第117章 重塑化学

强人记事 用户98481452 3815 字 20天前

强:您讲的不像农民工进城,更像难民。

梦:或许吧!许多农民工见识了外面的花花世界,就不再想回老家务农。过量的钙磷无孔不入,什么工作都干,什么工厂都进,迅速激活了市场经济,进入短暂而虚假的繁荣。

强:用工荒解决了,市场繁荣了,为什么繁荣短暂而虚假?

梦:与市场萧条期完相反,血钙浓度过高使神经、肌肉、筋腱过度兴奋,过度兴奋的后果过度疲劳,进而兴奋性抵抗。钙离子对钠离子内流有竞争性抑制作用,血钙升高时,钠离子内流相对减少,使神经肌肉细胞的兴奋性阈值升高,导致肌肉收缩无力,患者可能出现肢体软弱、乏力等症状。长期高血钙会促使钙盐在血管壁沉积,导致血管钙化,使血管弹性降低,硬度增加,进而引起血压升高。血管钙化还会增加动脉粥样硬化的发生风险,影响心脏、大脑等重要器官的血液供应,引发心脑血管疾病。

强:我又是真在怀疑,您究竟是在讲生化理论呢,还是在社会学呢,钙、镁、磷这些元素真的像是有感情的生命。

梦:万物皆有灵。在宏观的视角下各种元素都是死物,僵尸在星球的视角中同样如死物;在夸克的尺度每个原子又如庞大的星球,僵尸又如浩瀚的宇宙。一切差异都是不同视角产生的错觉。

强:钙离子与镁离子为什么总纠结在一起?在细胞内钙离子能抢占镁离子位置,阻碍镁离子的发挥作用。

梦:钙离子与镁离子具有很微妙的关系。在细胞内钙离子的目的是进入钙库,钙库的作用是操控内质网来完成加工生产,内质网就像大型的精密加工机床,而钙离子就是操作机床的高级钳工。钙离子是精细操控的大师,负责DNA的代谢转录;而镁离子是普通钳工,负责蛋白质的合成调控,辅助蛋白质酶完成生化反应。二者的分工不同,钙离子并不是有意给镁离子捣乱,而是钙离子的级别高,镁离子遇见钙离子会主动让座。你懂什么是达者为师吗?你懂什么是尊师重道吗?

强:懂了。细胞内那么多离子,唯独钙离子有专门的钙库居住区,原来是对高级钳工的优待。我过去还在怀疑:明明细胞内镁离子的贡献更大,为什么镁离子在钙离子面前低一级。原来是普通“钳工”对“大师”的尊重。为什么钙离子占据镁离子的位置,蛋白质的功能就失效了?

梦:因为钙与酶的执行的标准不同,钙离子的能力就像用微雕的钻头绣花,而镁离子的能力是用大型钻头开山裂石,当钙离子占据了镁离子的位置后,小钻头做的精细但没有大钻头的工作面面大,效率低。所以钙离子占据镁离子的位置,并不是无所事事,而是用手术刀砍树,效果聊胜于无。

强:钙离子和镁离子都是2+价的同族元素,为什么有这么大差别?

小主,

梦:钙离子与镁离子看似很像,实际二者天壤之别。僵尸的化学科技树点歪了就是麻烦,如何给你解释呢?还是用氦原子举例吧,我过去讲过氦原子内部的2个电子进入原子的极轴,形成1条慢键,而钙离子内部相当于有2条类似慢键的轨道,其实并不是慢键,而是极键。

强:极键有什么性质?

梦:氦原子是一对电子被拉入极轴的中心轨道,这个中心极轴贯穿原子漏斗的两极,这个极轴轨道就是极键,极键属于特殊的共价键。镁离子是在氦原子的基础上多出10个电子,第1层轨道占满8个电子,第二层又多出2个电子。而钙原子是在氦离子的基础上多18个电子,第1层和第2层轨道各占满8个电子,第3层多出2个电子,而这2个电子类似氦原子,又组成了第二条极键。钙原子拥有2条极键,具有合力作用,产生比镁原子更大的核磁作用,可以抢夺镁离子的位点。由于极键只排列的极轴上,作用范围很小,钙就像明代武将头盔顶的尖刺;而位于普通电子轨道的电子分布范围很广,镁就像武将挥舞的链锤。

强:镁离子的第二层电子为什么不能成为极键?

梦:因为两层电子才能形成一条极键,每条极键容纳2个电子,以极键为中心每层只能排布8个电子。两层电子轨道能容纳1条极键,这样极键对应的电子数形成16象限。镁元素在第二层电子轨道内,极键已经被氦点位占满了。而钙原子刚好进入第三电子层,刚好多出1条新极键。所以氢、钾、氦、钙都是极键物质,而锂、钠、铍、镁是普通电子轨道物质,虽然都是1+价、2+价的物质,但性质迥异。

强:按照您的说法,每层电子轨道是上下叠加的“糖葫芦”形,而不是平面的同心圆扩大。

梦:是的,所以每层电子只有8个。我也很好奇,僵尸为什么将电子轨道模型想象成同心圆呢?而且在如此错误的模型下还能推导出元素的部分规律。

强:难怪过去我在化学的学习中总是迷茫,为什么元素排序只有前20是顺序,20以后就错乱了。尤其是同心圆的杂化轨道理解起来太混乱了,电子轨道按照您这个上下叠加的模型,清晰多了。每层电子都是8个,再加上极键轨道,18个元素一个循环,真是具有简洁的美感。

(作者提示:我在本章结尾的评论区附了新的“化学元素周期表”的图片,先看图片有利于理解下面的内容。)

梦:这就是大道至简,元素周期表的作用是——总结元素的性质和变化规律,正确的模型排序能够帮助你们更好的理解物质宇宙,尤其是指导材料学的发展。将化学元素按照横向排列重新绘制,用“甲、乙”表示极键,普通电子轨道用“丙丁戊己庚辛壬癸”表示8个电子位点,共形成10个元素族。然后按照“2+8+8的组合”作为一个循环组,这样118个元素共形成七个循环组,14层普通电子轨道,由此形成按元素顺序排列的、简洁的元素周期表。

强:前三个循环组1~54号元素的排列挺顺利的,将每列作为同族共性的元素,甲族元素为:氢、钾、铷;乙族元素为:氦、钙、铯;丙族元素为:锂、钠、钪、铜、钇、银;丁族元素为:铍、镁、钛、锌、锆、镉;戊族元素为:硼、铝、钒、镓、铌、铟;己族元素为:碳、硅、铬、锗、钼、锡;庚族元素为:氮、磷、锰、砷、锝、锑;辛族元素为:氧、硫、铁、硒、钌、碲;壬族元素为:氟、氯、钴、溴、铑、碘;癸族元素为:氖、氩、镍、氪、钯、氙。

梦:前54个元素排列的很好,形成三组6层的表格。前三个循环组可表示为 “一元、二元、三元”, 6层电子轨道,可用“1甲、2甲、3甲、4甲、5甲、6甲”来命名。