第九课（科学二阶段）

这节课算是复习，或者是对元素周期表中的常见元素和电子的行为进行拓展和延伸。

原子的半径为10的负十次方米，0.1纳米这么大。而可见光的波长在390—760纳米之间。换句话说，人眼是永远都无法通过光的反射看到原子的。曾经看过一部BBC纪录片《眼见一定为实吗》，在微观世界，需要逆向思维，眼睛看不到的世界真的存在吗？不仅存在，而且还五彩斑斓。

所有的化学反应都发生在电子层面，得电子失电子，如果改变物质的温度、浓度、压强等，会促成不同的化学反应。但相同的条件下，同族的元素则会发生同样或类似的化学反应。庞老师播放的那则视频中显示，将锂、钠、钾、铷分别放入水中，都会将多余的电子甩给自电离状态下的水，水在自电离状态下变成氢离子和氢氧根离子，得到电子的氢离子变成氢气。水是自然界中神奇的存在，会发生自电离状态，但其浓度很低，低到10的负7次方摩尔浓度，因此不会改变其中性性质。如果说万物生长靠太阳，太阳是NO1，水可以排到NO2，或者与太阳并列NO1也不是不可以，不可或缺。

如果对原子进行无限压缩，突破电子云（即原子直径距离）层面，力量到达原子核，就会遭到强大的排斥力影响，产生巨大的能量。氢弹就是这么得来的吧？有趣的是，氦原子是由氢原子聚变产生的。除了氦原子之外的第八族元素，其最外层的电子是8个，符合稳定的八隅体结构。所谓的八隅体结构，即同一周期元素的价层电子都拥有与惰性气体相同的电子排列的趋势。能量释放以后会达到一个相对稳定的状态。

为了加深大家的理解，庞老师举了一个特别有趣的例子：女人怀孕生孩子的过程。怀孕的过程中，妈妈处于高能量状态（高激素，脾气暴躁），生孩子过程类似于能量释放（大喊大叫，打人骂人），月子里通过不停出汗等来调节激素水平，最后达到一个正常的激素状态。原来，女人生完孩子月子里爱出汗并不是因为身体虚弱，而是在自行调节激素水平，毕竟，身体在怀孕时期和平时是有很大的不同的，再次感叹造物主的奇妙。中医上的“虚、寒、弱”等概念，实际上只是个人感受，并非物理事实。就像人类的耳朵只能听到20—20000赫兹这个频率的声音，那么，低于20或者高于20000赫兹的声音就不存在了吗？答案当然是否定的。

有微友在群里分享了一则关于航母的科普知识：燃料动力航母，自带燃料8000吨，日耗600吨，续航12天。出行时总有一艘和它差不多体量的油轮跟随着，油轮载油2.5万吨，可供航母续航一个月。身后的拖艘油瓶如果被击中，那航母就寸步难行了，可以被定点打靶。而美军十一艘航母全部是核动力，仅依靠自身携带燃料即可续航50万海里，可绕地球20多圈。看到这个我心里就产生了一个疑问：不管是核聚变还是裂变，都能产生巨大的能量，将其运用到航母上，有那么难吗？有朋友说，搞出核反应堆设计不难，但要做出来很难，很容易眼高手低。涉及面太广，找矿和开采就很不容易，铀矿含量太低了；然后是环境问题，还有材料科学问题，以及相关的其它一系列问题。一般是要举国之力的，也只能是举国之力。

咱们还是来研究一下电子，尤其是最外层的电子的行为。带电荷的原子是稳定的，因为符合八隅体结构；但同样也是活泼的，因为其带电荷，会吸引中性的物质，也会对带电荷的其他物质产生吸引力或排斥力，比对中性物质产生的吸引力更大。人体内含有很多的微量元素，如钠、钾等等；也有大分子结构的氨基酸，存在很多电压点，电荷不均衡的地方。人体想要保持青春活力，就需要更多的氧离子来激发人体蛋白。

Angela的问题成功的激发起大家的讨论热情：度假胜地总是将其环境中丰富的负氧离子作为卖点来宣传，真的有用吗？度假区一般植被覆盖率比较大，在阳光的照射下，氧气分子之间碰撞的概率大大增加，产生更多的带负电荷的负氧离子，可以吸引带正电荷的物质，让人体蛋白更加活跃，相应地整个人都会显得荣光焕发有活力。这也部分回答了杨同学的问题：电子云既然是概率的多少，价电子为何以失去或得到几个电子来计量？事实上，电子云表示的是电子在哪一层活动的概率，而非电子个数的概率，每一层满员情况下的电子个数是确定的。庞老师解释的价电子是作为最活泼最调皮最作的、且喜欢跟其他原子拉扯的电子。电子云的概念准确的描述了电子在原子内部的运动方式。如第一层S轨道上的球波，第二层P轨道上的纺锤等。

所有的科学研究都是先提出模型，然后设计实验进行证实，证实不了的就推翻重来，得到证实的再归纳成理论。似乎只有爱因斯坦是先提出理论，然后他的理论经过一代又一代科学家的实验证实，来证明他的理论是正确的。爱因斯坦是在他的大脑当中完成实验证实这个环节的吗？

相信只要是学过化学的人都知道俄国人门捷列夫，我们看到的资料都是由他来完成化学元素周期表的制作。问题是，这么大的成就为何没有获得诺贝尔化学奖呢？原来，各种元素的发现并不是哪一位科学家的完成的发，而是很多科学家世代努力的结果，甚至有好几种元素只是在外太空才存在。而门捷列夫做了归纳整理的工作，也是非常了不起的工作。

庞老师说下节课学习化学键，期待ing。