氧 氧是地球上含量最丰富的元素，氧的化学性质十分活泼，它能与元素周期表中的大部分元素起反应，形成种类繁多数量巨大的氧化物大家族。地球上的山川、岩石、土壤、江河湖海里的水都是氧化物。
　　氧气的价电子速率很高，蕴含较大的动能，所以氧在与其它物质起反应时，氧的价电子总是降低速率，放出大量的热量，使反应十分剧烈，如：燃烧、爆炸；但有时的氧化反应十分的平静，悄悄地、顽强地进行，如：铁生锈、铜生锈。氧的这些特性，都是由其二个活泼好动的价电子所引起的：
　　氧的原子序数是 16 ，内层电子按2、8，排列，十分稳定。外层的6个价电子不可能在原子周围形成均布的运转，于是有4 个价电子在次外层，剩下二个价电子在最外层，这些个电子不仅速率很高，而且最外层电子受内层电子的牵连较小，速率的可塑性很大，能快能慢，所以氧的化学性质十分活泼，能与许多物质起反应，生成了种类众多的氧化物。
　　氧原子的半径很小，二个最外层价电子速率很高，它最喜欢与原子半径小、价电子速率高的氢、碳相结合。所以人们就利用氢或一氧化碳从其它氧化物中把氧给结合出来，提纯别的物质。于是人们就把这些更易于与氧结合的物质叫做还原剂。还原剂与氧化物中的氧结合形成新的氧化物。而原来的氧化物失去了氧，形成了纯的物质，这就是化学中所学的氧化还原反应。
　　氢元素的原子半径也很小，价电子的速率也很高，所以氧很乐意与氢结合，一个氧与两个氢的结合就形成了水，形成了占地球表面70% 的江湖、海洋。

　　水 水是我们最常见的物质，我们天天喝水、用水，动植物的生存都离不开水，水是生命之源.人们把水的凝固点作为记录温度的零点，并把水的沸点定位100℃.即把水的相变点作为温度的标尺。人们已经知道它的成分是一个氧、 两个氢的组合，即H2O。氢与氧的结合释放了大量的能量，一个氧、 两个氢的结合使得共有的价电子数正好是8个，所以水是氢与氧所处在的稳定状态，价电子速率相对很低，是该两元素的核外电子释放了能量之后的低能量状态，价电子速率已经很低，再也不能向外释放能量。那种说在水中加入少量的物质就能点灯、能开动汽车，显然是骗人之谈。
　　水以云雨溪河湖海云的形式在自然界旅行。然而至今，大自然给其娇女--水所盖的面纱还没有揭开，人们对水的倩容，既看得见、又看不清；她既楚楚动人，又深遂神秘。现有理论对水的许多特性的解释往往是不尽人意的，我们天天喝的、用的水竟给世人留下这么多的谜：
　　烧水时为什么水开之前总是丝丝作响，水开了就不响了？
　　为什么水在4℃ 时密度最大，4℃ 以下时越冷，反而体积胀大？
　　热水、冷水各一杯，同时置于冰箱冷冻室，为什么热水先结冰？
　　为什么水在低气压下沸点降低，在高原上不易把饭煮熟？
　　雪花为什么是六边形的？

　　水的自然蒸发 H2O 在0℃到100℃之间是我们最常见的液体--水，它亦具备前述液体的构成和性质。
　　一个氧和二个氢原子结合成的二个连环的结构元，形成一个水分子，这是组成水的基本单位。在这些结构元中，价和电子的旋转线路不是在一稳定平面，而是旋转时在一定的角度范围内扭转，因而其电磁力的方向不稳，水分子挤在一起成链、成团，时合时分。
　　水中含有少量的氧分子，鱼就是靠水中的氧生活，这些氧气在水中有时与H2O中的氢结合、把氧置换出来，从而增加了水的活力，增加了水中某些分子的价和电子的速率。在氧气分子中的价和电子的速率较水中的氢氧结构元高得多，这些高速率的价和电子进入水中，使一氧二氢组合成的二连环的结构元具有花生状的饱满壳层，斥力使之与周围的水分子推开距离，升到空中，形成水蒸汽。这就是水的自然蒸发。
　　水的自然蒸发的重要条件是要与空气充分的接触，所以小口瓶里的水自然蒸发得慢，盘子里的水自然蒸发得快。空气流动快时，空气中的氧气窜入水中的机会增多，水中的含氧量增加，含氧量增加了，也就加速了水的自然蒸发。有风天晾的衣服干得快，就是这个道理。
　　温度低时，空气中的氧气时时降低速率，价和运转的线路由橄榄球状产生破口，形成鼓状，借破口处的电磁力造访水中，使水中含氧量增加；温度高时水中的氧速率加快，由立交鼓状运转进入球状运转，氧结构元斥力增加逃逸出水中，使水中含氧量减少。所以闷热天鱼常常感到缺氧。

