盐——不为人知的晶体美


文章出自:中国国家地理 2011年第04期 作者: 甘晓 

标签: 化学地理   

晶体结构—盐的DNA

当看到化学实验室中形态各异、色彩艳丽的盐——一颗颗晶莹如红宝石的赤血盐、像盛开的蓝莲花般的胆矾、粒粒如针的紫色的高锰酸钾……你也许会产生这样的疑问:为什么同样是自然形成的盐,它们却与氯化钠的普通外表有如此巨大的差异?这是由它们内部的晶体结构差异所决定的。晶体结构就是组成盐类的各种离子的排列方式,它就像盐的DNA一样,任何一点细微的差异都会导致盐类颜色和形态截然不同。

虽然氯离子和钠离子以1:1的比例组成了食盐氯化钠,但它们并非一对一手拉手地排成队列,而是组合成了规则的立方体结构。

氯化钠不为人知的内部结构

用我们最熟悉的食盐——氯化钠举例:也许你很难想象组成氯化钠的最小单位竟然是一个正方体。这些正方体的尺寸极其微小,因此我们在吃盐的时候并不会感觉到它们的存在。如果可以像剥柑橘瓤一样单独剥出一个氯化钠正方体,我们就能看到,这个正方体中有13个钠离子,分别占据正方体的体心和12条棱;还有14个氯离子,分别占据正方体的8个顶点和6个面心。然而,由于无数这样的正方体延伸组合才能构成氯化钠的晶体结构,每个正方体中钠离子和氯离子都会与相邻的正方体共用,最后,真正属于一个单独正方体的钠、氯离子各有4个。事实上,这些正方体的“棱”和“面”并不是真实存在的,而是科学家们根据钠离子和氯离子的位置对晶体结构进行的抽象。盐类本身的结构都是自然之力精致的作品,如果没有遭到外力破坏,它们便会朝着规则的几何体生长。否则,它们的美好体态就将受到影响。

责任编辑 / 姜烈夫  图片编辑 / 孙毅博 

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