化学元素中的氢
实验室k / 2018-12-06
早年,飞艇是用氢气充气的。当时德国最大的飞艇以兴登堡总统的名字命名,载客往返于大西洋两岸、1937年5月6日,兴登堡号飞艇正在美国新泽西州莱克赫斯特海军航空总站上空准备着陆,但一场灾难性事故使它在32秒内被大火焚毁,97名乘客中有61人死里逃生,36人罹难。关于失火的原因有多种说法。有一种说法是.当时雷雨交加,兴登堡号飞艇穿过雨云时,机体充满了负电荷。当机组人员将湿透的绳子抛下地面准备停泊时,这些绳子就起到了接地线的作用。飞艇的金属架因接地而充电,机壳便开始升温,高度易燃的涂料开始自燃。也有说法认为遇难的乘客不是被氢气烧死的。可能是基于这样的说法,自那次事故以后,飞艇便改用氦气充气。
氢占可见宇宙重量的75%。氢通常是无色的气体,但在太空中,大量的氢吸收太阳光,形成了壮观的景象,如哈勃太空望远镜所看到的位于巨蛇座的鹰状星云。
遥望夜空,群星闪烁。那是它们在把巨量的氢嬗变为氦。单单我们的太阳每秒就消耗掉6亿吨氢,把它转化成5.96亿吨氦。想想看,每秒6亿吨,即使在夜晚也一样。
那么,另外的每秒钟400万吨到哪里去了呢?它们按照爱因斯坦的著名公式E=mc2转変成了能量。其中大约每秒3.5磅(1磅=0.4536千克)所创造的福祉降临到了我们的地球,赐予我们黎明的光辉、白天的温暖和黄昏的余晖。
太阳对氢的惊人消耗养育了我们大家。氢对于我们生活的重要性越来越家喻户晓。氢和氧的结合形成了云彩、海洋、湖泊和河流。氢和碳(6)、氮(7)、氧(8)结合在一起构成了所有生物的血液和肉体。
氢是所有气体中最轻的——甚至比氦还要轻,也非常便宜。这就是早年的飞艇错误地使用氢的原因。你们大概听说过兴登堡号飞艇灾难的故事。公正地说,那些乘客是摔死的,而不是被氢气烧死的。在某种程度上说,氢用作汽车的燃料比汽油更安全。
氢是最丰富的元素,最轻,也最为物理学家所钟爱。氢只有一个质子和一个电子,用量子力学公式可以精确地对它进行计算。但是,一旦遇见了拥有两个质子和两个电子的氦,物理学家几乎就要甩手,让化学家去对付了。