　　水烧响了 我们平时（在一个标准大气压下）烧开水时，水温到了80℃ 以上，我们就可以听到水中发出丝丝的响声。人们都有这个经验：水响了就是快开了，水开了就不响了。
　　水为什么响？小孩们常常提这个问题，我翻了几本"十万个为什么"，其中也没有提及这个问题。
　　水烧热了，价和电子的速率升高，旋转扭角增大，电磁力方向散漫，分子间的引力越来越小，成链成团的水分子，都要挣开先前所在的链或团，为大规模的汽化作准备。无数个分子在挣开羁绊时，都会与背后的分子"碰撞"，都会引起振动，无数个振动的"大合唱"就是烧水时的丝丝声。
　　水开时，这些H2O中的链或团基本都扯开了，响声也就渐渐没有了，二连环的结构元基本独立，从里到外与周围的分子推开距离，跃向空间，水沸腾了。 水的密度 水在4℃ 时密度最大，高于4℃ 时，具有一般物质的共性--热胀冷缩，其原理是价和运转的半径在温度高时略有增加。怪的是在低于4℃ 时它却反常--冷胀热缩。这是自然在给人类出难题，还是有意露出蛛丝马迹，施展自然的魅力，引人入胜。
　　前已叙及，在水中，结构元是成链成团的挤在一起，在温度降低到4℃ 以下时，价和电子的速率降低，趋近平面运转，准备进入固体状态，由于水是双连环的结构元，其价和运转所趋近的平面时，是两个相互垂直的平面，电磁力也是在相互垂直的方向趋稳，电磁力试图把邻近的双连结构元相互联系到相对固定的位置。这样就导致了分?quot;氢氧氢--HOH"之间的电磁力的对位，使分子结构元间排开位置，为凝固作准备，不象4℃ 时或以上时挤在一起，故而占据较大的空间。温度越低，价和运转的线路越平正，电磁力对位越正，分子之间的间隙越大，参入对位排列的分子越多，占据的空间更大。此时就形成了水的冷胀现象。（如图7-1）
　　　　水的结构 　　　　　　　　　　冰的结构

　　　　　　　　　　图7-1水与冰的结构

　　到结冰时，所有的价和电子都在相对固定的平面稳定运转，电磁力更为稳定，使得分子之间进一步对正位置、拉开距离、排列整齐，所以冰也是冷胀热缩，而且冷胀力量很大，在隆冬，冰常常冻裂了水管、水龙头。正是因为冰的密度较小，浮在水面，保护着冰层以下的生物。
　　在很低的温度条件下，二氧化碳也会由气态相变成液态，直至固态，二氧化碳凝固时"氧碳氧--OCO"也存在拉开对位，所以二氧化碳凝固时也会冷胀。在很低温度条件下，冰或干冰所有的结构元都对位整齐后，温度再降低，它们又会出现冷缩。
　　前面所讲的固体是单一的金属和非金属，或是其内部嵌合其他元素，如：钢是铁中嵌合着碳；食盐是氯中嵌合着钠，其内力分别是电磁力和价和力。它们的结构元之间对位自然整齐，不存在拉开距离对位，所以不会冷胀，仍然保持着热胀冷缩。
　　而冰和干冰等化合物则是另一种固体，它们的价和运转首先结合成双连的结构元--分子，低温时，两价和运转逐渐近于交叉的平面，分子之间靠这种价和运转所透出的电磁力相互吸引，形成固体。所以这种电磁力的对位不准、间隔较大，于是就导致了这类固体物质的内聚力小。这就是书中所介绍的范德华力，其实质仍然是电磁力。

