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化学反应的本质与能量变化：从化学键到舍利子的科学解释

创作时间:

作者:

@小白创作中心

化学反应的本质与能量变化：从化学键到舍利子的科学解释

引用

来源

https://m.xianjichina.com/news/details_246665.html

化学反应是物质世界的基本现象之一，它不仅改变了物质的形态，还伴随着能量的变化。从化学键的断裂到新物质的生成，化学反应的本质是什么？能量又是如何变化的？本文将为您详细解析化学反应的特征与本质，以及其中的能量变化形式。

化学反应的特征是什么？

化学反应的特征是有新物质生成。化学反应消耗了反应物，生成了生成物，实现了物质的转化。

化学反应的本质是什么？

化学反应的过程包括反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。即在“化学反应消耗了反应物，产生了生成物，实现了物质的转化”的同时，也实现了化学键的转化。

如何理解化学反应的本质呢？

化学键是分子中相邻原子间的强烈的相互作用，分子中的原子（或离子）通过这种作用而紧紧结合在一起形成物质。分子中的原子通过共用电子对实现原子核外最外层的稳定结构，即2e-或8e-状态，这种结构是稳定的。

要断开物质中的化学键，就要提供能量，即物质要吸收能量才能破坏其分子中的化学键，产生原子。这些原子的最外电子层没有达到稳定结构，这样的电子能量高，性质活泼，它们有得到或失去电子，达到稳定结构的强烈愿望。

这些原子在高速运动中会相互接触、碰撞，有些碰撞的速率和取向等比较恰当，这样的原子就会结合在一起形成新的化学键，亦即生成了新物质。这些新物质的化学能，比形成它们的原子的能量要低，多余的能量就要放出。

因此，化学键断裂要吸收能量，化学键形成要放出能量。

化学键与物质的稳定性有什么关系？

衡量化学键强弱的一个参数是键能，键能是指拆开1mol共价键所要吸收的能量，单位是kJ∕mol。分子越稳定，其键能越大，拆开这样的化学键就要消耗更多的能量，即这样的分子中化学键断裂时就要吸收更多的能量。同一个化学键断裂和形成所吸收和放出的能量是相等的，都等于键能。

什么是物质的化学能？它与物质的稳定性有什么关系？

化学能是物质本身所具有的能量，不同的物质由于组成、结构不同，所具有的化学能也不相同。物质越稳定，其化学能越低；物质越活泼，其化学能越高。同一种物质在不同状态时，其化学能不同，在气态时，化学能最高，固态时，化学能最低。

化学能、化学键与物质的稳定性分别有什么关系？

物质的化学能和物质中的化学键不是一回事。由前面的分析可以知道：物质的化学能越低，其分子内化学键键能越大物质就越稳定，发生化学反应就越困难。反之，物质的化学能越高，其分子内化学键键能越小物质就越不稳定，发生化学反应就越容易。

化学键与化学反应中能量变化的关系怎样？

化学键与化学反应中能量变化的关系，取决于断开反应物种化学键所吸收能量之和与原子形成生成物中化学键所放出能量之和的相对大小。

如果断开反应物中化学键所吸收能量之和大于原子形成生成物中化学键所放出能量之和，则反应就表现为吸热反应；反之，反应就表现为放热反应。

例如，已知下列化学键的键能为：
H-H 436kJ/mol,
Cl-Cl 243kJ/mol,
H-Cl 431kJ/mol。

试计算化学反应H2＋Cl2=2HCl的能量变化。

解析：断开反应物种化学键所吸收能量之和：
436kJ/mol＋243kJ/mol=679kJ/mol
形成生成物中化学键所放出能量之和：
2×431kJ/mol==862kJ/mol
则有，断开反应物中化学键所吸收能量之和减去原子形成生成物中化学键所放出能量之和=679kJ/mol－862kJ/mol=﹣183kJ/mol
所以，反应为放热反应。放出能量为183kJ/mol。

物质的化学能与化学反应中能量变化的关系怎样？

一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。如果反应物总能量大于生成物总能量，则反应为放热反应；反之，如果反应物总能量小于生成物总能量，则反应为吸热反应。

因此，化学反应可根据能量变化分为放热反应和吸热反应，这与放热过程和吸热过程是有区别的，例如，水蒸气转变为液态水是放热过程，而不是放热反应；化学键断开是吸热过程而不能说是吸热反应。

化学反应中有哪些形式的能量变化？

化学反应中的能量变化包括：物质化学能的变化和化学键键能的变化。在化学反应过程中，随着物质的变化，既有反应物中化学键断裂（吸收能量），又有生成物中化学键的形成（放出能量），同时物质的化学能也发生改变。

可以这样理解：反应中物质化学能的变化使体系内能量的变化，吸热或放热是体系对环境发生作用；环境对体系的作用表现为，环境提供能量使反应物中化学键断裂，环境接收生成物中化学键形成放出的能量。

