探索新物态(五):液态
液体是比气体温度低的状态。 常见的液体有水(溶液)、 酒精、 菜油和矿物油、 水银等。 液体中的分子运动仍然很快, 分子间的相对位置不断改变。向热水中滴一滴染料, 会发现颜色迅速散开, 即染料分子间的相对构型发生了 快速的变化。 液体中的分子没有长程序, 但是分子之间却是有关联的。 对任意一个分子来说, 分子的分布是各项同性的, 但是在径向方向上的分布(任意方向上由近到远的分布) 却会有明显的起伏, 由径向分布函数来表述。简单来说, 径向分布函数会提供分子的第一壳层和第二壳层的配位数。 对于水(稀) 溶液中的离子来说, 离子的第一层和第二层的水分子配位数是理解水溶液性质的关键。
与气体不同的是, 液体虽然没有固定的形状,但有确定的体积。 液体的密度, 或者体积, 随着温度的改变有明显的、 适度的变化, 因此可以用来作为温度计。 常见的酒精温度计和水银温度计, 就是将 0.1℃大小的温度变化所引起的体积改变表现为其柱状部分高度的毫米量级的改变, 从而可以为肉眼直接读取。 既能保持体积, 又不坚持其形状, 液体的这个性质才使得液体具有能够传输物质的能力, 才能保证生命这样高级复杂的物质过程的出现。
由此观之, 笔者以为对生命来说最重要的恰恰是液体, 包括各种体液。 有无骨骼的生命, 但绝无无体液的生命。 溶解了 固体和气体, 液体经过流动带来了 水循环、 碳循环、 矿物沉积等过程。 地球有生命之前, 因为有水以及由此带来的物质的循环, 就比其他星球显得有生机!