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第85节
关于这个问题，最简单的回答是每种东西都能压缩。
事实上，压缩气态物质比压缩其他任何形态的物质要容易得多。那是因为气体是由相距很远的分子所组成的。例如，在普通的空气中，实际分子所占的空间大约是整个体积的千分之一。
在压缩某一气体时，仅仅需要克服分子本身的无规则运动所形成的扩张倾向，将它们更紧密地推压到一起，把分子之间的一些空处挤出，用人的肌肉力量就能够容易地做到这一点。例如，当你挤压一个气球时，你就是在对空气进行压缩。
就液体和固体而言，组成它们的原子和分子只是近于互相接触。借助于每个原子外层区域中的电子的相互斥力，这些原子和分子不再进一步靠拢。这表示液体和固体分子的抗压力比气体中分子运动的抗压力要强得多。5米5花5书5库5 ；www。7mihua。com
这意味着人的肌肉不能再做压缩液体和固体的工作，至少没有明显的效果。
假定你把一定量的水倒入一个上边开口的刚性容器里，并把一个密闭的活塞装入开口内，使它与水面接触。如果你用全力把活塞往下压，你就会发现，它不会明显地移动。由于这个原因，人们常说，水是“不可压缩的”，而且它的体积不能够挤得更小。
其实并不是这样。当你把活塞向下推时，你确实压缩了水，但压缩的程度不能测量出来。如果能够施加比人的肌肉大得多的压力，那么，水的体积或者任何其他液体或固体的体积的减小量，就会大到能够测量出来的程度。例如用每平方厘米1。1吨重的力量压缩100升的水，它的体积就会缩小为96升。随着压力的进一步增加，体积就会进一步缩小。在这种压缩力下，可以说，电子越来越靠近原子核了。
如果压力更大，比如说，压力相当于在巨大引力作用下成千上万公里厚的物质堆积起来的重量时，静电排斥力就会完全不起作用。电子就不能在轨道上围绕着原子核运动，而会被推开。然后物质就由不带电子的原子核组成，而电子则飞来飞去作无规则的运动。
原子核比原子小得多，因此，这种“退化的物质”大部分还是空的。地球中心的压力或者甚至木星中心的压力都不足以形成退化物质，但是在太阳的中心有退化物质。
一个完全由退化物质构成的恒星，可以像太阳那样重，但是体积却不比地球大。这就是一个“白矮星”。它能够在它自己的重力下进一步地压缩，直到它由互相接触的中子所组成。这样一个“中子星”能够具有太阳的全部质量，但被压缩成直径为十几公里的球体。
天文学家认为，它还能够进一步地压缩，直到变成体积为零的“黑洞”。
第86节
当我们看到一种金属的时候，大家都知道它是金属，因为金属有一些不平常的性质。当金属表面光滑时，它们反射光的效率很高，因此它们具有一种“金属光泽”；但非金属却没有很高的反射能力，因而具有一种“无光泽的颜色”。金属容易变形，能够制成金属板和拉成金属线；而非金属在受到打击时会被打碎，破裂或成为粉末。金属易于导热和导电；非金属却不能。
为什么有这样的差别？
在多大数普通化合物中，例如在我们周围，看得见的海洋里和土壤里的那些化合物分子是由原子所构成的，这些原子由于共同享有电子而紧密地保持在一起。这里的每一电子都紧紧地被束缚在某一个原子或另一个原子上。当出现这种情况时，物质就表现出非金属性质。
根据这种准则，氢是一种非金属。普通的氢分子是由两个氢原子构成的。每个氢原子只有一个电子，构成一个分子的两个氢原子平均共享那两个电子。没有剩下的电子。
当一些电子不是牢固地受到束缚时会发生什么情况呢？
例如，我们看一看元素钾吧。每个钾原子都有19个电子，它①黑洞体积为零吗？这种说法是不是不够严格？请高手指教。——碧声注
们排列在4个壳层中，只有最外面壳层中的电子可供共享。
在钾原子的情况下，这就意味着它仅仅有一个电子可以为相邻原子所共享。再则，这个最外面的电子被控制得特别松，因为在它和吸引它的中心原子核之间有另一些电子壳层，这些中间壳层把最外面的电子同中心引力隔开了。
