生态-化学反应

生态,确实需要化学反应。但是如果不知道化学反应的各种前置条件,化学反应是不可能反应的。所以我们需要了解这些知识,并且把这些知识迁移到人类社会经济活动中。最厉害的人就是:范式提炼-范式迁移。

老贾就是不知道这些知识,所以他虽然提出了“生态-化学反应”一词,但是也没干成。

只有知道机理,还能有效类比-迁移,才能成功应用。

所以,先知道,再有效类比,再迁移应用。三步走。今天咱们先知道。

(1)自身很重要

一、为啥很少看见硅基生物?

硅是地壳中第二丰富的元素,为啥地球没出现硅基生命?

碳原子主要是通过“共价键”跟其他原子结合,由于碳原子最外层有四个电子,因此碳原子最多可以形成4个“共价键”,在地球的自然环境中,碳原子可以与其他的原子形成双键甚至是三键,这就使得碳原子能够形成足够复杂且稳定的高分子化合物,进而成为构成碳基生命的物质基础。

硅和碳虽然它最外层都有4个电子,但是硅有三层电子,它比碳多了一层,这就导致硅对它最外层这个电子的掌控能力不够强,所以硅链为基础生成的这个化合物大多数都是极其的不稳定。就算硅原子暂时形成了长链结构,只要温度稍微高一点,也非常容易断裂,根本谈不上稳定。另一方面,硅与氧的结合能力又很强,以至于在地球的富氧环境中,硅元素总是强烈倾向于形成硅氧化合物,比如说二氧化硅或硅酸盐,而由于在这些物质中普遍存在着“硅氧四面体”结构,因此它们就很难再与其他的元素发生化学反应。

二、为啥新能源电池多用锂?

特斯拉汽车的电池化学成分是:镍钴铝酸锂。全世界的锂元素大多在南半球:55%的锂是澳大利亚供应,26%是智利供应。

从元素周期表上看,铅元素是第82号元素。原子量207.2,是原子量最大的非放射性元素。铅具有熔点低、塑性好、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透等优点。汽油汽车上的蓄电池常用铅。

从元素周期表上看,锂元素是第3号元素,也是排在最靠前的金属元素。锂本身是6个原子质量单位,每一个锂携带着1个电荷。所以锂电池重量更轻,能量密度更高。此外锂离子电池还有无记忆效应、可高倍率充放电、自放电率小、能量转换率高等优点。

三、共性总结

  • 1、需要本身体量轻小,而且层级少

  • 2、而且最好最外层共价键多,而且这些共价键没有板结的喜好

  • 3、如果这些元素在自然界数量还比较多那更佳(这意味着成本低-可替换性强)

我好像说的是元素,其实说的又不是元素而是人,大家仔细品,嘿嘿嘿。

(2)再说和生态做反应

一、定义

化学反应是指:

  • 分子破裂成原子,

  • 原子重新排列组合,

  • 生成新分子。

二、本质

化学反应的本质是:旧化学键断裂和新化学键形成。

如果旧的化学键很难断裂,或者新的化学键很难形成,那就发生不了化学反应。

三、依据

判断一个反应是否为化学反应的依据:

1、根据化学键理论,是否有旧键的断裂和新键的生成

2、是否生成新的物质

很多变化可能不是化学反应,但也会表现出一些发光发热等表面现象,所以要警惕伪化学反应。要用准则判断才能辨别真伪。

四、反应判断:

假设,存在一个系统。通过计算得出反应前后系统的焓变为ΔH。

如果ΔH 计算为负值,则反应必为放热反应。

如果ΔH 计算是正值,则反应必为吸热反应。

如果ΔH 计算等于零,则反应不吸热也不放热;外界不对体系做功,体系也不对外界做功。

反应到底是吸热还是放热完全由体系的 ΔH决定。但是,反应是否进行,则完全由体系的吉布斯自由能ΔG来表示。具体计算公式如下:

ΔG = ΔH - TΔS

ΔG 是自由能改变,ΔH 是焓变,而ΔS 则为熵变,T是开尔文温度。

焓变指的就是化学反应当中吸收或释放的热量的度量。

熵变指的是体系混乱度的度量。

五、反应条件和反应速率:

  • 反应物浓度

  • 活化能:指反应启始所需的最低能量(需要的活化能越高表示反应越难以起始)。

  • 反应温度:加热(△)、点燃、高温

  • 催化剂

  • 通电(电解)

  • 紫外线

所以要有这些条件或外部刺激才能发生化学反应,否则不可能反应。

六、反应平衡:

反应开始时,反应物浓度较大,产物浓度较小,所以正反应速率大于逆反应速率。

随着反应的进行,反应物浓度不断减小,产物浓度不断增大,所以正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大。

当正、逆反应速率相等时,系统中各物质的浓度不再发生变化,反应达到了平衡。

所以要认清反应的变化规律,不能因变化而感到惊慌失措。

(3)最后再说做什么反应

按反应物和生成物的类型分四类:

  • 分解反应、

  • 化合反应、

  • 置换反应、

  • 复分解反应

分解反应:简记为:A = B + C :化合物分解为构成元素或小分子。

化合反应:简记为:A + B = C:二种以上元素或化合物合成一个复杂产物。

置换反应:简记为:A+BC=B+AC :表示额外的反应元素取代化合物中的一个元素。

复分解反应:简记为:AB+CD=AD+CB :在水溶液中,两个化合物交换元素或离子,形成不同的化合物。

置换反应有以下4种情况:

1、【较活泼的金属】置换出较不活泼的金属或氢气

2、【较活泼的非金属】置换出较不活泼的非金属

3、金属置换出非金属 4、非金属置换出金属

复分解反应的本质是:溶液中的离子结合成难电离的物质(如水)、难溶的物质或挥发性气体,而使复分解反应趋于完成。【酸、碱、盐溶液间】发生的反应一般是两种化合物相互交换成分而形成的,因此酸、碱、盐溶液间的反应一般是复分解反应。

所以大家看,要么分解要么合成,要么取代或交换,而且做交换得在一定特殊环境内才能做交换,否则不能做交换。就这四种。

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