1.3　不安分的分子

濕的衣服，曬一會兒就干了，這是水蒸發了；衣櫥里放著的“樟腦丸”（實際上是一種叫作萘的物質，分子式為C₁₀H₈），隔一定時間，就不翼而飛了，可衣櫥里仍充滿著萘的氣味；打開一瓶香水，過一會兒，整間屋子里都能聞到香味……這些變化說明什么呢？人類經過長期的實踐與思考，得出這樣的結論：物質都可以分成肉眼看不見的微小粒子——它們保持著原物質的化學性質，這些微粒叫作分子。

分子的體積很小很小。平時我們在形容細微的東西時總愛說：“像灰塵那樣渺小。”微塵的直徑約為0.03毫米，的確很小。可是，如果將一萬個水分子一個挨一個地排成長隊，它的長度還沒有一顆微塵的直徑大。一百萬個水分子緊挨著排成一列橫隊可以并排穿過繡花針的針孔，每個水分子的直徑大約是2埃。1埃=10^-10米，也就是0.0000000001米。

正由于分子的身子非常小，因此一丁點兒的物質所包含的分子就非常多。仍以水為例，假如有人問你：“一個人每口吞下一億個水分子，每秒鐘吃一口，需要多久才能把一滴水中的水分子全部吞到肚子里？”你不妨先想象一下，看你想的答案是多少。說出來恐怕要嚇你一跳，原來，按照上面所說的喝水速度，喝完一滴水，竟需要50萬年！因為一滴水中大約有1.5×10²¹個水分子，你只要細細地算一算，就可以算出這個答案了。

還有人這樣估算過：如果將一杯水中的水分子都做上標記，然后將這杯水與地球上所有江、湖、海洋的水混合起來，攪拌均勻；這時你再任意從河、海中盛起一杯水，這杯水中含有的做過“標記”的水分子竟然多達2000個！

不過，你也別瞧不起分子的個子小，如果一滴水的所有分子都手拉手地排成長隊，這隊伍從頭到尾的長度恐怕又要嚇你一跳！現在讓我們一起來算一下：

一滴水分子隊伍的長度

=一滴水中分子的個數×每個水分子的直徑

=1.5×10²¹×2×10^-10=3×10¹¹（米）

將單位“米”化成“公里”，就是3×10⁸公里，即3億公里。

多么驚人的數字！大家知道，從地球到太陽的距離是一億五千萬公里。這樣看來，一滴水的分子排成長隊，竟可以從地球排到太陽，再從太陽排回到地球！不通過科學的計算，說出來恐怕誰也不會相信。

物質的分子都在不停頓地運動著，這是大家都知道的。那么，在分子世界中，誰跑得最快呢？

跑得最快的是氣體分子，而在氣體分子中，又以分子量最輕的氫氣分子跑得最快。它是分子世界中名副其實的賽跑冠軍。在0℃時，氫氣分子每秒鐘可跑1700米，相當于每小時跑6120公里，這個速度比最快的噴氣式飛機還要快。如果沒有阻擋的話，氫氣分子只需6.5小時就能繞地球一周。其他分子量較重的氣體分子要跑得慢一些，例如氧氣分子，每小時跑150公里。

你可能會這樣想：12級臺風的風速是每秒40米，氣體分子跑得這樣快，那是多么可怕的狂風啊！會不會把地球上的東西都刮走呢？你別擔心，這些氣體分子可沒有那么齊心，它們不是朝同一個方向跑，而是亂七八糟地無次序地奔跑，所以我們并不會遇到那樣的狂風。

會動腦筋的小讀者可能還會問：既然氣體分子跑得這樣快，為什么桌上打開的香水氣味不是一下子就能聞到的呢？

這問題提得好！根據一般氣體分子每秒鐘運動幾百米的速度，氣體分子跑幾米路只需百分之一秒或幾十分之一秒就夠了。但事實上，大量氣體分子在做無次序的運動時，分子與分子間會發生無數次的碰撞，使分子的運動方向一直在改變之中。對于一個氫分子來說，它每秒鐘要與其他分子碰撞1400億次（這里所討論的情況都是在常溫常壓下）；在1立方厘米的氫氣中，每秒鐘內氫氣分子共要碰撞19萬億億億（1.9×10²⁹）次。這樣頻繁的碰撞使氣體分子無法一直朝前跑，而只能是曲折地前進，擴散的速度就大大減慢了。