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失去电子牵绊的质子可以附着在其他分子上,改变这些分子的行为。
在氢离子(H+)存在的情况下,很难发生的化学反应也有可能会发生,难溶于水的分子在氢离子(H+)的帮助下也会溶解在溶液中。
如果氢总是失去电子变成氢离子(H+),事情就会简单得多。
但实际上,它也可以得到一个电子变成氢负离子(H-)。
但氢负离子(H-)只在氢原子和其他原子共用电子时才发挥作用。
氢键是三个原子之间共用的纤细的电子桥,氢原子位于这三个原子的中间。
氢键改变了游戏规则,正是它让生命成为可能。
氢键使水保持液态,让冰浮于水面。
氢键的威力既强大到能让DNA双链结合在一起,但又弱到能被轻易分开,我们的生命密码(DNA)信息才可能被读取和复制。
元素周期表的架构是根据各种元素的性质设计的,相似的元素更可能排在一起。
但是氢元素却很难定位,因为它太多才多艺了。
它可以得到一个电子,变成带一个负电荷的氢负离子(H-),这正是卤素(第七主族)的决定性特征。
有些卤素是气体形态,比如氟气、氯气,氢在这一点上和它们很相似,但这种相似之处也就到此为止了。
也是因此,在某些不常用的元素周期表上,氢会位于卤素的顶端——当然,它大部分时候都在第一主族(碱金属)上方,或者孤悬于外。
从另一方面来看,氢可以失去一个电子,变成带一个正电荷的离子,这是第一主族(碱金属)的主要特征。
虽然表面上看,氢和碱金属一点儿共同点都没有,因为氢是气体,而第一主族都是固态的金属。
许多科学家认为,只要施加强大的压力将氢原子挤压到足够紧,氢也会变成“金属”
,但到目前为止,地球上还没有人能达到足够的压力[1]。
如果氢出现在第一主族的上方,设计者通常会给氢赋予不同的颜色,以示区别,或者干脆留出一些空隙,让它显得非常独特。
总之,氢是一种很难在元素周期表上找到位置的元素,因为它太特立独行了。
然而,在已知的宇宙里,大约四分之三的原子都是氢原子。
所以,并不是氢与其他元素格格不入,其他元素才是少数派。
[1] 2017年1月26日《科学》杂志报道,一个哈佛大学的研究团队在495吉帕的气压下成功制得固态金属氢,但仍有争议。
——译者注(以下注释如无特殊说明,均为译者注)。
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