假如你洗澡的时候,素周期表里的素挨个朝你飞来,会发生什么? 从H开始,每分钟飞来5g下一种素,会发生什么? 欢迎你再来洗澡!上次你在老伏家里已经认识到了所有的素,并且知道了怎么对付它们(但对于某些素来说,唯一的方法就是等死)。所以相对于上次,这次也许你会洗的更轻松。 开始洗澡。 最先进来的5gH氢和5gHe氦依然对洗澡没有影响,这是无聊的十分钟。 等等,我得先讲一下第一周期的轨道(以免你太无聊):s轨道。它是一种球形轨道,可以装两个电子。因为第一周期的电子能级是1,所以它被称为1s轨道。氢素的电子排布是1s1,没错你可能已经猜到了,氦素的电子排布是1s2。从此,1s轨道装满了,在第二周期我们得用2s轨道。(在这里,还有一种新的轨道迎接你) 当你还在想第二周期的轨道是什么样的时候,一块长的像食盐的白色固体飞进浴缸并开始冒着气泡,你开始怀疑自己的脑子:这次第一个飞进来的素怎么是白色固体,我怎么记得是银白色金属啊?事实上,Li锂是以LiH的形式进来的,它遇到水会生成氢气和氢氧化锂,产生的氢氧化锂溶解(是不是和你第一次洗澡的时候不一样啊?)。虽然氢氧化锂溶解量并不大,但是LiH分解产生的氢气会增大锂与水接触的表面积从而让反应持续进行。 【原理:氢素的s轨道是半满的,这使得它即可以失去它唯一的电子(通常是这样),又可以获得一个电子。LiH当中的氢素表现为罕见的氧化性(你也可以这样理解:还记得对角线规则吗?H,Be,Al呈对角线关系,Be和Al都是两性素,所以H也是两性素,可以和碱金属反应)。(我们把你绕晕了)】 接下来四号素Be铍飞了进来,它也会与水反应,只是产生的氢氧化铍也会阻止反应。因为你有了上一次洗澡的经验,所以你并不害怕。但是你要小心,你只要碰到铍,就会中毒烂到骨髓。所以你弯曲你的腿以避开它。(猜想:似乎氢氧化铍会与氢氧化锂生成四羟基合铍酸锂,因为有四羟基合铍酸钠。) B硼,C碳进来的时候你都感到有些无聊,因为你上一次都经历过了。 在硼飞进来的时候,你又碰到了一种新的轨道:p轨道,它时哑铃形状的轨道,同样也只能装两个电子。但是一共有3个p轨道,所以它总共可以装六个电子。s轨道和p轨道将陪你一直到第四周期,在那里又有一种新的轨道。通过讲电子轨道的知识,你又消磨掉了这无聊的十分钟。 N氮会以氨气的形式进来,不过它现在没有什么用,我们把它装在集气瓶里,以便日后反应。 O氧是以O3的形式进来的,但是它现在也没有用,所以我们也把它放在集气瓶里。由于臭氧会分解成氧气,所以集气瓶内还挂着一个紫外线灯以维持臭氧的量。 (呃,好吧。其实我们想要在这时扔进一瓶硝化甘油,但是鉴于你的手上抹了肥皂我们就不这么做了,因为要白白浪费一枚复活币。) 【说到硝化甘油,就不得不重新定义一下爆炸。我最近看了西奥多•格雷写的《视觉之旅•奇妙的化学反应》。(你知道我的行文为何如此,得逞了吧?告诉你,在这之前我就是这么写文章的。)教科书上把爆炸定义为:物质在有限的密闭空间里剧烈燃烧并放出大量气体。但是这是不对的,这取决于反应速度。而反应速度又取决于燃料于氧化剂接触面多大与燃料多么易燃。这就是为什么氢气会爆炸,因为它在点燃之前已经和氧气充分混合,就等火源,然后……Bomb!所以爆炸不是说一定要在密闭空间里才能进行的,只要易燃的燃料和氧化剂充分接触之后点火,在开放的空间里就可以爆炸。但是有时候爆炸还是需要密闭空间的。你把一堆火药点燃并不会爆炸,因为燃烧所产生的热量把燃料推开,所以热量聚集不起来,就不会增加反应速率(温度越高反应越快)。所以如果把火药聚集在一个小管子里再拿弹壳压住燃料(就像书里说的),点燃燃料以后就会爆炸。硝酸甘油分子又是燃料又是氧化剂,如果你点燃它就会分解成水,二氧化碳和氮气,但是不会爆炸。因为它分解的速度不足以发生爆炸。硝化甘油的硝基使得它的化学键不稳定,所以撞击时也会分解,产生的冲击波会以超音速(7.5千米每秒)传播,冲击波所到之处的分子瞬间就分解了,分解分子所产生的能量又会维持冲击波。所以一瓶十厘米高的硝化甘油在撞击之后仅仅13微秒(0.000013秒)后就全部分解成了气体并且温度达到了约5000摄氏度(别忘了气压越大温度越高),然后不到一毫秒那个瓶子就只剩下了残渣。