宇宙万物形成的原动力：不满

刘萝卜锅

品质源于技术 服务源于态度

这是阿什卡微信公众号的第521篇原创文章

首发于2018年6月9日

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一个割袍断义的话题：社会进步的原动力是什么？

是人民的勇敢、智慧、勤劳、善良吗？当然不是。这些很美，也很重要，不过不是根本原因。

社会进步的根本原因是两个不太美的字——不满。

是不是听上去充满了负能量，担心一承认就退回到茹毛饮血时代？

其实开动人脑想一想就知道：如果我们样样都满意，谁会去改变？睡山洞啃山芋已经幸福死了，干嘛盖豪宅吃美食？牛车已经超完美了，疯了吗去造汽车？只有不满，才会改变；只有改变，才会进步。

接着深究下去，我们会发现，不满，不仅仅是追求进步的理性选择，更是镶嵌在我们DNA里面的固有属性。追溯这个不满属性的来源，恐怕要一直追到原子水平了。

人类没有不满，社会不会进步。原子没有不满，社会根本就不会存在。别说社会了，我们这个宇宙中的物质都不会存在。

原子这么个小东西，它有啥不满的？给它个包，它有地方放吗？

这样想问题就三俗了。原子的挚爱，不是三子（房子车子票子），而是电子。搞来电子在身边飞来飞去，不是为了拉风，而是为了平衡带正电的质子，因为电子带负电。正负平衡，异性相吸，你懂的。

一个原子能吸引几个电子，完全靠实力：你有几个质子，就能配几个电子。

但是，按照质子的数量，配足电子，原子们就满意了吗？当然不，除了那些惰性原子，正常的原子统统都不满意，对自己所拥有的电子数总是耿耿于怀，并因此觊觎别家的电子，动不动就去抢。

这一抢了不得，抢出个气象万千的宇宙来！

怎么抢，为啥抢？这还得从原子国的房地产说起。

在原子国，每个原子核都有一栋楼房。就像透明的洋葱，每层洋葱皮就是一层楼。原子核住在中心，电子们紧密围绕核心，住在楼房里，离核心最近的那层，是1楼，往外数，就是2楼、3楼…

和人类一样，房价永远取决于三个因素：地段，地段和地段。

但和人类相反的是，越靠近核心，房价越便宜。用原子房产术语说：越靠近核心，能级越低，电子携带的能量就越低。所以说，住1楼成本最低，2楼次之…依此类推。

又靠近核心，成本又低，谁不想住？那就都住1楼呗。想得美。政策不允许。

根据《泡利关于转发《粒子世界关于转发《微观世界关于下发居民抢楼摇号若干管理问题的通知》的通知》的通知》，每层楼只能住2n2个电子。

政策研究室官方解读：那个n代表楼层。比方说，1楼，2×1^2=2，很遗憾，钻石地段只能住2个电子；2楼呢？2×2^2=8，黄金地段住8个电子；3楼呢？2×3^2=18，通州可以住18个电子！

谁住低层，谁住高层呢？不看三观，不看三围，先到先得。一起到怎么办？摇号。所以说，电子入住，肯定是从最低层抢起，住满一楼，就只能抢二楼，以此类推。

楼层抢完了，分房就成了大问题。原子房产部借鉴酒店先进经验，人性化地推广了“标间”设计。也就是每两个电子住一间房。二楼可以住8个电子，那就有4间房；三楼可以住18个电子，那就有9间房。

为了节约资源，尽快解决单身狗的问题，是不是最早来的两个电子先住满一间房，下一对电子再占据下一间房呢？并不。电子的做法是，尽量不让房间空着。先来的一个电子占一间房，第二个电子就占下一间房，以此类推。当所有的房间都有了电子居民以后，再来电子，才开始搭伴合住。

当然，实际情况很复杂。即使是同一层楼的房间，它的能级也会有些差别。我们可以简单理解为每层还有上下铺之分。这已经超出本文的范围，就不细聊了。我们只聊广大生命最关心的东西。

分房政策这么公平，原子还有啥不满的呢？问题出在外层的单身狗——那些住单间的电子身上。正是这些运气不好的电子，决定了原子在化学江湖的角色。

这些单身狗，是原子大楼的后来者，他们住在最外层，还独守空房，成本高、压力大，空虚寂寞冷，楼层望一望，还有闲置房，搞得鬼城一样，自然是十分不满。所以心心念的只有一件事：找个朋友来配对，把外层房间住满。

怎么找朋友呢？抢！

不过，电子江湖的“抢”，是有底线的。已经成对的电子，它是不插足的。要抢就抢别人原子家最外层的单身电子。

于是，本来互不干涉内政的原子们，开始互相碰碰撞撞，寻衅滋事，搞起摩擦了。擦来擦去，看准时机下手，爆发单身电子争夺战。战事一般会以两种方式结束。

刘萝卜锅

第一，恃强凌弱。一方太过生猛，另一方太过疲软，实力相差太大，类似八国联军打义和团，结果是一方生擒对方电子，由于电子带负电，胜方原子不再保持电中性，而带上了负电。痛失电子的原子则带上了正电。正负相吸，瞬间化敌为友，由恨生爱，如胶似漆了。这样形成的化学键叫离子键。比方说11号元素钠，最外层只有1个电子；17号元素氯，最外层只有一个床位。两个原子这样搞到一起，就成了著名的氯化钠——咱俩吃的盐。

