- 主题:电子得失对化学和物理过程的意义 (转载)
【 以下文字转载自 Science 讨论区 】
发信人: pilibeibei (有鸟在阜,不蜚不鸣), 信区: Science
标 题: 电子得失对化学和物理过程的意义
发信站: 水木社区 (Fri Feb 6 00:07:06 2015), 站内
记得很早以前版上就讨论过这个问题,开一个帖子说一下我的看法吧,不当之处欢迎指正。
首先,“电子得失”是一个客观的过程,说它究竟是化学过程还是物理过程,在我看来是一个主观的行为,取决于研究者的目的。
一个最简单的例子,丝绸与玻璃棒摩擦生电,显然发生了电子转移,这个过程绝大部分人都会认为是物理过程。但是,如果从微观上深究摩擦生电的本质,会发现必然是某些硅酸盐晶胞失去了电子,这与金属钠变成钠离子是相似的,而后者我们称为化学变化。
那么,为什么同样失去电子,一个被称为物理过程,一个却被称为化学过程呢?很简单,摩擦生电这个实验,大多数研究者都是关心得到的电的特性,而对玻璃棒本身是否发生了变化不关心,或者说,在这个过程中的化学反应微不足道,不值得作为一个化学现象来看待。同样的,钠原子变成钠离子,空间中必然也生成了电场,但是没有人会把它当做一个物理过程来研究,因为相比这个过程的化学效应来说,物理的意义要小很多。
这样,也可以解释金属导电、半导体、光电效应为什么被视为经典的物理现象。但是,化学家也可以以自己的认识和角度来介入这些领域,在有机半导体和导电高分子领域,化学家也提供了大量新的思路。
提到光电效应,我其实一直还存在这样一个困惑:对一个孤立的锌原子,是否还存在光电效应?如果存在的话,这个过程究竟是归结为物理过程还是化学过程更合适?当然,也许这时候直接用量子力学来解释就行了。至于量子力学的归属,化学家、物理学家、数学家似乎都有话要说。
有很多物理学家说,化学只是物理的一个分支;也有很多化学家说生物只是化学的一个分支;最后数学家们出来说,你们都是数学的分支。
我想很多人都听过这个笑话。我个人坚持认为每个学科都是平等的,都需要付出超乎寻常的智力、毅力、体力。即使把化学看做物理的一个分支,就像理论物理家与实验物理家、电动力学家与固体物理学家
、玻尓与爱因斯坦之间的分别一样,你可以有偏好,但决不能轻视任何一方。
作为一个以化学为职业的人,我乐于这样理解不同的学科:数学是解释这个世界是什么样子的,物理是解释这个世界是怎么运行的,而化学则是解释这个世界是怎么创造的。
当然,这句话肯定会引起争论。就好像“
电子得失”可以用数学、物理、化学、生物等不同方式来理解一样,与其盲人摸象,不如并力向前。当我们彼此争论得面红耳赤时,永远不要忘记,在这个宇宙中正有不计其数的电子在永不停息的舞蹈。而我们对它们的理解还远远达不到我们应该达到的程度。
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修改:pilibeibei FROM 211.100.51.*
FROM 211.100.31.*
说物理是数学的分支,化学是物理的分支,云云,这也太失真了。最多说物理是数学
的应用,化学是物理的应用。 即便这么退步,也还是很不准确的,各学科都有属于
本科学的特别内容。
关于数学,我主张把数学从其他学科分开,它不属于科学。因为其他学科都有实证
要求,数学谈不上实证问题,但是有无所不在的逻辑自洽要求。而且现代数学的大
部分内容对其他学科不产生任何应用价值,并且也不用指望以后能产生应用价值。
有应用价值的大都是早期发展起来。
【 在 zhjx (V(~ω~)V) 的大作中提到: 】
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FROM 211.99.222.*
这个人的观点虽然不能严格称之为错误,但较为非主流
毕竟氧气-臭氧的反应称之为电化学氧化还原反应,我是不太能接受
【 在 relic (遗迹) 的大作中提到: 】
: 说物理是数学的分支,化学是物理的分支,云云,这也太失真了。最多说物理是数学
: 的应用,化学是物理的应用。 即便这么退步,也还是很不准确的,各学科都有属于
: 本科学的特别内容。
