水——一种异乎寻常的物质
“一种异乎寻常的物质。它的物理-化学性质差不多全是破格的[反乎自然状态所期望的],”科学家们说。他们所谈及的是新近发现的奇特化学物质吗?
不。他们所谈及的是普通的水!
使水这么特殊的是什么呢?其中之一是水分子的形状。它的两个氢原子附着在氧原子之上很像玩具熊的两耳,因此水分子是一边较重的。这使水分子发挥像细小的磁石一般的作用,阴极被氧原子拉向下,阳极则被氢原子扯向上。
你若使物质磁化,它们便会胶着在一起,水分子亦然。由于这缘故,水分子具有高度的“表面张力。”因此水在平滑的表面上成滴,组成许多细小的水山,似乎蔑视地心吸力一般。你若以另一种表面张力较小的液体,例如酒精,试验一下,便会发觉情形大为不同!
热使所有分子震动而彼此分离,可是“胶着的”水分子却能吸收大量的热而不致变成“分开”,或蒸发出去。假设你能从一块冰和一块金提出所有的热——使之冰冻至所谓的绝对零度,即华氏零下460°(摄氏-273°)。现在开始把金和冰两者以同样比率加热。等量的热会使金的温度升高得比冰更快。当金融化时,冰依然处于华氏零下300°(摄氏-184°)的“冰冷”状态!
由于水能吸收这么多的热,我们的确可以为了地球的大部分布满了水而庆幸。地球表面在白昼受着大量来自太阳的热所照射。一到夜间,热力突然停止供应。倘若海洋的水没有吸收巨量的热,然后逐渐放出以缓和阳光的效果,而地球每24小时便经过一次这样剧烈的改变,地上的生活就会苦不堪言了。
水分子的形状也影响到它结冰的方式,水结成冰之后比液体状态需要更多空间,这意味到冰会浮在水面。
请想象一下,水在这方面若非异乎寻常就会有什么事发生。每年冬天沉在洋底的冰会越积越多,夏天的阳光不能透进而将其融化。海洋不久就变成冰硬,只在夏天有一层薄薄的水。可以蒸发的水量既少,陆地便会遭受旱灾。于是地上的生物就难以生存了。
我们的生活在许多方面都有赖于水分子异乎寻常的形状。这是偶然的巧合吗?抑或这反映出一位慈爱的造物主的超卓智慧?
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水分子