你知道嗎--現代科學中的100個問題

第18部分 (第1/4頁)

&nbsp；__

這樣高的壓力對於能否把下沉的船保持在水中沒有任何影響。從各個方向對船所施加的壓力是相等的，向下的壓力和向上的壓力幾乎完全相等，因此十分明顯，不管壓力怎樣增大，船還要繼續下沉。

但還有另一個因素。壓力能壓縮水，並增加水的密度。水的密度是否能變得非常高，以致這種高壓使得沉船停止下沉，而懸浮在密度較大的深海中呢？

不！壓縮效應是非常小的。甚至在每平方厘米1。1噸的壓力下，水的密度僅由每立方厘米1。00克上升到1。05克左右。如果一個固體的密度為每立方厘米1。02，那麼，它確實會沉到水下去，並在約4。8公里深度處被浮力止住，不再進一步下沉。然而，普通結構材料的密度大大地大於1。05。鋁和鋼的密度分別為每立方厘米2。7克和7。8克。金屬船會一直沉到最深的海底深淵，絲毫沒有上浮的機會。

但假定海洋還要更深，那麼，一根鋁棒是不是會達到最大的深度而不再下沉呢？回答仍然是：“不會的！”

如果海洋大約深67公里（而不是最多11公里深），洋底的壓力就會上升到每平方厘米約7噸，水的密度則上升到每立方厘米約1。3克。然而，在這個時候，水已不再是液體，而會轉化成一種稱為“冰Ⅵ”的固體物質（冰Ⅵ的密度大於水，而“冰Ⅰ”——普通冰——的密度則小於水）。

困此，鋁和密度大於每立方厘米1。3克的任何其他物質，只要海水是液體，就會一直在海里繼續沉下去，最後停落在普通海底或冰Ⅵ的固體表面上。液體水的密度決不會大到足以浮起固體鋁，更不用說固體鋼了。

第82節

電子處在圍繞原子核的一些稱為“殼層”的同心球上。對每個元素來說，每個殼層上都有固定數目的電子。當最外面的的殼層上有8個電子時，這種排列特別穩定。

不過，假定一個元素有這麼多個電子，以致當其中的8個被安置在某一個外殼層上時，還有少數幾個多餘的電子必須安置在一個更靠外的外殼層上。這少量最外層的電子（帶負電荷的）只受到位於原子中心的帶正電荷的原子核的微弱控制。

最外面的這些電子很容易轉讓給其他原子，因此，原來那個原子現在所剩下的就是最外面殼層上8個電子的穩定排列。

化學反應關係到電子的轉移，因此，一個容易失去一個或多個電子的元素，會容易地發生電子轉移的反應，這種元素就是“化學上活潑的”元素。一般來說，超過8個的電子數目越少，它們越容易轉移：那個元素就越活潑；因此，最活潑的元素，就是電子數比8多一個的那些元素，也就是隻有一個電子位於最外面殼層上的那些元素。

舉例來說，這樣的元素有鈉，它的電子排列在三個殼層上（2，8，1）；還有鉀，它的電子排列在四個殼層上（2，8，8，1）。

電子的內殼層趨向於把最外面的那個孤零零的電子與帶正電荷的原子核隔離開來。中間的殼層越多，原子核對最外層的電子的控制越弱，因此，這種電子也越容易轉移。因此，鉀比鈉活潑，銫（2，8，18，18，8，1）更加活潑。

比銫還更活潑的是鍅（2，8，18，32，18，8，1），但一次只能研究它的幾個原子，甚至連它的最穩定的同位素的半衰期也只有21分鐘。因此，銫是最活潑的穩定金屬元素。

現在假定一個元素所具有的構成最外面殼層的電子數太少，不夠8個。這些原子趨向於接受若干個電子來湊成必要的8個。因此，它們就容易發生化學反應，因而是很活潑的。

一般來說，湊成8個電子所需要的電子數目越少，接受電子的趨勢就越大。因此，在這類元素當中，最活潑的元素就是原子最外面殼層上含有7個電子的那些元素，它們僅僅需要一個電子就可以湊成8個電子。

舉例來說，這樣的元素有氯，這種原子的電子排列為2，8，7；還有溴，它的電子排列為2，8，18，7。

在這樣一些元素的情況下，原子核的吸引力越強，把那個失去的電子拉過來的趨勢越大。電子的內殼層的數目越少，原子核周圍的隔絕作用就越小，那個原子核的拉力就越大，而元素也就越活潑。

在這種型別的元素當中，電子殼層數目最少的是氟，它的電子排列為2，7。因此，氟是一切非金屬元素中最活潑的。

第83節

與其他元素難以發生化學反應或根本不發生化學反應的元素稱