在固体钾中，原子紧密地结合在一起，就像我们有时在水果店里看到的桔子堆成角锥形那样。每个钾原子有8个相邻原子。由于最外面的电子被控制得很松，而且许多相邻原子又如此靠近，因而任何一个最外面的电子都易于从一个相邻原子滑到另一个相邻原子。
可是，正是这些松而活动的电子，使得钾原子有可能这样紧密地结合在一起；使钾有可能易于导热和导电；也就使钾有可能变形。总之，这些松而活动的电子使钾（和其他元素以及含有这些元素的混合物）具有金属性。
现在记住，氢像钾一样，仅仅有一个电子可以为相邻原子所共享。然而，还有一个不同之处。在氢的一个（仅仅是一个）电子和中心原子核之间没有起隔离作用的电子。因此，这个电子被控制得太紧了一些，以致不能进行足够的运动来把氢转变为金属，或者迫使氢原子紧密地结合在一起。
但是，如果氢获得了外力，那会出现什么情况呢？如果氢不是由于本身电子的情况而是外界的压力迫使它们紧密地结合在一起，那又会怎么样呢？假定有足够的压力把氢原子非常紧密地挤在一起，以致各个原子都被8个、10个甚至12个近邻原子所包围。于是，每个氢原子的单个电子，不管原子核有异常强的吸引力，就可能开始从一个相邻原子滑到另一个相邻原子。这样你就会得到“金属氢”。
为了迫使氢这样紧密地结合在一起，氢原子必须处在一种近于纯粹的状态中（其他种原子的存在会产生干扰），并且不是在太高的温度下（高温会使它扩张）。氢原子还必须处在巨大的压力下。在太阳系中最接近于满足这些条件的地方是在木星的中心，因此有些人认为，木星的内部也许是由金属氢所构成的。
第87节
一个水分子通常是被描述为由两个氢原子和一个氧原子所构成（H2O）。如果所有的水分子都是如此，那它就会是低沸点的小分子。硫化氢（H2S）具有相似的但较重的分子（因为硫重于氧），它是一种气体，只要在…61。8℃时就液化。
如果水只是H2O，那么它就会在更低的温度下，也许在…80℃左右液化。
但是，可以看一看水分子的形状。三个原子构成的图形很接近于直角，而氧原子在顶点。氧与每一个氢原子共享两个电子，但这种共享不是平均的。氧对于电子具有较强的吸引力，因此，带负电荷的电子偏向于水分子中氧的那一方。这就意味着，虽然水分子整个来说是不带电的，但是水分子中氧的那一方有小量的负电荷，而两个氢原子则有小量与它平衡的正电荷。
相反的电荷互相吸引。于是两个邻近的水分子有排列起来的倾向，而使一个水分子的负氧端接近于下一个水分子的正氢端，这就构成了一个“氢键”，它的强度只是把分子中氢和氧保持在一起的普通键的二十分之一。这仍然足以使水分子有“粘性”。
由于这种粘性，水分子比没有粘性时容易结合在一起，更难以分开来。为了克服这种粘性，并使之煮沸，必须把水加热到100℃。如果温度下降到0℃，氢键的优势就是锁定水分子的位置并使之冻结为冰。如果不是因为有氢键的话，要冻结成冰，温度就要比这还要低得多。
对于像H2S（硫化氢）这样的一些分子，就不会发生这种情况，因为硫原子和氢原子对于电子具有大致相同的引力。
在一方或者另一方都没有电荷累积，因此没有“粘性”。
其次，假定在非常受限制的处所——例如在一个极其细小的玻璃管中存在着水分子。那么，这些水分子便可能自行挤成比通常更密集。一个分子的氧原子可能被迫异常近地靠近相邻分子的氢原子，以致氢键变得像普通的键一样强。这时两个分子变成了一个分子。另一个分子也许会锁定在这个双分子上，然后再锁定一个，接着又锁定一个。
结果可能有许多分子紧密地聚集在一起，将所有的氢和氧形成规则的六角形排列。所产生的复合物质是“聚合物”的一个例子。这就是“聚水”。要把这样一种物质（首先是1965年由苏联化学家报道的）分解为水蒸气的一个一个的H2O分子，必须加热到500℃左右。其次，同样由于分子被推压在一起，比普通水中要紧密得多，所以聚水的密度是普通水的1。5倍。