【图8.7】氯化钠

第二，势均力敌。或者在伯仲之间，一方抱着大半个电子而另一方拉着电子尾巴死死不放。一番纠缠后，双方达成共识，咱们谁也别抢了，我们俩各有一个单身电子，你想要，我也想要，共享吼不吼？当然吼啊！电子这东西，就像思想，共享了，就等于我们各自多了一个电子。于是手相牵，心相连，世界和平了。这样形成的化学键，叫做共价键。

由于外层电子数不一样，空床位也不一样，所以，各类元素之间电子配对的办法千奇百怪，并不总是一对一，也有可能玩3P，只要凑得圆满，具体谁和谁、几比几，都无所谓。

比方说8号元素氧，1楼2个房间，2个电子填满。2楼4个房间，6个电子，这就闲置了单身狗两枚；而1号元素氢，它只有1个电子，寂寞空庭春欲晚，羡煞春宵短，咋办？那就2个氢原子和1个氧原子结合，成为水分子：H2O。这样一搞，所有电子成双配对，世界和谐了。

当然，元素们不一定非要和异类合作，它们也可以和同类合作，比方说，两个氢原子结合，变成氢分子，也可以凑成电子对。同类不存在谁强谁弱，所以形成的一定是共价键。

有些元素运气好，生下来最外层就满员，所有电子都成双成对，共同分担压力。这些原子就异常稳定，实现了社交自由，喜欢独处，懒得和任何元素（包括同类）化合。这种元素叫惰性元素，数量不多，一共6种，咱列一下名单：氦、氖、氩、氪、氙、氡。咦？为啥都是“气”？！因为它们不愿意跟任何元素搞到一起，所以一般情况下，只能是离散的“气体”了。

有时候，即使有两种原子的外层电子数是一样的，它的空房间数也不一定相同。

比方说，5号元素硼，一楼住2个电子，还剩3个，但二楼有8个房间，这就空出5个房间；而13号元素铝，一楼住2个电子，二楼住8个，也剩3个，但三楼有18个房间，这就空出15个房间。

这就导致，它俩的化学性质虽然很相似，但物理性质却不相同，一个是金属，一个是非金属。实际上，它俩在化学性质上的那点区别，也是因为空床位数量不同。

提到金属，我们简单聊几句。

有些原子，外层电子少，在相互靠近时，谁也不索取，都会丢掉外层的电子，成为满层配对的离子。这让它们距离更近，排成密集、规则的晶体。那些丢掉的电子哪去了？它们变成了“自由电子”，在离子晶格间闲逛。由于自由电子带负电，丢掉电子的离子带正电，所以，自由电子就能像胶水一样，把这些离子粘到一起。这样的组合，让原子显示出金属性。让金属原子结合的，叫金属键。当然，金属键与生物化学没啥关系，大家知道除了离子键、共价键，还有个奇葩的金属键存在就OK了。

聊回圆满配对。原子最外层的房间数，有多有少。但大多数原子的价值观差不多，达到那个标准就满足。我们来看看这个奇葩标准。

1916年，德国物理化学家柯塞尔(Walther Kossel) 注意到：最稳定的元素，也就是号称“贵族元素”的惰性元素，外层都是8个电子。难道，摇到一个吉祥数字，情绪就稳定了？再看看其他元素，外层电子数一般都不到8个。为啥要说“一般”呢？因为有极个别元素搞特殊化，比方说46号元素钯，外层17个电子；77号元素铱，外层18个电子。柯塞尔发现，那些外层不足8个电子的元素，都有凑足8个电子的渴望，一旦凑齐，就满足了，特稳定。

1923年，美国化学家路易斯（Gilbert N. Lewis）发展了这个理论。

后来，美国化学家兰茂尔（IrvingLangmuir）把这个规律进行了比较完整的表述，叫做“八隅体”规则。

就像表达爱情用玫瑰或钻戒一样，这只是一条经验规则，没有推理，没有原理，甚至没啥道理。例外情况也不少。所以，咱俩只要稍稍了解下，不至于问出“为啥钠元素第三层不需要凑够18个电子”这样的问题，就OK了。而且，生物化学只涉及到两层楼的原子，涉及不到3层及以上的原子。所以，我们这里只做简单了解就好。

同一个世界，同一个梦想——只为配对凑满层，却凑出千奇百怪的结果，连存在形态都迥然不同，固态、液态、气态，千姿百态。同样是原子、电子排布，形态差距咋就那么大呢？还是因为前面说过的：原子楼层不一样，外层单身电子数不一样、空床位不一样。加上元素品种繁多，不一样的组合，就有不一样的特性。原理简单，但变化无穷。

总结：

分子是原子们搞电子争夺战的产物。在电子争夺战中，通过化学键合成分子。而这一切，都是最外层电子惹的祸。

因此，宇宙中一切原子的化学性质，都是由其最外层的电子决定的。

知道了分子的来头，那么问题来了：什么样的元素可以组成生物分子呢？

阅读前文

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lingdz

有意思的文章，非常新颖，谢谢分享！

刘萝卜锅

lingdz 发表于 2018-6-14 11:43
有意思的文章，非常新颖，谢谢分享！

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yy424512

刘萝卜锅

yy424512 发表于 2018-6-18 08:27

谢谢