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FROM 159.226.25.*
我认为不需要那么较真物理变化和化学变化的术语和定义。那是个方便讨论的集合
名词,但是总有它概括不了的微妙情况。就像男人和女人,活着和死了,貌似定义
很清楚,其实也有处于居间地带的不能良好归类的情况。
【 在 Archers (无法) 的大作中提到: 】
: 这个人的观点虽然不能严格称之为错误,但较为非主流
: 毕竟氧气-臭氧的反应称之为电化学氧化还原反应,我是不太能接受
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FROM 211.99.222.*
你没有认真看我的回复。我的意思是:第一、氧气放电生成臭氧是电化学反应;第
二、这个反应过程中涉及到电子的得失。我的回复里根本没有提到氧化还原反应。
我觉得你是把有电子得失的反应都当做了氧化还原反应,这应该是高中教育的误导。
可以看看这两个气态反应:H2+D2=2HD、H2+Cl2=2HCl。如果让高中生来回答的话,前者显
然不是氧化还原反应,后者显然是氧化还原反应。但是如果从微观过程来深究的话,这两
个反应真的有那么大的差别吗?生成HD过程中,氢和氘的电子云会老老实实的只待在各自
的原子核周围吗?
【 在 Archers (无法) 的大作中提到: 】
: 这个人的观点虽然不能严格称之为错误,但较为非主流
: 毕竟氧气-臭氧的反应称之为电化学氧化还原反应,我是不太能接受
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FROM 61.135.243.*
我赞同这种观点,其实在金刚石和石墨中就存在着这种中间地带。例如,把一块金刚
石分割成两块,必然涉及到C-C键的断裂,按照定义可以算发生了化学变化,严格来说两
块小的金刚石与一块完整的金刚石在最外层电子的分布上是有差异的,但是实际上这种差
异在宏观的化学反应中已经微弱到体现不出来了而已,所以无论从理论还是应用中,这都
是一个标准的物理现象。但是如果把石墨沿着垂直于石墨平面的方向分开的话,所产生的
悬挂键会有很多独特的化学和物理特性,这一点在石墨烯领域还是很受关注的。
【 在 relic (遗迹) 的大作中提到: 】
: 我认为不需要那么较真物理变化和化学变化的术语和定义。那是个方便讨论的集合
: 名词,但是总有它概括不了的微妙情况。就像男人和女人,活着和死了,貌似定义
: 很清楚,其实也有处于居间地带的不能良好归类的情况。
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FROM 61.135.243.*
行吧,我把你和上上上个人看岔了,道歉。我明白我跟你的分歧,
还是那话,在化学领域,“电子得失”公认是用来描述氧化还原反应的,你说的电子得失
跟这个狭义的电子得失完全不是一码事,拿来较劲更是无聊,专门琢磨文字的严谨性更无
意义
【 在 pilibeibei (有鸟在阜,不蜚不鸣) 的大作中提到: 】
: 你没有认真看我的回复。我的意思是:第一、氧气放电生成臭氧是电化学反应;第
: 二、这个反应过程中涉及到电子的得失。我的回复里根本没有提到氧化还原反应。
: 我觉得你是把有电子得失的反应都当做了氧化还原反应,这应该是高中教育的误
导。
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修改:Archers FROM 159.226.25.*
FROM 159.226.25.*
我倒不是不能接受模糊的定义
但我比较不能接受明知有原有定义,却掏出来跟文字较劲的
【 在 relic (遗迹) 的大作中提到: 】
: 我认为不需要那么较真物理变化和化学变化的术语和定义。那是个方便讨论的集合
: 名词,但是总有它概括不了的微妙情况。就像男人和女人,活着和死了,貌似定义
: 很清楚,其实也有处于居间地带的不能良好归类的情况。
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FROM 159.226.25.*