h2o是什么 H2O特殊含义


提及化学式,再没有比H2O更耳熟能详的了。

水并非一种元素,而是一种化合物,这一发现是现代自然科学最非凡的成就。

实验过程相对简单,只需让两份氢气与一份氧气发生化学反应。反应过程激烈,伴随着轰鸣的爆炸声。爆炸是这堂化学课的起点。如今广为人知的H2O化学方程式,要从现象中推导出来,却是一项多么艰巨的任务。一次化学实验往往有多种不同的解释。每种物质和每次变化,都是化学家眼中的谜团。他们目睹物体的嘶嘶声和噼啪声,知道发生了反应,但不知具体情况。他们也无法区分单质和化合物,元素和化合物。通过思考和新的实验,他们揭开了谜团,却往往又带来了新的谜团。

两份氢气加一份氧气——水由此诞生。这个体积比非常精确,二比一,不多不少。这可能是巧合,但在气体领域,许多化学反应都具有简单的整数体积比,如一比一、二比一、三比二等。这是由天才的意大利自然科学家阿莫迪欧·阿伏伽德罗(1776—1856)率先提出,他断言,相同体积的气体中包含相同数量的粒子。这并非漫无边际的猜测,而是一种尝试,否则人们不可能揭示原子世界的奥秘。

也就是说,一份氢气中的粒子数量,与一份氧气中的粒子数量相等。由此推断,氢气和氧气发生化学反应时的比例为2:1,最终产生一份水蒸气。我们由此得到了化学分子式H2O,标志着这节课的学习目标达成。实践的日子到来了,我从蔼可亲的器材管理员那里拿到了一个一米长的设备,包括玻璃注射器、反应管和气瓶。我开始实验,结果却出人意料:得到的不只一份,而是两份水蒸气。

两份氢气和一份氧气反应后,最终得到了两份水蒸气。

据称,一家精神病院曾寄出一封非正式信件,发表于1860年的《化学新闻》杂志上。其中一位化学家承认,水的分子式问题令他备受煎熬,最终精神失常,甚至大脑完全萎缩。这篇文章的标题为《一个悲伤的故事》。

直到十九世纪后半叶,化学家们才最终就“正确”的水的化学分子式达成共识。

如今,H2O的水分子式已成为永恒的化学知识。化学中一个简单的分子式,确实类似于哥白尼式的变革。哥白尼反抗了旧思想家的主观知识,甚至反对《圣经》中关于太阳绕地球转的教条。同样,化学家们证明了水实际上并非人们千年来所认为和传授的那样是一种元素,而是一种化合物。现代科学知识颠覆了传统理论,同时奠定了自己的基础。随着化学家们发现新物质,谜团接踵而至,必须通过进一步的实验和借助其他物质来解谜。对于化学家而言,化学分子式首先揭示了一个谜底,回答了物质组成的疑问。

对于门外汉來說,分子式本身就是个谜,它究竟代表什么意思?

化学分子式的发明具有实用性。因为它就像一个烹饪配方:一旦掌握了化学分子式,至少在理论上就知道如何合成相应的物质。例如,用于染色牛仔裤的蓝色染料靛蓝,只要知道了它的化学分子式,就可以通过人工方法合成。但对于水来说,这种认知意义不大。是的,人们可以用氢气和氧气合成水,但如果你口干舌燥地在大草原上行走,掌握这些知识又有何用处?

換句话說,由于化学分子式可以在化学反应网络中定位一种物质,并能解释如何从其他物质中合成该物质,因此它对自然科学具有重大意义。化学分子式对这些问题提供了答案,对研究物质转化的专业人士非常有帮助。它有显著的作用,也能加深人们对水的理解。尽管如此,也不应对此过分夸大。它并非水「物质」本身,更像是一种回答一个大多数人从未会提出的问题。