如果我们把水分子H2O的2去掉,也就是说除去水分子中的一个氢原子,会发生什么?

心系V娜

你得到的是打开有机化学大门的钥匙——基团这一重要概念。

对含有多个氢原子的分子,去掉一个乃至多个氢原子,你就得到理解有机化学的钥匙——基团。比如甲烷,这一最简单的有机分子,依次取下氢原子,你分别得到甲基、次甲基(亚甲基)和甲炔基。而这正是理解复杂有机分子的关键,我们可以将复杂的有机分子看作是由不同的基团拼装组合出来的新玩具。

将这一操作应用到经常出现在有机分子反应中的水和氨分子身上,我们就能得到相应的羟基和氨基(亚氨基)。羟基和氨基都是有机分子中的重要基团,比如甲醇和乙醇,以及大名鼎鼎的氨基酸。

图示:乙醇可以通过乙烯+水而得到,在这个反应中,水分子被分成两个部分,氢原子部分和羟基部分,分别加到乙烯分子的两个碳原子身上,这样的反应在自然界非常常见,在我们身体中也在时时刻刻的发生着,因此题主所言的【如果我们把水分子H2O的2去掉,也就是说除去水分子中的一个氢原子,会发生什么?】,这样的事情就在真实的发生着呢。

自由存在的羟基(• OH)?在体内和体外存在的羟基自由基威胁着我们的健康

当水分子遭遇放射线的时候,会产生自由的羟基和氢原子基团,它们非常不稳定,极其容易发生化学反应,这正是这些高能射线对身体有害的原因之一。因为,我们身体中的化学反应,但凡不受控制的那些,通常都是有害的。羟基自由基在我们的体内和自然环境中都很容易产生,它被认为是导致我们衰老的原因。

环境中存在的羟基自由基。由太阳、氧气和水三者反应,就得到了羟基自由基。

羟基自由基(• OH)是最强大的氧化剂之一,能够与周围的化学物质迅速发生各种反应。同时,我们的免疫系统也学会了制造这个强大的氧化剂,用来杀伤细菌,同时损伤我们自己的组织。


三思逍遥

先来看一下水分子的结构,化学式 H2O 或 HOH,H和O之间是极性共价键,所谓极性共价键就意味着H和O对电子的吸引力不同,O对电子的吸引力大于H,电子偏向O一侧。所以靠近O的一端带负电(电子本身带负电),靠近H的一端带正电。

题设中把『氢原子』取掉的操作在实际化学反应中很难实现,我们姑且假设已经实现,那么H和OH都会处于极端不稳定的状态,H会瞬间脱去一个电子变成氢离子H+,OH会瞬间抢夺一个电子变成氢氧根离子OH-,氢氧根离子的结构如下图所示——

实际上在任何水溶液中,都会有氢离子和氢氧根离子的存在,pH=7的纯水中也会有极小一部分的水分子发生电离生成氢离子和氢氧根离子。正因为如此,水在化学中是当做两性物质,也就是说既可以把水当做是一种弱酸,因为它可以提供氢离子H+,也可以把水当成是弱碱,因为它也可以提供氢氧根离子OH-,pH=7的纯水中水能够提供的氢离子H+和氢氧根离子OH-的物质的量是相等的,遇到酸,水可以结合氢离子H+,扮演碱的角色;遇到碱,谁可以结合氢氧根离子OH-,扮演酸的角色。

有意思的是如果按照系统命名法,把水当成酸的话,可以命名为氢氧酸(hydroxic acid);把水当成碱的话可以命名为氢氧化氢(hydrogen hydroxide)。

因此,在我们生活的这个宇宙的物理参数框架内,去掉水分子中的一个氧原子并不会发生什么我们能感知到的事件,氧原子会很快失去一个电子变成氢离子H+,再和瞬间内夺取了一个电子形成的氢氧根离子OH-结合,又变成了我们认识的水分子。

但是如果把这个宇宙的物理参数调整一下, 把氧原子的外层电荷数由6个变成7个,那么HO就可以成为一种稳定的分子,参考NO(一氧化氮),HO应该也是一种气体,那么自然会有另一种元素填补外层6个电子数的元素空缺,那么这个问题其实跟硅基生命和碳基生命有什么区别差不多了,我认为直到我们见到硅基生命的那一天,最具想象力的大脑也无法在此之前想象出硅基生命会是什么样的。