吸收或放出能量的相对大小表现为，体系最终是向环境中吸收能量（即为吸热反应）还是放出能量（即为放热反应）。

这两种能量变化不是割离的而是有联系的，二者的关系可表示为：反应物化学能之和＋反应物中化学键键能之和=生成物化学能之和＋生成物中化学键键能之和。

一个确定的化学反应在发生过程中吸收能量或放出能量=生成物化学能之和－反应物化学能之和=反应物中化学键键能之和－生成物中化学键键能之和。

舍利子的化学成分是什么？

佛教是世界的三大宗教之一，不管在世界何方，都能看见人数众多的佛教徒。佛教作为一个来自于东南亚的宗教，在历史发展中远渡重洋，在中国落地生根，与本土文化相互影响，成为了中国当地及其有影响力的宗教之一。佛教的创始人释迦牟尼在去世后生成了许多个佛教舍利，其中一个就在中国供奉。

在佛教中，高僧们"涅槃"并不意味着在世界上消失，而是意味着他们在修行后到达了另一重境界，并且"涅槃"的高僧大多数都会留下舍利供后人供奉，而其他普通僧人就只能用"圆寂"这个词。

那么这种为得道高僧所独有的舍利究竟是什么物质？为什么普通僧人圆寂后不可得呢？

舍利通俗意义上来说，指的是身骨，也就是我们所说的遗物。在佛教里面，高僧留下的任何东西都可以称之为舍利，头发，牙齿，指甲……最常见的还是骨灰中发现的固体舍利，还有一部分由高僧尸身所做成的全身舍利，有些时候高僧留下来的书籍也被人称作是"法舍利"。

但是在大多数语境下，人们都将其看作是修行人在发起三昧火或虹化后，留下来的坚固物质，有人说这种东西具有强大的磁性，也有人说这只是高僧"涅槃"之后所存留的遗骨。张至顺道长曾经这样解释，佛教的修行人是不修行自身肉体的，所以肉体不免有杂质，在元神脱离肉身之后便会留下杂质，这就是舍利的由来。另一个宗教道家则是精神与肉体双修，得道之后，肉体并无杂质，与元神一同带走，这就是大多数宗教之人对于舍利的看法了。

公元前三世纪的阿育王的舍利教将火化后的骨头作为舍利子，而在之后舍利子发展越来越复杂，形式也越来越玄乎，可在科学眼光看来，舍利并不神秘，也没有什么磁性之说。

在传统科学刚刚出现之际，就有人对舍利进行化验，之所以现在还有不明所以的人，用玄学角度来解释舍利形成原因，这就是宗教神秘主义的影响作用了。

如果真的有人能够在化验过程中发现舍利有不为人知的这种化学成分，那么早就轰动世界，提名诺贝尔化学奖了，从这方面就能看出，舍利只不过是人体停留下来的常见物质之一而已。之所以高僧存留舍利较多，只不过是普通的僧人在圆寂之后没有人关注收集遗骨罢了。

说到这，可能又有人会好奇了，在不少寺庙之中，游客参观时都会看到透明以及其他各类颜色的舍利，难不成这是人体会产生的物质吗？

这一部分舍利基本都是高僧在火化之中佩戴的珠宝以及珠串，地位越高的僧侣身上的珠宝只会越多。我们人的骨头本来就富含钙质，而在传统火化方式里用的最多的原料就是木柴，点火温度不会像今天的高温火炉这么高，许多物质在长时间燃烧的火焰之下很容易发生化学反应，冷却凝结出颗粒状物质、产生千奇百怪的颜色，不足为奇。

至于为什么只有高僧们留下舍利，这就要说说古代人民文化不发达，普遍迷信神灵的问题了。信徒们根本不管具体的弯弯绕绕，看到骨灰中残留的奇怪物质就如获至宝，再拿着这些所谓的"舍利"去招揽新的信徒。

我们可以简单粗暴地将舍利理解为一场仪式的"信物"，高僧在火化后留下舍利，这就能够证明信徒们千辛万苦修行是可以"有效果"的，不管舍利是否来自于高僧身体，它都能给信徒一个积极的信号。

在十九世纪，有人曾经将高僧火化之后留存下来的舍利子进行化验，发现是大量的草酸钙。

而在自然界中，主要的草食性动物在死后也会留下草酸钙所形成的结晶物质，由于佛教本身就不沾荤腥，多吃素食，在佛教的高僧身体中含有较多的草酸钙，也是正常现象。这就好像是大自然的钟乳石一样，这种坚硬的物质也是水中的多种元素相互反应形成的，在古代古人们也会因此崇拜"洞神"，归根结底这还是古代文化教育的问题。

不管是修行了多少年的和尚，他们的外在皮囊几乎都是一样的，就算是里面的灵魂参差不齐，身体的组成物质也不能发生太大变化。能被称为高僧，本来就已经是当地极其出名的佛教名人，"涅槃"时看热闹的人估计要比普通僧侣多上数倍，为了让这个热闹再"高级"一点，僧侣们肯定会千方百计地寻找高僧留下来的舍利，以此证明佛教的有效性。仁者见仁智者见智的话题了，唯物主义也有辩证唯物主义，至于宗教的有效性，更是辩论千百年都尚未有结果。