　　姆潘巴问题　　当姆潘巴还是一名小学生时，老师带着他们做水的结冰实验，姆潘巴把一杯冷水和一杯热水同时置于冰箱冷冻室中，奇怪！热水先结冰，老师以为他搞错了杯子，把杯子作好记号再做，还是热水先结冰。他们把这一问题寄往有关科学杂志，这一问题也引起了科学界的困惑，于是就有了这有名的姆潘巴之谜。
　　在姆潘巴问题中，有一个物质运动惯性的问题，一个价和电子的运动惯性是微不足道的，但是整体物质的价和电子的运动惯性却是不可忽视的。大家都知道0℃的水与0℃ 的冰并存，把冷水缓慢地降温到0℃ ，水还是水，并不结冰，即水的价和电仍然维持着原来的运动方式。把水降温到0℃以下，当水开始了结冰，再回到0℃,这时的水会都结成冰。这就是说水经过过冷之后，尽管是部分价和电子的运转由立交进入到平面，然而这种运动方式一旦开始，所有的价和电子都将按这个趋势进入新的运动状态。
　　在水中，分子之间的结构元是成链、成团，时接时分的。温度降低时，水分子的二个价和运转由立交的扭转，转变成二个垂直的平面运转，如图5--1，结构元之间电磁力方向由紊乱变得稳定，结构元连成连续稳固的架体结构，水就结成冰。
　　置于冰箱中的冷水与外界温差较小，核外电子向外界轻微地辐射出电磁波，同时缓慢地降低自身的价和运转速率。因为温差不大，这种辐射和降温一般在物质的表面，整体物质降温还有一个从内向外的传递过程，需较长时间才能使整体的价和电子的运转由立交逐步地归顺到有序的平面运转，使水结冰。
　　而冰箱中的热水与外界温差大，降温幅度很大，物质表面和内部的核外电子向外界迅速地辐射出电磁波，很快地降低自身的价和运转速率，先冷部分价和电子的运动线路立即由扭转归于平面运转，使得电磁力的方向由扭动转为稳定。稳定有序的电磁力使得周围扭动的电磁力迅速归顺，较快地形成固定对位的连续架体，热水也就较快地结成了冰。

　　气压与沸点 液体的沸点，一般都随周围大气的压力变化，当气压低时，水的沸点就降低。在6000多米的高原上，气压较低，水到80℃ 就开了，水开始了全面的汽化，温度不再升高，饭也煮不熟。而在压力锅内，由于气压高，价和电子必须得有很高的速率才能达到沸腾，所以锅内的温度也高，超过了100 ℃，这样，用压力锅做饭菜很快就熟了。
　　由于在气体的分子中，价和电子是在进行立体运转，运转所形成的壳层使分子之间相斥，压力大时，分子之间距离被迫靠近，价和电子所产生的斥力相互干扰，各核心就增大价和电子的速率以增大斥力，及斥力的频数（每秒每一部位出现的次数）价和电子的速率高物质的温度就升高。反之，压力减小，分子之间距离增大，价和电子的速率相应较低。
　　水在较大的压力之下，价和电子必须有更高的速率，才能产生足够的斥力，以形成汽化。而要使价和电子有较高的速率，必须得有较高的温度，所以压力大时，水的沸点就高。
　　在高原气压低时，水的价和电子的速率不需很高，就能有足够的斥力，分子间就已经能够推开距离，达到了发生汽化的条件。即水温不是很高时，内部汽化已经发生，所以沸点较低。

雪花 待写

　　酸性与碱性 我们在中学就学到了物质的酸碱性的知识，酸性与碱性是物质的重要的化学特性。可是书中没有交待物质的酸碱性是怎么来的？其它的化学书中也没有谈及这个问题。下面我们就从物质价和电子的运动入手，讨论酸碱问题。

