那么，如果整个原子呈“电中性”，也就是电子和质子数正好相等、完美执行了一夫一妻制，原子是否就不躁动了呢？
不是的，因为电子、原子核都在不停地运动。
想象一下：在狂风中，一只飘摆不定的蜂窝，那是运动中的原子核，围着蜂窝飞舞的蜜蜂，就是电子云，大家都在壮怀激烈地做不可描述的运动，所以，你没法要求蜜蜂以蜂窝为球心，飞出一个完美的球形。
原子核、电子云的运动比蜜蜂家激烈多了，所以电子云不是这边密一些，就是那里稀一些。前面说了，电子带负电，质子带正电，所以，电子云密的方向，电性就显负，反方向就显正，简单的讲，这就有了正负极，是不是很眼熟？是的，整个原子就像一枚小磁铁。
这个正负极，虽然瞬瞬间都变幻莫测，但当两个原子相遇时，这个瞬间偶极就会让它俩搞在一起，这就是为什么好好的原子会黏在一起变成分子，分子也会有极性，这样就可以合成更大的分子……
当然，原子们搞在一起的理由有很多，比如合作双赢资源共享追求外层8个电子的土豪稳定生活等等。
不同的理由，就有不同的结合方式，什么范德华力、氢键、卤键等等，但不管什么鬼，大家用的都是同一种力：电磁力。电磁力的本质，是粒子之间交换光子，从而产生的相互作用。
电磁力是个好东西，有吸有斥，张弛有度。
不管是原子核VS电子，还是原子VS原子，都是用吸力搞在一起，用斥力和运动保持距离。
说了这么多，只为一个简单的道理：所谓化学反应，表面上看，是原子们的各种拆装组合，实际上呢，就是电磁力的各种转换。
前面说了，能量是守恒的，必须等量交换，一手钱一手货，这笔交易，在外界看来，就是吸收能量、释放能量。举个粒子：
电子和原子核本来好好地搞在一起，要想拆开它们，就得拿能量来换，比方说塞给电子一枚高晓凤，哦不，一枚光子，电子搂着光子就兴奋起来、速度加快，快到能摆脱电磁力，飞到城市的另一边。这个反应在吃瓜群众看来，就是原子在吸收能量。
相反，一枚电子闯进原子核的势力范围，被原子核勾引，想要在一起，电子就得减速、扔掉一部分能量，这样才能被电磁力吸引住。这个反应在吃瓜群众看来，就是原子在释放能量。
当然，实际的物理、化学反应要复杂得多，吸收、释放能量的原因和方式也很多，篇幅关系，不能全聊，但有一个字必须聊好：热。
所谓热，其实就是热运动，说文言文：就是原子、分子们不停地乱动。
千万不要小瞧了小伙伴们的乱动，这个速度是很快的：
在室温下，如果把一个空气分子的不规则运动捋成一个方向，它每秒钟可以跑400米，比普通手枪子弹还快一点哦。
乱动越剧烈，就越“热”，反之当然就越“冷”。
在人类已知的宇宙里，没有哪个原子是不做热运动的。
而我们知道，质子、电子都是带电的，不管正电负电，带电物体一运动，就会立即产生磁场，奇妙的是，运动的磁场又会立即产生电场，这样瞬间循环开，飞速传出去，就是传说中的电磁波（详见《波动传奇》）。
电磁波的速度都是一样，每秒29.9792458万公里，但能量不一样，波长越短、频率越高，能量就越大。
波长380~780纳米的电磁波，人类可以看见，我们管它叫做“光”。
波长比光短的，我们管它叫紫外线、X射线、伽马射线等。
波长比光长的，我们管它叫红外线、微波、射电波等等。
原子乱动可以发射电磁波，也就是扔出能量，冷静下来。
反之，电磁波射过来，原子也可以接收，得到能量，兴奋起来。
既然频率越高、波长越短，能量就越大，那么，是不是说，波长越短的电磁波，就越容易让物体变热呢？
并不是。
最容易让原子做热运动的，是红外线。因为它的频率最容易引起原子共振，大家一起做运动。所以，越接近红外线频率的电磁波，加热的效率就越高。
能量很高的紫外线、X射线呢？它们可以打飞电子、破坏分子结构什么的，但很难引起原子热运动。
