大
众对化学教育学科的认知往往止步于二次化学反应方程式,不知道这门学科的潜力有多大。其中,“水”的化学性质关于绝大多数人都非常熟悉:从化学式H₂O可以清晰地看出,水由氢和氧两个元素组成。
不过,除此之外,水还有很多有趣的“冷知识”,值得我们去了解和探讨。
首先,水分子可以存在不同的状态。最常见的水态当然是液态水,但水也可以以固态和气态的形态存在。我们通常能够观测到的水的固态是在冰箱里结冰的冰块,但其实,温度低于零下39.2华氏度的水会凝固为固态,此时的水就变成了冰。而当高于零度的水分子运动速度加快,能量也跟着增加,此时水便开始蒸发,转化为气态水,也就是我们通常所说的水蒸气。
另外,据科学家的一项惊人发现,水竟然是不重复的。每一壶水、每一杯水里包含的水分子数量虽然数量巨大,但却各自不同。这项发现是通过通过一种准确测量水的稳定同位素比例的技术得出的。所谓同位素,是指元素的原子核中中子数量不同的同种元素。在水中,氢元素有两种稳定同位素,即普通水中的氢同位素(称为"标准氢",符号为1H)和重水(具有一个中子的氘同位素,符号为2H)。而氧元素则有三种同位素:普通水氧同位素(称为"标准氧",符号为16O)、稍稍重些的2个原子量的氧同位素(称为17O),以及更加重量的3个原子量的氧同位素(称为18O)。这些同位素的含量比例因地域和年代而不同,即使是同一个城市的两杯白开水,它们含有的水分子中的氢、氧同位素的相对含量也不完全一致。
除此之外,水的分子自己都有着不同的市场定位,不同的类型有特殊的应用。有人称赞“天然水”非凡,但同样的,制药厂家也考虑了这一点,选择用加入大量氢氧化钠的水,以化学反应制成药品。
此外,目前在化学领域还存在着很多的未知领域,包括新型结构化材料、催化剂以及精细化学品制造原料,等等。而水的化学性质也在不断被深入研究和挖掘,尤其是其在环境治理和资源利用方面具有积极的作用,这个应用市场也无限广阔。
可以这么说,水的化学性质还有许多未被愉快的探索,这门课程的学问也不止于表面化学反应方程。对于我们消费者而言,对于所购买的每根食品加工线上、每个生活用水过滤器上出现的化学名称,我们应该多了解一些背景知识,提高水的品质意识,以保证自己的身体安全和舒适。