苯的结构与猴子芭蕾

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  一、苯的发现与应用
  苯是芳香族化合物的基础,又称“天那水”,是有特殊芳香味的无色透明液体,它易挥发、易燃烧,它的蒸气一遇到明火就会爆炸。苯在医药、染料、橡胶、国防(烈性炸药三硝基甲苯,简称TNT)等方面有着广泛的用途。另外,油墨、洗涤剂、杀虫剂、油漆清除剂的制造生产也离不开苯。但是,如果人在短时间内吸人高浓度的苯就会中毒,感觉异常兴奋或摇摆如醉酒,头痛恶心,甚至死亡。
  苯在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791-1867)首先发现。此后几十年间,人们一直不知道它的结构。所有的证据都表明苯分子非常对称,大家实在难以想象6个碳原子和6个氢原子怎么能够完全对称地排列、形成稳定的分子。
  二、苯的结构之谜团
  许多化学家都绞尽脑汁地对它进行研究探索,提出了多种结构模型,但都不能圆满地解释苯的特性。德国化学家凯库勒就是这冥思苦想中的一个,1865年的一天,凯库勒在睡梦中迷迷糊糊地爬上了一座枝叶繁茂的山林,山中的小动物们潇洒地生活在各自的地盘内,小猴子便是其中最活跃最灵巧的一类。
  令人惊艳的猴子芭蕾
  令凯库勒惊艳不已的美梦是什么?有六只猴子各摘了一个苹果握在手掌里,结成一个圈并不停地转动,还把掌中苹果朝同一方向的上空抛去,依次传递给下一位伙伴,就像是集体芭蕾舞。
  猴子们是怎样结成圈的呢?凯库勒睁大了眼睛想看个究竟。原来,第一只猴子单腿直伸,另一条腿侧伸,侧伸的脚掌抓着一个透红的苹果,双手握着第二只猴子的双脚;第二只猴子的一只手握着第三只猴子的一只脚,另一只手侧伸并握着一个大苹果;第三只猴子的另一条腿侧伸,脚掌抓着一个透红的苹果,它的双手握着第四只猴子的双脚;第四只猴子的一只手握着第五只猴子的一只脚,另一只手侧伸并握着一个大苹果;第五只猴子的另一条腿侧伸,脚掌抓着一个大苹果,它的双手握着第六只猴子的双脚;第六只猴子的一只手握着第一只猴子那条直伸的腿脚,而另一只手侧伸并握着一个红彤彤的大苹果。
  三、苯环结构真相大白
  凯库勒看着看着,欣喜若狂般地雀跃起来,“扑通”一声摔在了地板上,把膝盖摔得生痛,但六只猴子仍然在他的脑海里跳着芭蕾:“黑黑的猴子不就是碳原子吗,它的四肢就是碳原子核外最外层的那四个电子,苹果就是氢原子了!”更让他惊喜的是六只猴子的苹果握在手掌或脚掌里,结成的那个圈还不停地转动,在转动中还把掌中苹果朝同一方向的上空抛去,依次传递给下一位伙伴,其整齐度、流畅感以及那种柔美令人惊叹,简直就像魔术,就像是集体芭蕾。
  刚从睡梦中跳出来的凯库勒怀着激动、兴奋、颤抖的心情,把“猴子芭蕾”画在了纸上,这就是一直沿用至今的苯环的结构。
  难怪,凯库勒说:“向梦学习,就能求得真理。”
  四、元素周期表与门捷列夫之梦
  任何科学发现都不是绝对的偶然,只有经常认真思考的人才会抓住一丝灵感,并勇于投入实验,从而获得成功。
  门捷列夫关于元素卡片的魔术纸牌,让他如痴如醉入魔入梦。他在每一张卡片上都写上了元素名称、原于量、化合物的化学式和主要性质。再把它们分成几类,然后摆放在一个宽大的实验台上。他旁若无人,每天手拿元素卡片像玩纸牌那样,收起、摆开,再收起、再摆开,皱着眉头地玩“牌”……
  他的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪。
  冬去春来。门捷列夫并没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。有一天,他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了,摆着,摆着,就犯困而睡着了,渐渐地进入了梦乡……突然,他像触电似的站了起来,在他面前出现了完全没有料到的现象,每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下(后来才修正为左右排列)地逐渐变化着。
  门捷列夫激动得双手不断颤抖着。“这就是说,元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子,然后,迅速地抓起记事簿在上面写道:“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。”
  门捷列夫元素周期表就这样诞生了。
  五、让梦想陪伴学生成长
  没有梦的童年就像缺少了晶莹露珠滋润的小草,失去了勃勃的生机与灵气,没有梦的青春仿佛一眼枯井,了无生机,索然无味,无梦之人的脚步就没有了确定的方向和那矫健的力量。
  日有所思,夜有所梦。白日做梦,痴人说梦,黄粱美梦,这些词虽不乏贬义,但这样的人生,因为有梦的装扮就显得格外精彩靓丽,这样的人生因为有梦的召唤而总有一天就会美梦方圆。让学生的梦想插上翅膀,让孩子善于做梦,勤于写梦,向着梦境而不停地奋斗,不懈地努力,就会梦想成真。
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