所以，我们用红外线、微波加热，却不用紫外线、X光加热。
搞清楚了光、热的关系，就可以开始我们的氧化大业了。
我们这里只谈狭义氧化，也就是和氧气化合的反应。
一场氧化反应，总体上是吸能还是放能呢？这要看具体情况。
同样的原子，不同的分子组合，它们需要的能量是不一样的。比如氢气分子、氧气分子，它们在反应前，保持现状的能量就比较高，但如果它们起反应，变成水分子呢？水分子这种结构很稳定，需要的能量低，所以，氢、氧化合成水，总体上就是放热。
而氮气和氧气化合呢，就正好相反。因为形成一氧化氮所需要的能量，大于拆开氧分子、氮分子所释放的能量。也就是说，你想拆开氧分子、氮分子，让氧原子和氮原子结合，必须倒搭点能量进去才做得到。所以，氮氧化合，总体上是吸热。
柴也好，煤炭、油气也罢，它们的主要原料是碳、氢之类。这些原子，很容易和氧结合。并且，都是释放能量。所以，我们拿它们当主要能源，而不是烧氮气。
前面说过，小伙伴们需要运动，才能搞在一起。运动太孱弱，搞不到一起去，运动太暴烈，也没法结合。
所以，氧化反应之前，需要输入恰当的能量，让一部分原子先运动起来，最终带动大家共同运动，这就是“点火”。
当一部分小伙伴们的运动剧烈到一定程度，氧、碳、氢这些分子，就会产生反应，改装成水呀、二氧化碳之类的分子，产生大量的电磁波，一小部分可以被我们看见，这就是光，多数我们看不见，比如红外线、微波之类，这是舞蹈的旋律，其它小伙伴感受到这个旋律，就会共振起舞、激起电磁波——这叫热辐射；同时，它们的狂舞，还会撞动身边的小伙伴一起狂舞，这叫热传导；狂舞、轻舞的小伙伴来回乱窜混合，这叫热对流。
热辐射、热传导、热对流，可以让几个小伙伴的氧化反应，迅速引发亿万个小伙伴的氧化反应，这种剧烈的氧化反应，就叫燃烧。
而所谓火焰，其实是正在发生剧烈反应的高温气体、等离子体之类，这些高温气体比周围的空气轻，所以上升，下面呢，就不断补充新产生的气化燃料和空气，继续反应，所以我们看到的火，总是摇曳上升的样子。至于火苗各部分颜色不一样，那是由于各部分的供氧量不一样、反应剧烈程度不一样的原因。
所以火本身并不是某种具体的东西，而是物质气化、氧化过程中的一种发光发热的状态。所以，古人把火作为一种具体的事物，甚至与水、金等元素并列，那只是人类小时候对自然的一种直觉认识罢了。
说到这儿，就很容易理解火的能量转化过程了：
让燃料产生化学反应，释放能量，通过热辐射、热传导、热对流，转化到我们的目标上，达到不可描述的目的——
·让食物中的分子剧烈运动起来，剧烈到一定程度，就可以扯断食物的分子键，破坏细胞、蛋白质等东西的结构，这样吃起来、消化起来就省力多了，如果破坏太过，让食物碳化了，那就是烧糊了。
·让金属分子运动剧烈起来，就可以破坏它的分子结构，让它从坚硬的固体变成柔软的液体，任我取用。
·燃烧猛烈到一定程度，瞬间产生大量的气体、释放大量能量，迅速膨胀，那就是爆炸。
·原子的运动越激烈，它们的碰撞就越猛烈，彼此之间的距离就越大，这样就会形成向外的压力。我们把这种必须释放的压力，成功地转化成了自己可以控制的动能、机械能等能量，比如发电机、蒸汽机、内燃机、火箭、炸弹等等。
这就是人类常用的火，一种化学能的来源，它属于原子运动、电磁力能量转化的一种。这种转化的效率不是很高，搞不好还背负污染环境的骂名。
好在能量转化的姿势不止这一种。其他种种，我们以后再聊。
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发表于 2017-5-22 22:20:29
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