天才一秒记住【畅想小说网】地址：http://www.cxtra.net
从某种角度来看，喝水被认为是世界上最简单的事情。
水实际上是一种极为简单的物质，但要研究它的特性却并不简单[51]。
水是我们赖以生存的基本物质，长期以来一直被视为一种元素。
在希腊传统文化中，水与土、火、气一起代表着四种元素[四元素理论（stoicheia）]或根[四根（rhizomata）]，一切存在的物质都来源于这些元素。
但是这里的元素并不是化学意义上的元素，要想从化学角度来了解水，我们必须等到18世纪末。
法国伟大的化学家安托万·洛朗·拉瓦锡发现，水是由氢和氧这两种元素结合而成。
一个水分子（H2O）由两个氢原子与一个氧原子构成。
两个H-O键之间形成104.45°的夹角。
由于氧比氢吸引电子的能力更强（氧具有更强的电负性），所以形成H-O键的电子对不是对称分布在两个原子之间的，而是更靠近氧原子。
因此，这两个H-O键是极性共价键，表现为氧原子带部分负电荷（δ-），氢原子带部分正电荷（δ+）。
这使得水分子的行为就像微小的电偶极子一样（电偶极子就是指两个分隔有一段距离，电量相等，正负相反的电荷），水的许多特性都是因为它是极性分子。
我们可以用很简单的实验方法来验证水分子的极性。
稍稍打开水龙头，让水呈细流状流出来，然后用一根事先用布擦过的棍子（塑料或玻璃的）靠近水流（用布擦是为了使棍子带电），我们会看到细细的水流被棍子吸引，水流路径偏离垂直方向。
无论棍子带正电还是负电都会发生这种情况。
极性水分子受外界电场的影响就会相应地改变其运动方向。
如果我们用非极性**（如汽油）代替水，就会发现**流向不会有任何偏离。
水分子的极性还可以解释其他事情，比如为什么冰的密度比液态水的密度低。
极性分子之间，一个分子的正极部分和另一个分子的负极部分之间会产生吸引力。
这种吸引力称为偶极-偶极相互作用。
如果是极性水分子，带正电荷的部分就是氢原子。
由于氢原子电负性极小，它可以在两个水分子之间进行交换，以至我们再也分不清它是属于哪一个水分子。
在这种情况下，水分子间的相互作用是一种特殊类型的偶极-偶极相互作用，我们称为氢键，氢键使水分子之间紧密连接。
这就解释了为什么与类似物质[如硫化氢（H2S）]相比，水的沸点更高。
在常压下，当温度降低至0℃时，水开始凝固，水分子在氢键作用力下按照六边形的几何形状逐渐排列起来（氢键具有极强的方向性）。
这种排列方式使水分子之间的平均距离比水液态时更远，因此，冰的密度比液态水的密度低8%左右。
冰的密度比水的密度低，这又可以解释为什么人们会在冰上滑倒（还记得我们在第一章第4节中说过什么吗）。
你站在冰面上的时候脚底总是很滑，但实际上你不是在冰上滑倒的，而是在水上滑倒！
让我们看看这是为什么吧。
随着水的凝固，水的体积会逐渐增大，变成冰（这就是为什么在冬天无人居住的山区房屋中，人们要把水管排空，目的就是防止水凝固后体积增大使水管爆裂）。
但是如果将冰块进行压缩，则有利于融化。
当我们踩在冰层上时，我们的体重会使鞋底产生压力。
这种压力会使冰块局部融化，从而在脚下形成一层薄薄的液态水膜，我们就是在这上面滑倒的（在水坑里不会发生这种情况，因为下面是粗糙的路面，会产生摩擦力，但是在湿润光亮的路面上则会发生）。
南极探险家莱因霍尔德·梅斯纳尔（ReinholdMessner）的说法证实了这一点，在极低温度（-30～-40℃）的冰面上人根本不会滑倒。
因为即使受到我们的重量挤压，极低的温度也会阻止冰的表面融化。
同样的原理我们还可以解释为什么冰川会不断向下游移动。
冰川的巨大重量施加巨大的压力在冰岩分离表面，这些压力使冰块部分融化，然后冰川在形成的液态水层上向下滑动。
最后，还有一种魔术也是利用了相同原理，这是一种有趣的现象，称为复冰现象（regelation）。
如果我们在一块冰上放一根钢丝，钢丝两端系有砝码，用来增加钢丝线在冰块上的压力，慢慢地钢丝就会陷到冰块里面去，直到完全穿过冰块。
本章未完，请点击下一章继续阅读！若浏览器显示没有新章节了，请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单，退出阅读模式即可，谢谢！