费曼物理学讲义(第一卷 請勿用 中,爆炸是如此迅遽,以致没有时间形成二氧化碳)訉形成了大逯的一氧化碳.在许多这种 重新排列的过程中,火量的能量被释放出来,依反应条件的不同而形成爆炸、火焰等等.化 於学家研究了这些原子的排列况,发现每一种物质都是某种类型的原子的排列 为了说明这个概念我们来考虑另一个例子.如果我们走到一个紫罗兰花圃里去我们 知道那是一种什么香气.这是某种分子或者说原子排列钻进了我们的鼻子.首先,这种分 利子是怎样钻进来的呢?这很容易.假如香气是飘浮在空气中的某种分子,它们就会到处晃 之动四面八方地撞来撞去,很可能偶而钻进了我们的鼻子,肯定分子并不想特别进入我们的 嗅觉器官.在挤成一堆的分子中,大家都无目的地到处徘徊而碰巧有一些分子却发现自己 原来已到达人的鼻子中了 现和,化学家可以取一些象紫罗兰香气这样特殊的分子进行分折,然后告诉我们原子在 空间的精确排列,我们知邈二氧化碳分子的结构是筒单而 对称的:O一0-一O.(这也很容易用物理方法来确定,)然 384而即使对化学中那些非常复杂的原子排列,人们也可以通 过长期的、卓越的探索工作来查明其排列方式.图1-9是空 空气中的男』气中紫罗兰香气图.我们再一次发现有氮氧以及水蒸气 Ⅺ(为什么这儿有水燕气?因为紫罗兰是湿的所有的植物 子都会蒸发水气.)然而我们还看到一个由碳原子氧原子及 图1-3 氢原子组成的“怪物”,它也选择了一种特殊的排列形式这 种形式比二绒化碳的排列远为复杂;事实上,它是一种极为复杂的排列.遗憾的是,我们无 法画出所有那些在化学上已确实知道的情况,因为所有的原子的精确排列都是三维的而我 们的画面只是二维的.六个碳原子组成了一个环,但它不是扃平的,而是一种“皱褶”的环 环的所有角度和间距都已知道所以一个化学式貝是这样的分子的一个画象当一位化学家 把它写在黑板上时,粗略地说,他是在二维空间里“画”图.比如,我们见到六个碳原子组成 的一个“环”,在一个端点还悬挂着一条碳“链”,链的第二个端点的碳上有一个氧原子,还有 三个氢原子连在那个碳原子上,两个氢原子和三个碳原子竖在这儿等等 化学家是怎样发现这种排列的呢?他把几瓶东西混合起来,如果变红了,就说明,在某 处有两个碳原子与一个氡原子联结在一起;如果变蓝了,就说明根本不是那么一回事这是 所做过的最奇妙的探索工作之一——有机化学.为了发现极其复杂的阵列中的原子排列 化学家观察两种不同的物质混合后究竟会发生什么事?当化学家描述原子的排列时,物理 学家从来不怎么相信化学家了解他在谈论的是什么.大约在20年前就能在某些情况下用 物理方法来研究这些分子的排列(不完全象我们这个分子那样复杂,只包括了它的一部分), 而且能通过测量而不是观察颜色来确定每个原子的位置,嗨!你瞧!化学家几乎总是正确 的 结果,实际上紫罗兰的香气里有三种略为不同的分子,其差别仅在于氢原子的排列不 同 化学的一个任务是给物质命名,从而使我们知道它是什么,给这种形状起个名字看看 这个名称不仅要表明形状而且还要说出这里是一个氧原子,那里是一个氢原子—确切地 说出每个原子的名称和位置,所以我们可以设想,为了全面起见化学名称一定是十分复杂 的,你们看!这个东西的比较完整的名称是4(2,2,3,6-四甲基-5-环己烯基)-3-丁烯請 勿 用 於 盈 利 之 目 的