　　碱性 在碱中必定有氧，而且氧的最活泼的二个价电子中，一个价电子与氢原子结合，另一个价电子与其它金属的原子结合，就形成了碱，如NaOH 。碱性物质有很强的腐蚀性，只有与酸性物质起反应后碱性才能减小或消失。
　　在碱性物质中，一边为氢氧结合，氧的一个外层价电子与氢仅有的一个电子形成价和运转，在这个所形成的结构元中，二个价和电子运转的速率与该其故有的速率一致，运转的半径也与故有半径相同，所以形成的此结构元十分牢固稳定，一般不易解体，人们称之为"原子团"。
而在另一边，氧的另一外层价电子降低速率，与一个价电子速率较慢、半径大得多的金属形成价和运转。所以氧和氢那边的价和电子运转了几圈，氧与金属这边的价和电子才运转一圈。这种两边不等的运转对中间的氧原子来说是不和谐的，它急于要找到一个速率高、半径小的价和运转轨道，这种运转轨道哪里有？氢原子或含氢物质是最理想的，所以在碱性物质中，不舒展的氧总是在溶液中与水争夺氢。有机物一般都含有氢，所以碱性物质极易与有机物发生反应，此反应破坏了有机物原来的构成，表现出很强的腐蚀性。
　　物质的碱性，实质上是氧元素的两个最外层价和电子运转不同步、不和谐造成的，其中的一个价和电子运转的线路长、速率慢，与故有的速率相去甚远，与另一边的价和运转不同步、不舒展，因而表现出的趋向或达到故有速率；趋向同步运转的特性。

　　酸性 酸性物质一般都是由氢与其它元素化合而成，氢与这些元素的化合一般都是使共有的外电子数趋近稳定状态。氢原子的半径小，仅有的一个电子速率极高，在酸性物质中这个电子与另一元素结合成结构元。由于这另一元素的原子半径一般都比较大，价电子的速率也比氢元素的价电子故有速率低得多。所以，在这样低速率的价和运转中，不能满足氢原子核各面对电子的需求，这些不满足、不舒展的氢原子在溶液中不断地与水中的氢争夺、交换位置，以求得与氧舒展的结合。然而这种结合只能是暂时的，从整体上看，酸中的氢是不舒展的。于是酸性物质强烈地具有与半径小、速率高的氧原子结合的趋势。这种趋势的实质就是酸性。
　　氧元素的价电子的故有速率与氢相近，而且在碱性物质中，其氧原子中的一个价电子是不舒展的，所以酸性物质有强烈的与碱性物质结合的趋向，如果遇不到碱性物质，浓酸则与空气中的水亲和，与水亲和会使自身得以稀释，即会有更多的机会与水中的氧结合、换位。于是有的升到空中与水蒸汽结合，如盐酸；有的则把空气中的水汽拖入溶液中，如浓硫酸。
　　酸的这一亲氧、亲水的特性，使酸易于与有机物结合，以争夺其中的氧。宏观的表现就是有强烈的腐蚀性。

　　在浓酸中，不舒展的氢不断地加快自身的价和电子速率，力争在溶液中与水中的氢换位、与氧结合。而酸在稀释后，溶液中的水的含量相对增加，使得这种换位相对容易，于是氢的价电子速率降也有所降低，宏观的表现是稀释时放热。稀酸中氢的价电子速率较低，能与一些金属及其氧化物反应。所以浓酸与稀酸的化学性质有所不同。
　　酸能与一些活泼的金属起反应，让金属顶替酸中不舒展的氢的位置，氢则置换出来，两两结合成为氢气。

　　顺便说一下，在文中经常提到，由价和电子和结构元构成各种物质，这各种物质，当然也包括有机物。有机物一般是由碳、氢、氧等几种原子半径小、价电子速率高的元素所组成，这几种原子在一起，它们的价电子能舒展地相互结合，十分协调。因此才能组合成性能较稳定、形式多样、丰富多彩的有机世界。
　　正是因为有了这些协调稳定的价和运转，才能把相同或不同原子结合成稳定的结构元；价和运转所形成价和力、电磁力使得结构元相互结合、吸引，有机物才膴形成；才能构成较大的分子；有机物才能在一定条件下形成生命，生命才能进化。