戏说化学系列——透明的玻璃

从前,一位诚实的化学家背着一个陶罐子,走过一座桥。一不小心,将罐子掉到河中去了。

只见,河中浪花翻滚,出现了美丽无比的河神,手中拿着结实耐用的水泥罐子、五彩斑斓的陶瓷罐子和晶莹剔透的玻璃罐子。

河神对化学家说:“诚实的化学家!~你掉的是这个水泥罐子?还是这个陶瓷罐子?还是这个玻璃罐子?”

化学家毫不犹豫地回答:“我掉的是这个晶莹剔透的玻璃罐子!”

河神生气地说:“好一个不诚实的化学家!你明明掉的是这个陶瓷罐子,却说是玻璃罐子。我要惩罚你!~”于是,河中一排大浪袭来。

眼看要把化学家卷入河中,化学家大喊道:“亲爱的河神,即使您要惩罚我,我也需要玻璃罐子!因为我是化学家,有了玻璃罐子,我才能观察容器内部的反应现象,才能发现更多的化学反应!”

河神收起巨浪,犹豫了一下,将玻璃罐子赐予了化学家。

全身湿漉漉的化学家高高兴兴地抱着玻璃罐子,心中兴奋无比!


玻璃的发明已经无从考证了。古埃及人和古希腊人都对玻璃制造有所贡献。

在沙漠地区,闪电击中沙漠会产生10000℃的高温。从而将沙子熔成硅管石或闪电熔岩。

它们是中空的,所以非常轻,质地脆。由于有杂质,所以质地并不晶莹剔透。

如果我们将非常纯的沙子,在高温下熔化,也可以得到透明的玻璃。但是需要的温度太高了,很难达到。

大家来看下面三个图,分别是水晶、石英、玻璃。

水晶是硅原子、氧原子以硅氧四面体方式排列形成的空间网状结构,晶体从微观到宏观都是非常整齐的。在自然界里,这种形成过程是以百万年为单位来计算的。

石英是主要造岩矿物之一。纯净的石英无色透明,因含微量色素离子或细分散包裹体,或存在色心而呈各种颜色,并使透明度降低。

玻璃看起来像晶体,其实它并不是晶体,而是非晶体。

当石英受热后,原子就脱离形成的化学键,成为液态的二氧化硅,遇冷后,原子很难回到原来的位置,就形成了杂乱的非晶体状态。

而古罗马人找到了一种能降低沙子熔点的“助溶剂”——碳酸钠。所以在今天,罗马教堂里可以看到五颜六色的的玻璃窗。


中国人的遗憾!

由于玻璃非常脆,完全比不上中国的陶瓷,因此,19世纪之前,东方人一直忽视玻璃,中国和日本的窗户都是使用的纸。

由于缺乏玻璃技术,没有透明的玻璃仪器,很多化学反应无法观察,错失了神奇美妙的化学现象。所以东方的化学科技树停滞不前。

由于缺乏玻璃技术,也未能发明望远镜和显微镜。在天文学和生物学的科技树也无法点亮。

由于我们的老祖宗,太喜欢和依赖陶瓷,固步自封,又夜郎自大,错失了很多发展的机会。西方科技逐渐地追上了我们,依靠晶体硅、芯片技术远远地把我们抛在身后。

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