和风

这应该很有意思。让我们假设生物体内的水分子依然完好,只有自然界中的水分子发生变化,这样会更有趣的。

如果我们直接把地球上所有的水分子都去掉一个氢原子,那么我们会得到自由基——HO·。

现在,我们可以根据《海洋中有多少水》这篇报道中的数据,推算出地球上海洋水体的质量。首先,地球的水体储量为321,003,271321,003,271立方英里,约合1.338×1018m3。由于水分子几乎不被压缩,所以我们可以应用公式:质量=密度*体积,也就是m=ρv,所以:地球上海洋水体质量m=1.338×1024克。注意,这里采用克作单位,是因为这便于计算水的摩尔数。根据计算,HO·自由基,也就是除去一个氢原子的水的摩尔质量为7.433×1022摩尔。

我们现在做的是弄清楚了消除一个氢原子会产生多少自由基。而自由基有一个不成对的电子,因此可以与另一个自由基形成共价键而不破坏任何其他化学键,方程式如下:

2HO∙ →H2O2, ΔH=−213kJmol−1

可点击链接http://www4.ncsu.edu/~shultz/Com...查看氧 - 氧单键的键焓,从而知道反应产物和释放的能量。

继而,我们可以计算出这些自由基同时反应释放出来的能量。当然,这中间还会发生一些其他的反应,但上述反应应该是最常见的,因为在大型水体中,每个水分子附近最多的还是水分子。

根据计算可知,所有的水分子释放的能量为7.916×1027焦耳。

地球的引力结合能约为2.2405×1032焦耳,而所有水分子释放的能量比这低5个数量级,所以,地球肯定不至于分崩离析,但这还是会对地球表面造成巨大伤害。现在我们再试着算算岩石圈的温度变化。我们没有岩石的比热容的具体数据,所以我们只能逐一分析岩石中所有含量超过1%的物质的比热,从而推算出岩石的比热容,具体数据如下:

氧化钛 => 690JKg−1K−1,1.03%TiO2 => 690JKg−1K−1,1.03%

水=> 4184JKg−1K−1,1.30%H2O => 4184JKg−1K−1,1.30%

氧化钾 => 888JKg−1K−1,3.11%K2O => 888JKg−1K−1,3.11%

氧化钠=> 1177JKg−1K−1,3.71%Na2O => 1177JKg−1K−1,3.71%

氧化钙=> 751JKg−1K−1,5.10%CaO => 751JKg−1K−1,5.10%

氧化镁=> 930JKg−1K−1,3.45%MgO => 930JKg−1K−1,3.45%

氧化亚铁=> 695JKg−1K−1,3.71%FeO => 695JKg−1K−1,3.71%

氧化铁=> 651JKg−1K−1,3.10%Fe2O3 => 651JKg−1K−1,3.10%

氧化铝=> 840JKg−1K−1,15.22%Al2O3 => 840JKg−1K−1,15.22%

二氧化硅=> 705JKg−1K−1,59.07%SiO2 => 705JKg−1K−1,59.07%

根据计算,单位质量岩石的比热容为803JKg−1K−1。

接下来,我们需要知道地球上岩石的质量,约为1.365×1023千克。

现在我们可以利用比热容等式求出地球上的温度变化:

Δθ=Emc=7.916×10271.365×1023∗803=72°CΔθ=Emc=7.916×10271.365×1023∗803=72°C

注意,大部分能量将进入岩石圈和大气层之上100米,由于岩石圈本身约40公里深,预计我们周围的实际温度会达到100摄氏度左右,这可能会熔化部分地壳,消灭地表的所有生物,地球会变成一个无水、炽热,充满过氧化物的炼狱。


科科雪碧

首先我们看一下题目,是去掉一个氢原子。H2O去掉一个氢原子〔H•〕会生成羟基自由基〔HO•〕。羟自由基是非常活泼的一种物质,有着极强的氧化性,存在时间极短。羟基自由基可以氧化大部分有机物或者其他表现还原性的物质。废水处理所用的芬顿试剂就是产生羟基自由基来矿化水中的有机质的。如果羟基自由基碰不到其他可氧化的物质,也可以自身与自身结合,生成双氧水或氧气和水。

但是,我们不可能凭空把水中的氢原子拿走,那我们如何才能把水中的氢原子拿走呢?