(这就是我们为什么不给你硝化甘油的原因)所以爆炸是有冲击波的,因为非常快的化学反应导致了冲击波的产生。但愿我把爆炸讲清楚了?但是如果考试的话你还是按照教科书来吧。】 你在这时继续复习这关于sp轨道(以及硝化甘油)的知识(同时抓紧时间享受这短暂的洗澡时间,因为你知道后面会发生什么)。 但是第九号素F氟会以二氟化氧的形式进来。你没听错,是二氟化氧,不是二氧化氟。这是一种淡黄绿色的气体,可以和干燥的空气反应生成二氧化氮和三氟化氮。不过F2还是首先会和H2反应。所以你看到的是一团红棕色和黄绿色混合起来的气体飘进来然后迅速爆炸,NF3还会推波助澜,提供额外的F与H2爆炸。你最终还是会被HF毒死。 我们为你充上一枚复活币。 此时NO2还会飘到水上,和水生成硝酸,把你腐蚀掉。 我们只好又给你充上一枚复活币。 【获得成就:死亡第一(?)次】 HF和HNO3我们把它们收集起来,装进瓶子里,以便日后反应。 第十号素Ne氖进来的时候,为你赢得了宝贵的休息时间。(氖气装进了瓶中) 然后Na钠飞了进来并开始与水剧烈反应。有了上次洗澡的经验,你把Na带着水捧起来,我们赶紧拿出烧杯以盛放Na和NaOH,否则你会把它扔到地板上。你开始洗手,被NaOH灼烧的感觉真不好受啊。 此时Mg镁飞进了浴缸,但你继续在愉快地洗澡,因为你知道不会发生什么的。事实也就是如此了。我们把Mg放进了被稀释成极稀的硝酸,生成了H2,N2O和硝酸镁。照例,N2O装进了集气瓶里。 Al铝飞进来的时候也是什么事也没有,于是我们把放在烧杯里的NaOH又倒进了浴缸。你想起了上次洗澡时被四羟基合铝酸钠咬全身时的场面,于是赶紧跑了出来。可是已经晚了,四羟基合铝酸钠还是与你反应了…… 为了安慰你,我们送给你一枚复活币。 接下来是Si硅,它相当稳定,让我们忽略它吧! P磷是以白磷的形式进来的,它沉到了水底,有了上一次的经验,你要尽可能的远离它。 S硫以硫块的形式进来。记得泡在水里的白磷吗?给你一张滤纸,一把小刀,一根木棍和一个夹子。是的,用夹子夹起白磷,然后放在滤纸上,用小刀切下一小块粘在木棍上制成火柴,扔进氖气瓶里,剩下的白磷放回浴缸以免它自燃。然后我们把硫块和碳拿走,经过一系列的处理,制成二硫化碳。我们把它装在烧杯里给你拿过来,同时还拿来了剩余的碳放进浴缸里。还记得放在集气瓶里的N2O吗?好,把二硫化碳倒进N2O瓶子里,把火柴从氖气瓶里取出来,然后敞开氖气瓶。为了让你的眼睛不受伤害,我们先给你戴上墨镜,然后再在外面套一个护目镜。好了,让火柴自燃,把N2O瓶子敞开一会儿(此时你开始哈哈大笑),把火柴丢进去…… 你:????? 你的眼前发生了神奇的一幕:集气瓶中出现了极其明亮的闪光(尽管你带着墨镜),并且随着反应的继续,伴随着如同犬吠的声音,集气瓶爆炸,你壮烈牺牲。 复活币-1。 当你复活后,你发现浴缸里漂浮着些许硫粉,空气当中有酸味,你无法呼吸。我们打开了排风扇,以便继续实验。 这就是著名的“狂吠之犬”实验,据说由李比希演示这个实验,是最壮观的科学实验之一(显然不应该在浴室做这个实验)。将二硫化碳和一氧化二氮混合点燃即可,生成了氮气,一氧化碳,二氧化硫和硫单质(这也就是你为什么不能呼吸的原因)。
化学狗吠实验toithoi2https://www.zhihu.com/video/ 【这即是狂吠之犬实验】【化学视频建议大家看toithoi2的】 我们把硫粉压密,变成硫块。一氧化碳和二氧化硫通过排风扇排出去了。 Cl氯是以ClO2的形式进来的,它是一种红黄色气体(我现在还搞不懂什么叫红黄色),消毒能力是等质量的氯气的2.63倍。所以恭喜你获得奖励:免费消毒剂。当然前提是你不在浴缸里。二氧化氯具有强烈的刺激性气味,极强的腐蚀性和毒性。并且在你温热的洗澡水中会分解成为次氯酸,氯气和氧气,次氯酸还会爆炸分解成为盐酸。在这样的环境下,细菌自然活不了,然而你也会因为二氧化氯中毒而死。 顺便说一下,当你复活醒来的时候,你会发现浴缸里充满了白色的胶体,那是因为盐酸和四羟基合铝酸钠反应生成了氯化钠和氢氧化铝。 Ar氩是稀有气体,根本就是来打酱油的。 接下来是K钾,它会漂在水上燃烧,你同样把它带着水捧起来,扔到附近的烧杯里面。(你的烧杯放在哪里?