溶解

溶解是一个常见的现象,象盐溶于水,硫酸溶于水等现象。经典化学理论里只告诉人们溶解是物质分子在溶液的扩散过程,但从未说这个扩散是如何动态发生的。通过墨汁在水中扩散场景,人们可以直观来理解溶解的动态过程,但这仍只是停留在颗粒层次的表面现象上,这种扩散现象来套用溶解过程并没有说明分子层次的动态物质作用细节。

溶解,在经典化学理论中是被归类于物理作用的,但按经典化学变化的思想:“化学是在原子层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学”来说,溶解后作为原物质形态消失,而产生新的化学属性,也是一种化学变化,只是它的可逆性很强,当溶剂蒸发后,物质重新析出晶体,而被人们当成物理作用过程,其实物质与物质溶解后产生的溶液的化学属性是有很大区别的,比如干燥的氯化钠晶体与溶解后的氯化钠溶液对铁的腐蚀作用不在一个级别上。

溶解过程对应结晶过程,在经典化学理论中,对于原子是如何析出形成有序的晶体结构,也是无法动态描绘的,这里用全新的分子耦合结构模型,来解构分子层次的溶解与结晶的内在机理与动态过程。

这里以溶质食盐(NaCL)溶解在溶剂水(H2O)中作为实例来说明分子层次的溶解过程。根据溶解现象的溶质宏观整体结构慢慢消失在溶剂之中,并结合分子以太旋涡耦合原理,可以知道,水分子以太旋涡的对氯化钠晶体的作用要克服三种力:

一是氯化钠晶体表层的以太湍流的屏蔽力场

若溶剂分子以太旋涡的涡流作用与振动作用不能对溶质分子表面的以太湍流层结构产生破坏,那这种作用就不能影响以太湍流层包裹内部溶剂分子。

如铁块不会溶于水,就在于水分子以太旋涡的作用不能通过铁块表面的以太湍流层。溶质以太湍流层斥力的存在,是油不能溶于水的内在机理,而人们可以通过外界强力振动达成乳化结构,这是溶质以太湍流层被破坏后的溶解形态。

二是氯化钠分子以太旋涡之间的吸引力场,即范德华力

溶剂分子的涡流作用与振动作用克服溶质表面以太湍流的斥力外,还需克服溶质分子以太旋涡间的相互吸引力,即范德华力,才能将分子以太旋涡从溶质整体结构上剥离。

三是氯化钠分子以太旋涡内的氯原子与钠原子之间的耦合力,即共价键

分子以太旋涡内的耦合力,在三种力中是最强,分离也是最难,结果就是溶质微观以太旋涡空间结构的解体过程,是整体态--颗粒态--分子态--离子态逐步发生的。溶剂分子以太旋涡破坏溶质分子以太旋涡空间结构,就如打开多层包装越来越强的快递包裹。溶解过程会产生放热或吸热现象,是分子以太旋涡的涡流在分裂与聚合过程中对周边空间以太的作用现象。

如此溶解后的氯化钠--水溶液里,分布有多种分子、原子结构形态:

H2O分子以太旋涡耦合结构
NaCL分子以太旋涡耦合结构,
NaOH分子以太旋涡耦合结构,
HCL分子以太旋涡耦合结构,
H-原子以太旋涡游离结构,
OH-分子以太旋涡游离结构,
CL-原子以太旋涡游离结构,
Na-原子以太旋涡游离结构。

这是一种多分子多原子混杂后的溶液结构形态,从而让溶解后的溶液表现出新的化学属性。各种结构之间随环境温度或其它因素保持一种动态平衡,或相互结合,或相互分离。