物理芝士数学酱 24-02-09 14:02
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#今天要来点化学吗?#

在水下用剪刀剪玻璃是可行的。

在剪切过程中,水会与玻璃发生反应,导致玻璃以比正常快得多的速度裂开,使裂缝的增长速度加快一百万倍以上。

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有朋友在评论里提问,到底水和玻璃发生了什么反应?

我稍微详细写下:水与玻璃发生的反应是水解反应。水解反应是指水分子或水溶液中的离子与其他物质发生的分解反应,产生新的物质。在这个过程中,水分子或水溶液中的氢氧根离子(OH-)会攻击玻璃表面的裂缝,破坏玻璃的结构,使裂缝扩大。

玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO2),它是由硅原子(Si)和氧原子(O)以四面体的形式连接的网状结构。硅原子和氧原子之间的共价键(Si-O)是玻璃的稳定因素,但也是玻璃的薄弱环节。当玻璃受到外力的作用,比如剪刀的切割,就会在表面产生微小的裂缝。这些裂缝的尖端是玻璃最容易被水解的地方。

当玻璃放在水中时,水分子或水溶液中的氢氧根离子会渗透到玻璃的裂缝中,与硅原子发生亲核取代。这个反应可以用下面的化学方程式表示:
Si−O−Si+OH−→Si−OH+O−Si−

这个反应的意义是,氢氧根离子会取代硅原子和氧原子之间的共价键,形成新的硅氧键和硅氢键。这样,玻璃的结构就被破坏了,原来的硅氧四面体变成了不稳定的硅氧三角形和硅氢单键。这些新的键比原来的共价键要弱得多,因此玻璃的裂缝就会以比正常快得多的速度裂开,使裂缝的增长速度加快一百万倍以上。

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发布于 黑龙江