然而，聚水的概念，至今尚未被普遍接受。许多化学家认为，所谓聚水实际上是吸收了某些杂质的水，或者是溶解了一些玻璃的水。在这种情况下，那就根本不存在聚水了。
第88节
我们可以先问一问：固体为什么会是固体？液体为什么会是液体？
一种物质的各分子之间存在着一定的吸引力，这个吸引力能够把这些分子牢固地保持在某一固定位置上。人们很难把这些分子拉开，这种物质就是固体。
然而分子含有动能，它们会在它们的固定位置附近振动。
当温度上升时，这些分子获得越来越多的能量，振动得更加猛烈；最后，它们获得非常多的能量，以致别的分子的引力再也不能抓住它们了。它们摆脱了控制，并且自行跑开，在其他分子周围滑来滑去。于是固体熔化了，它就变成了液体。
大多数固体是结晶状的。那就是说，各分子不仅依然固定在它们的位置上，而且是固定在规则的位置上，排成行列。¤米¤花¤书¤库¤ ；www。7mihua。com
当分子获得足够的能量而跑开时，这种规则性就被打破，固体就熔化了。
通常结晶状固体中各分子的规则配置是一种紧密的配置。各分子塞满在一起，它们中间几乎没有空隙。不过，一旦这个物质熔化了，彼此之间来回滑动的分子就互相拥挤和推撞。这种推撞的总效应就是迫使所有的分子分开得再远一点。这时物质就膨胀，它的密度就减小。于是，一般说来，液体的密度比固体低。
①已经证明“聚水”是子虚乌有。——碧声注
换一个方式来说，固体熔化时就膨胀，而液体冻结时就收缩。
不过，问题有很大一部分取决于分子在固体中是怎样配置的。例如，在冰中，水分子排列成一种异常松的形式。水分子排成三维的图样，这种图样实际上留下了一些“空穴”。
当温度上升时，分子打破了松散的排列，开始独立地运动，进行通常的拥挤和推撞。这种运动会使各分子分开，此外也把它们推到空穴中去。由于填满了空穴，液态水占有的空间比固态冰少，而不管分子如何拥挤。当1立方米的冰融化时，仅形成0。9立方米的水。
由于冰的密度没有水大，所以它漂浮在水上。1立方米的冰会在水中下沉，直至0。9立方米的冰沉至水面以下为止。
这个冰块排开的0。9立方米的液态水的重量跟1立方米冰的重量一样。现在冰被水浮起来了，剩下0。1立方米的冰留在水面以上。对冰来说一般都是这样。任何一块冰将浮在水面上，它大约有十分之一在水面以上，十分之九在水面以下。
一般来说，这对于生命是非常幸运的。由于事情就是如此，所以水形成的冰停留在一片水体的顶部，它把较低的深层隔开，使得从下面逸出的热量有所减少。结果，较深的水通常不冻结，甚至在非常冷的天气条件下也不冻结。同样，漂浮的冰在较暖的气候里接受太阳的全部影响，并且很快融化。
如果冰的密度大于水，那么，当它形成时，它就会沉到水底，结果就有更多的水会冻结。此外，处在水体底部的冰就没有机会吸收太阳的温暖而融化。如果冰的密度大于水，那么，我们地球上的水源就会几乎都是冻结的，即使地球离开太阳并不比现在更远。
第89节
燃料电池是一种用于发电的装置，为了了解它的价值，让我们分别研究一下“燃料”和“电池”这两个词。
为了利用煤或者石油这样的燃料来发电，必须先燃烧煤或者石油。它们燃烧时产生的能量可以对水加热而使之变成蒸汽，蒸汽则可以用来使涡轮发电机在磁场中旋转。这样就产生了电流。换句话说，我们是把燃料的化学能转变为热能，然后把热能转换为电能。
在这种双转换的过程中，许多原来的化学能浪费掉了。
然而，燃料非常便宜，虽有这种浪费，也不妨碍我们生产大量的电力，而无需昂贵的费用。
还有可能把化学能直接转换为电能，而无需先转换为热能。为此，我们必须使用电池。这种电池由一种或多种化学溶液组成，其中插入两根称为电极的金属棒。每一电极上都进行特殊的化学反应，电子不是被释出就是被吸收。一个电极上的电势比另一个电极上的大，因此，如果这两个电极用一根导线连接起来，电子就会通过导线从一个电极流向另一个电极。=米=花=书=库= ；http：//www。7mihua。com