在浴缸旁边的柜子里和台子上) 同样,氢氧化钾和氯气反应掉了。 Ca钙飞了进来,和浴缸里的氢氧化铝胶体(它们怎么还在这里?)反应生成四羟基合铝酸钙。不过,钙还是更喜欢碳酸,于是你的浴缸里又充满了白色的东西(氢氧化铝和碳酸钙)。和你上次洗澡时一样,我们更换了洗澡水(此答主真是恶心,居然到现在才换洗澡水),并且为你的素们准备了它们最喜欢的茶包。 【素盘点: 茶包里面有什么:氢氧化锂(猜想会有四羟基合铍酸锂),铍,硼,少量的碳,少量的铝,硅,白磷,少量的硫,碳酸钙 集气瓶里面有什么:氨气,臭氧,氟化氢 细口瓶里面有什么:还剩余一些硝酸 抽风机抽掉了什么:一氧化碳,二氧化硫 空气当中有什么:微量氯气,少量水蒸气,二氧化碳,氦气,氖气,氩气 下水道里有什么:四羟基合铝酸钠,氟化钠少许,氯化钠,氯化钾,次氯酸钾 这即是剩下来的主要物质】 接下来你又会遇上一种新的轨道:d轨道。同样,它也只能装两个电子。但是有5个d轨道,所以它可以装10个电子,我们现在虽然在第四周期,但是d轨道还是3d轨道。d轨道的电子只有前一周期的电子能量,因为3s和3p的电子不欢迎它——第三层轨道太挤了,而它们人又那么多,所以3d电子只好找第四层轨道上面的空位了。在第六周期,我们还会碰到新的轨道。由于从素周期表上看,过渡金属就像是两边的过渡,所以叫过渡金属。 言归正传。你也许猜到了,飞进来的不可能全部都是单质,不然就没有意义了。 21Sc钪,是一种稀土素,大多数和铝一起造合金,铝钪合金强度大,密度小。不过,如果飞进浴缸,就会生成氢氧化钪和氢气。氢氧化钪不溶于水,我们把它压实,放进茶包里。 22Ti钛,是重量强度比最好的金属,最重要的化合物是二氧化钛,这玩意儿有多种用途,我就不说了。不过七彩钛晶十分漂亮,我们扔给你一块七彩钛晶以供观赏。 23V钒,它的化合物五彩缤纷(五氧化二钒有剧毒)。人体需要一点钒,具体原因还不清楚。我们扔进一块钒,你左看右看觉得没意思,就把它扔进茶包,继续看着七彩钛晶。 24Cr铬,最硬的金属。它的化合物也是五彩缤纷的,以前的画家们(还有油漆)很喜欢用铬酸铅作颜料,只是铬酸铅有剧毒,如今已经停止使用。我们扔进来一块铬,但愿不会砸到你的肚子。 25Mn锰,高锰酸钾我就不说了。锰是一种人体必须的微量素,但是如果摄入量过大,就会导致一系列的神经疾病。我们扔进来一块锰,它的表面很快氧化,你把它扔进茶包(手里继续看着七彩钛晶)。 26Fe铁是种家喻户晓的素,你想到了上次洗澡时的高铁酸钠。不过这次我们就扔进来一块铁,你把它从水里捞出来看看。你开始惊奇:铁原来没有想象中的那么硬!其实因为纯铁太软不堪使用且会生锈,所以我们生活中的铁都会被造成合金,合金都比金属硬,所以你知道为什么了吧。说道生锈,看看你手中的铁,已经有点生锈了,你手上有些许铁锈,你把它扔进茶包后不停地在不停地洗手。 27Co钴就没有铁那么有名了,它似乎也没有进入到你的生活中。但是维生素B12里面有一个钴原子,这是在生活中除了蓝色玻璃以外钴素和你见面的唯一方法。如果我们给你扔进来一块含有5g钴素的维生素B12,那么你可能十辈子也吃不完。所以我们把你那块Si拿出来(你以为是给你做小鸭子?),经过了处理变成个蓝色钴玻璃瓶以观测钾的焰色反应,但是由于钾已经表演完毕,你把它放进一个茶包里(那个茶包装满了)。 28Ni镍,你开始害怕起来,因为上次洗澡时的四羰基合镍给你带来的印象深刻。我们扔进来了一块镍,它的表面生成了氧化膜阻止反应。顺便说一下,美的硬币都是由铜镍合金制成的,铜镍合金还用于制造乐器。 接下来你看见一块金子飞了进来,在一番庆祝后你开始思考:怎么这么快就到金素了?好像这是在骗我……29Cu铜,30Zn锌以黄铜的形式一起出场,黄铜有很多的应用,我就不说了。你端详着这块黄铜,手一滑,掉到装有硫粉的茶包里了,于是你的黄铜变成了铜。我们赶紧把铜收集起来装到安瓿瓶里并把瓶口封死。 31Ga镓,发光二极管里面就有镓。我们扔进来一块镓,它掉在了你的手上并且融化,你把它放进了一个小烧杯。(我们不能让一大串LED飞进来,因为那样会对你造成伤害。) 今天到此为止
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