第一种方法,光化学法。当前利用光催化剂负载铂金,在光照条件下,经过复杂的过程,可拿走水中的氢原子。两个氢原子再结合,生成氢气。两个羟基自由基再发生一系列的反应生成双氧水,氧气等!(具体过程就不写了,有兴趣的可以网上搜一下)

第二种方法,电解法。从微观看电解过程实际是电解的氢离子,不是氢原子,但从宏观角度考虑,其实就是把氢从水中拿走的过程。产物和光化学法同。

第三种方法就是活泼金属的还原。从微观角度看,活泼金属是和水中的氢离子反应,宏观上也可以看做是活泼金属与水反应,拿走水中的氢原子,生成氢气,羟基自由基再氧化活泼金属生成碱。


陆2188

H2O的不容易去掉。电解H2O夺去H的电子不能夺去氢原子。光催化剂加铂漂浮可以。还原反应。H2O夺取一个H+成HO变成OH–羟基自由基,它极不稳定,争夺K成KOH氢氧化钾,夺来Na成NaOH氢氧化钠,氢氧化钾和氢氧化钠是氧化物加水的反应生成物是强碱。它们生成中会产生热量。OH+HO生成双氧水氧气。如果大量产生热量使地球升温,没有水,温度升高,不适合动植物的生存生长,没有生命,不会多彩,地球成死寂的星球。现实中假设情况不会大量存在,人类也无法达到,也不会明知有危险无利而去达到,做愚蠢的事。


喇叭与利剑

水是一种化学性质很稳定的物质,高温高压条件都不能破坏水分子的结构。

不过在直流电的作用下,可以让水分子电离成带氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),未与金属离子或酸根离子形成酸、碱、盐的H+与OH-是极不稳定的,它们分别从直流电正、负电极获得或释放电子,生成氢气(H2)和氧气(O2)两种稳定的物质。这也是工业制氢气的方法之一。水的电解方程式如下:

2H2O (电解 )= 2H2↑ +O2↑

阳极:4OH- -4e- = O2↑ +2H2O

阴极:4H+ +4e- =2H2↑

水(H2O)作为一种化合物,它是由氢离子(H+)与氢氧根离子(OH-)构成,提问想将H2O分子中的一个氢离子去掉,得到的就是氢氧根离子OH-。


whitedeer

聚氢氧酸酐,苛性氢,脱氰零醛肟,一氧化二氢,氢化脱磺硫酸,羟基氢,脱碳甲醛,脱碳葡萄糖,脱羰甲酸,氧代硫化氢,氢氧化氢,碱式氢, 二氢醚,零醇,氢酚,氢羟酸,二零醚,正氧烷,氧乙烯,氢化超氧酰,二聚氢氧酸酐,氧化脱酯甲酸,氢化脱苄苯甲醇, 羟基脱羧甲酸,氢化脱硝硝酸,氢化脱氰氰酸

这些物质极具危险性,在任何疾病的病灶中都能发现它们的存在。


歼星舰支队舰长

无法脱去氢原子 水分子中氧原子和一个氢原子结合组成一个氢氧根吸附电子的能力强于另一个氢 因此氢氧根组合会夺取另一个氢的电子而带负电荷 而另一个氢由于失去电子呈现正电荷 无法像你想象的那样单除去氢原子 水分子是一个分子结构而不是原子随机拼凑


以史为鉴之阳明先生

你要能去掉~算你牛🐮!


林根数学

忽然想起一个段子,从多高处掉下来的水滴能砸死人,大家高谈阔论各种论证,正在性起的时候,忽然有个声音弱弱的说,大家没看见下雨吗?于是那个人被踢出群。

这个问题也引起了大家的高谈阔论,我也弱弱的说,大家没看见过双氧水吗?但愿我不会被提出群。


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