这样的电子流就是电流，只要电池中进行化学反应，这种电流就会继续下去。手电筒的电池是这种电池的一个例子。
在某些情况下，当一个电池用完了以后，人们迫使电流返回流入这个电池，电池内会反过来发生化学反应，因此，电池能够贮存化学能，并用于再次产生电流。汽车里的蓄电池就是这种可逆电池的一个例子。
在一个电池里，浪费的化学能要少得多，因为其中只通过一个步骤就将化学能转变为电能。然而，电池中的化学物质都是非常昂贵的。锌用来制造手电筒的电池。如果你试图使用足够的锌或类似的金属来为整个城市准备电力，那么，一天就要花成本费数十亿美元。
燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置。它是一种电池，但不需用昂贵的金属而只用便宜的燃料来进行化学反应。这些燃料的化学能也通过一个步骤就变为电能，比通常通过两步方式的能量损失少得多。于是，可以为人类提供的电量就大大地增加了。
问题在于难以制备一种确实能以可靠方式进行工作的燃料电池。已制备了这样的电池，其中是靠氢和氧的结合来产生电能，但氢仍然是很昂贵的。有人用一氧化碳来代替氢，这倒是便宜一些。最近还制备了利用污水与氧的结合在细菌作用的影响下产生电能的电池。无疑，把污水转变为电的想法是令人鼓舞的，并可解决两个问题：使宜的电力和废物的处理。
在燃料电池确实可供实用之前，还有许多工作要做，但它们代表着一种光明的前景。
第90节
要了解维生素，我们必须从酶说起。酶是起着加速人体中某些化学变化的作用的分子。酶有数千种，每种化学变化由单独一种酶来控制。
只要很少量的酶就可以控制一种化学变化。但是，这样少量的酶是必不可少的，人体内的化学机能错综复杂地互相联系着，由于缺少某一种酶而减慢某一种化学变化的速度，就会造成严重疾病，甚至死亡。
大体上来说，人体能够容易地从几乎每种食物中都存在的物质制造出酶分子。如果我们实际上不是在饿着（这是首要条件），就不存在连续缺乏酶分子的危险。
某些酶包含着一定的特殊原子结合体，作为其结构的组成部分。这些原子结合体通常仅仅在酶中存在，因此仅仅需要很少的数量，因为人体对酶本身的需要也只是很少量的。×米×花×书×库× ；www。7mihua。com
但人体还是必须有一些这样的原子结合体。如果这些原子结合体中的某一种非常缺乏，那么，使用该原子结合体的各种酶就不会再进行工作了。某些化学变化就开始缓慢而费力地进行。这样就会发生疾病，最后就会死亡。
危险就在于，尽管人体能够制造大部分酶分子，但是不能制造这些特定的原子结合体，而必须完全从食物中吸收。
如果人的食物中不含少量的这些特殊的原子结合体，人就会生病和死亡。
在二十世纪初期首先发现这个事实时，人们并不知道这些原子结合体的性质。当时人们认为，至少某些原子结合体属于一类称为“胺”的物质，因而把它们称为维生素，即“维持生命的胺”的意思。
植物是维生素的基本来源。植物从非常简单的化学物质如二氧化碳、水、硝酸盐等制造植物的一切组织物质。如果植物不能通过吸收制造出每一种维生素，它们就不可能生存下去。
然而，动物能吃植物，并能利用植物组织中已经存在的各种维生素。动物不需要自己来制造维生素。动物把它们吸收的维生素贮存在酶工作时最需要的地方：肌肉、肝、肾、奶等处。肉食动物则从食植物的猎获物取得维生素，这些维生素是猎获物费劲地由植物吸取的。
不需要自己制造维生素有一定的好处。制造维生素时，要求每个细胞里有发挥化学机能的足够大小的空间。如果去掉这个空间，那么可以说，就有较多的空间可供动物去发挥植物所不能胜任的许多机能，这些机能包括神经活动、肌肉收缩、肾脏过滤等等。
然而，偶然缺乏维生素，就会造成不良后果。如果人们选择的饮食较差（或者由