『化学』为什么铁是最稳定的金属?排在之后的金难道不比铁更稳定吗?( 二 )
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在上世纪有一位著名的物理学家 , 他叫做泡利 , 他有个绰号叫做上帝之鞭 。 意思是说 , 他逮到谁都怼 , 连爱因斯坦看到他都怕 。 但是我们要知道的是 , 他怼其实都是在学术上怼 , 常常把对方怼到哑口无言 , 所以泡利其实是水平超强的物理学家 。 他提出过一个著名的理论叫做泡利不相容原理 。
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原子核外的电子 , 实际上会按照能量的高低进行排布 , 但是它们其实要遵循泡利不相容原理 , 意思是说一种能量状态只能由一个电子占据 。 但是金元素其实很独特 , 原子核外有六层电子层 。
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最内侧的电子能量最大 , 其速度可以接近65%的光速 。 我们都知道 , 爱因斯坦有一个著名的方程E=mc^2 , 这个理论其实叫做质能等价 。 根据质能等价和狭义相对论 , 我们知道 , 电子在高速运动时 , 速度越快 , 质量就会变得大 。
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【『化学』为什么铁是最稳定的金属?排在之后的金难道不比铁更稳定吗?】于是 , 电子的轨道就会缩小 , 这也就会引起连锁反应 , 每一层电子的轨道都都缩小 。 如果要让金原子发生反应 , 不仅要让金原子失去最外层的电子 , 而且还需要让它失去次外层的电子 , 这无形当中增加了反应的困难程度 , 也就是说 , 想要让金原子发生化学反应就需要更大的能量 。 因此 , 金元素的化学性质才非常稳定 , 几乎不和任何物质发生化学反应 , 在自然界中几乎以单质的形式存在 。 反观铁元素 , 就很容易外界发生反应 , 铁生锈就是最常见的一种铁元素的化学反应 。 因此 , 和金元素比起来 , 铁元素的化学性质并不稳定 。
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