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神奇的水


化學先生 / 2019-05-21

  水在自然界到處可見,如從天而降的雨水、奔流不息的河水、從地下酒上來的泉水。它充滿著江、河、湖、海,分散于大氣、土壤和動植物體內(nèi)。

   地球是太陽系八大行星之中惟一被液態(tài)水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結(jié)下來并形成海洋。也有觀點認為,形成地球的星云物質(zhì)中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始神奇的水地殼中硅酸鹽等物質(zhì)受火山影響而發(fā)生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現(xiàn)在地球上的水還在不停增加。
   當我們打開世界地圖時,當我們面對地球儀時,呈現(xiàn)在我們面前的大部分面積是鮮艷的藍色。從太空中看地球,我們居住的地球是一個橢圓形的,極為秀麗的蔚藍色球體。水是地球表面數(shù)量最多的天然物質(zhì),它覆蓋了地球70%以上的表面。地球是一個名副其實的大水球。
   也許有人會間:這么多的水是從哪兒來的?地球上本來就有水嗎?

   地球剛剛誕生的時候,沒有河流,也沒有海洋,更沒有生命,它的表面是干燥的,大氣層中也很少有水分。那么,如今浩瀚的大海,奔騰不息的河流,煙波浩渺的湖泊,奇形怪狀的萬年冰雪,還有那地下酒動的清泉和天上的雨雪云霧,這些水是從哪兒來的呢?
   原來地球是由太陽星云分化出來的星際物質(zhì)聚合而成的,它的基本組成有氫氣和氮氣以及一些塵埃。固體塵埃聚集結(jié)合形成地球的內(nèi)核,外面圍繞著大量氣體。地球剛形成時,結(jié)構(gòu)松散,質(zhì)量不大,引力也小,溫度很低。后來,由于地球不斷收縮,內(nèi)核放射性物質(zhì)產(chǎn)生能量,致使地球溫度不斷升高,有些物質(zhì)慢慢變暖熔化,較重的物質(zhì),如鐵、鎳等聚集在中心部位形成地核,最輕的物質(zhì)浮于地表。隨著地球表面溫度逐漸降低,地表開始形成堅硬的地殼。但因地球內(nèi)部溫度很高,巖漿活動就非常激烈。火山爆發(fā)十分頻累,地殼也不斷發(fā)生變化,有些地方隆起形成山峰,有的地方下陷形成低地與山谷,同時噴發(fā)出大量的氣體。由于地球體積不斷縮小,引力也隨之增加,此時,這些氣體已無法擺脫地球的引力,從而圍繞著地球,構(gòu)成了“原始地球大氣”。原始大氣由多種成分組成,水蒸氣便是其中之一。
   水蒸氣又是從哪兒來的呢?組成原始地球的固體塵埃,實際上就是衰老了的星球爆炸而成的大量碎片,這些碎片多是無機鹽之類的東西,在它們內(nèi)部直歳著許多水分子。即所謂的結(jié)晶水合物。結(jié)品水合物里面的結(jié)晶水在地球內(nèi)部高溫作用下離析出來就變成了水蒸氣。噴到空中的水蒸氣達到飽和時便冷卻成云,變成雨,落在地面上。聚集在低法處,逐漸積累成湖泊和河流,最后匯集到地表最低區(qū)域形成海洋。
   水的名目那么多、其實都是一種東西,究竟是什么呢?
   水的真面目第一次被人們識破。是18世紀中葉。那時。英國有個化學家普利斯特里,常常愛給朋友們表演魔術:他拿了個“空”瓶子,在朋友們面前是了幾下。然后。他迅速地把一支點著的蠟燭移近瓶子。“啪!"”的一聲瓶口吐出了長長的火活。但立刻又想滅了。朋友們異常興奮。原來,這位魔術師在瓶子里早已裝滿兩種無色氣體一氫氣與空氣。氫氣與空氣混合后燃燒,會發(fā)出巨大的聲響。起初。普利斯特里只是給朋友們變變魔術而已。可他并沒有發(fā)現(xiàn)變完魔術后,瓶子里還有一位神秘的“客人”。終于有一天,普利斯特里現(xiàn)瓶壁上有不少水珠!普利斯特里起初以為自己的瓶子沒擦干,于是他用干燥的氫氣、干燥的瓶子,一次又一次地試驗。最后,終于證明:氫氣在空氣中燃燒(與氧氣化合)后,變成了水。換句話說,水是由氫與氧組成的。后來,不少科學家繼續(xù)研究證明,一個水分子里,含有兩個氫原子和一個氧原子。

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