以来都没什么收获,直到量子力学成型后,科学家们才开始将考虑水是否具有量子状态。
在大家的印象中,水分子是两个氢元素使用共价键连接到氧元素中,它并不是一条真实存在的链条,它只是一种比较弱小的力,将三个原子稳定地组合在一起形成一个化合物质。
而水分子与水分子之间也有一个将其连接起来的弱小的力,这就是氢键。正是由于氢键的存在,水的各种反常特性才会出现。
氢键与共价键是两种不同的概念,水分子中氢原子与氧原子是依靠共同运转的电子才连接在一起的,因为氢原子只有一对电子,在与氧原子组成水分子之后,氢原子的电子就被固定了,所以它的原子核就露出了一部分。
我们都知道原子核都是带正电的,所以这时水分子中的氢原子就带正电。而氧原子比氢原子拥有更多的电子,因此即便与氢原子共用电子,它依旧带负电。所以当多个水分子存在时,水分子中的氢氧原子之间就会产生一种吸力,这就是氢键。
氢键与共价键最大的不同之处在于,它可以轻易地被分离,当我们从一杯水中舀出一勺水时,就有无数的氢键被分离,当水被烧开变成水蒸气时,几乎所有的氢键都会因为水分子的活跃而断裂,最后水就变成了气态的水蒸气。
但氢键的微弱的吸引力正是水元素具有奇怪特质的原因,比如两滴互相靠近的水滴会融合成一滴水,还有水面神奇的张力,都是氢键在起作用。
科学家们通过研究氢键,发现氢键这种力的产生,一部分是因为上文所说的正负电极吸引,另一部分则是因为量子效应。科学家们发现氢键之中的氢原子,会有一定的位置涨落现象。
所谓的量子涨落,说得形象一点其实就是在水分子的氢原子,它会在特定的范围内不停地瞬间移动。这种量子现象的原理以目前人类的物理理论知识还无法完美地解释,但是科学家们可以确定的是,正是因为这种位置涨落的现象,让水分子之间产生氢键。 https://t.cn/z8AnhjZ
水的构造其实十分简单,它的化学式是H2O,由两个氢原子和一个氧原子组成的一个分子,这两种元素都是宇宙间十分常见的物质,加上氢元素与氧元素十分容易发生反应聚合成水。
因此大多数岩石行星刚刚形成的时候都会拥有大量的水分,但是随着时间的发展,如果地表温度太低,星球就会被冻成一个大冰球,如果的地表温度过高,表面的水会被恒星蒸发成水蒸气,然后被光解还原成氢氧元素。
所以地表上拥有大量液态水在行星中反而是一件十分罕见的事情,只有在稳定大气层保护下,才有可能保证地面上有液态水的存在。
所以液态水在我们看来可能十分常见,但是在宇宙中水更多的还是以冰的形式存在的,这可能也是为何宇宙中生命出现的几率那么低的原因。
说回组成水分子的氢氧元素,由于水表现出来的种种反常特性,科学家们一直都努力研究水分子的特殊性,但是一直以来都没什么收获,直到量子力学成型后,科学家们才开始将考虑水是否具有量子状态。
在大家的印象中,水分子是两个氢元素使用共价键连接到氧元素中,它并不是一条真实存在的链条,它只是一种比较弱小的力,将三个原子稳定地组合在一起形成一个化合物质。
而水分子与水分子之间也有一个将其连接起来的弱小的力,这就是氢键。正是由于氢键的存在,水的各种反常特性才会出现。
氢键与共价键是两种不同的概念,水分子中氢原子与氧原子是依靠共同运转的电子才连接在一起的,因为氢原子只有一对电子,在与氧原子组成水分子之后,氢原子的电子就被固定了,所以它的原子核就露出了一部分。
我们都知道原子核都是带正电的,所以这时水分子中的氢原子就带正电。而氧原子比氢原子拥有更多的电子,因此即便与氢原子共用电子,它依旧带负电。所以当多个水分子存在时,水分子中的氢氧原子之间就会产生一种吸力,这就是氢键。
氢键与共价键最大的不同之处在于,它可以轻易地被分离,当我们从一杯水中舀出一勺水时,就有无数的氢键被分离,当水被烧开变成水蒸气时,几乎所有的氢键都会因为水分子的活跃而断裂,最后水就变成了气态的水蒸气。
但氢键的微弱的吸引力正是水元素具有奇怪特质的原因,比如两滴互相靠近的水滴会融合成一滴水,还有水面神奇的张力,都是氢键在起作用。
科学家们通过研究氢键,发现氢键这种力的产生,一部分是因为上文所说的正负电极吸引,另一部分则是因为量子效应。科学家们发现氢键之中的氢原子,会有一定的位置涨落现象。
所谓的量子涨落,说得形象一点其实就是在水分子的氢原子,它会在特定的范围内不停地瞬间移动。这种量子现象的原理以目前人类的物理理论知识还无法完美地解释,但是科学家们可以确定的是,正是因为这种位置涨落的现象,让水分子之间产生氢键。 https://t.cn/z8AnhjZ
#让开放的春风温暖世界#“寒衣节”,跟青哥一起去公墓拜祭婆婆世间让人顿悟“断舍离”最快的地方就是墓地,所有的放不下,都最终放下;舍不得都必须舍弃。执念与释怀之间的距离,其实只差一口阳气。时间先安顿我们,继而又迷惑我们,万千烦恼皆由心生。京城郊外的景色更招我欢喜,寒鸦和树杈中间的鸟巢,写意极了。这些年,山水万程,踽踽独行,终是遇见了美好,邂逅了温柔。天气预报讲,会降温、且有雨雪。两年前的北京那个H2O晶体纷飞的夜晚,青哥驱车带我四九城追雪的一幕,我们都记得……我们还会有更多共同的记忆,春天的一缕风、夏季的雨滴、秋天的树叶和好多好多的事儿;我们会一点点地老去,相互深爱、偶尔吵架、彼此迁就又或者时不时各种情绪。但我相信,宿命既然让我们穿过人海在一起,有宿命的道理。长亭外,古道边,满地的秋霜越来越厚,有压倒葎草之势,京郊路边的芦花摇摇晃晃,寻找着一场雪的行踪。屋内,很温暖,青哥说,下雪的时候,应该去泡温泉[挤眼]我觉得,必须带上红酒和雪茄才可以匹配。#带着微博去旅行# https://t.cn/RI7nYAL
我推荐军盲们多看点亚洲特快之类的节目,海四代和H2O,别整天幻想21世纪的战争还跟二战一样搞血肉磨坊或者像冷兵器时代一样拼刺刀,你真情实感抹着泪说愿不再有战争的样子真像个傻b,还收复台湾需要几个月,真打起来不考虑平民东风瞬间就可以把对面轰平,登陆战能打12h我都嫌多,还马哲说了世界正在物化,你能悟出来这也是建议不要考研了太浪费钱,真给我整笑了
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