水合电子之谜

水合电子之谜

在中学化学课本里，你认识了水分子和水合离子，那么有没有水合电子呢？

1864年春天，化学家魏尔为了研究钾、钠等碱金属跟氨的作用，做了如下实验：他把一块绿豆大的、经过处理的金属钠投入液态氨中，顿时，液态氨呈现出美丽的蓝色。这个新的发现引起了许多科学家进一步探索的兴趣。经过几十年的努力，直到本世纪40年代，化学家们才弄清楚其中的奥秘。原来，这是因为钠溶解在氨中，放出的电子立即被液氨分子团团围住的缘故。美丽的蓝色就是氨合电子显现出来的。

发现了氨合电子后，人们很自然地想到：会不会也有水合电子呢？许多化学家决心去寻找它。但是，几十个年头过去了，尽管化学家施展了浑身的解数，仍然是没有踪影。但是，寻找水合电子的实验却一直在进行着。

1952年，化学家斯悌做了一次出色的实验：他把普通的甲基蓝溶液放在日光下照晒，过不多久，甲基蓝溶液的蓝色便褪去了。他又把二氧化碳通入褪了色的甲基蓝溶液中，结果发现溶液又恢复了先前的蓝色。从这个不引人注目的实验中，斯悌发现了水合电子的秘密。他认为，甲基蓝开始褪色是由于在阳光中紫外线的作用下，溶液中产生了水合电子，然后，水合电子再跟甲基蓝作用形成无色物；而后来通入的二氧化碳又夺走了水合电子，因而又恢复了蓝色。他用下列方程式巧妙地表示了实验的全过程：

Dye（甲基蓝）＋e（水合电子）＝Dye－（无色）

Dye－＋CO₂＝Dye（甲基蓝）＋CO₂－

此后，其他的化学家也找到了获得水合电子的一些办法，如活泼金属的汞齐跟水作用、金属跟强碱作用、某些有机物和催化剂的作用等都可以获得水合电子。

水合电子的结构很奇妙，它是一个裸露的电子，四周被许多水分子包围着，很像一颗红枣嵌在馒头中那样。这个奇妙的组成，导致了它的奇妙的性质：电子很小，又带一个单位的负电荷，因此可以到处乱钻，所到之处，可供其充足的电子，呈现极强的还原能力。据目前研究所知，除氖、氩等少数物质外，其它元素和化合物几乎都能跟水合电子作用。

水合电子奇妙的性质，使它具有奇妙的用途。过去人们认为不能用化学方法合成的物质，现在利用水合电子都能合成了。例如：三价铕离子用化学方法不能变成二价铕离子，但是，如果它遇上了水合电子，就会被水合电子轻而易举地还原为二价铕离子了。

此外，水合电子为揭开生命起源的秘密提供了新的线索，由于水能形成水合电子，所以能使那茫茫的原始海洋更加“热闹”。太阳的紫外光和来自宇宙的射线，可使原始海洋不断地产生无数个水合电子——活泼而又高效的还原剂，它在海洋里横冲直撞，加速了原始海洋的“聚宝盆”作用，因而快速地合成出核酸、蛋白质等生命体所必需的物质，为原始生命的诞生铺平了道路。

水合电子的发现不过只有几十年的历史，人们虽然已经发现了它的一些性质和作用，但是，它肯定还蕴藏着许多奥秘，等待着科学家们的进一步揭示。