金剛石為什麼是最堅硬的物質
金剛石看起來璀璨奪目,是自然界中最堅硬的礦物;石墨黑不溜秋的,質地卻非常軟。金剛石和石墨有著天壤之別。然而,化學家的結論卻令人驚異:金剛石與石墨一樣,都是由碳原子構成。為什麼這對兄弟的性格有如此大的差異呢?
原來,它們在原子的結構和排列上並不相同。石墨分子中的碳原子結構疏鬆,是一層一層排列的,原子間的結合力很小,這樣就很容易滑動、散開。而金剛石中的碳原子卻是排列整齊的立體結構,每個碳原子都緊密地與其他4個碳原子連接在一起,構成一個牢固的晶體,因此,金剛石具有十分堅硬的特點。天然金剛石產量很少,所以價格也十分昂貴,但人們可以利用高溫高壓製造出人造金剛石來。
為什麼寶石是五顏六色的
寶石由於十分稀有,同時絢麗多彩,十分美麗,而深受人們的喜愛。那為什麼寶石會有五顏六色的色彩呢?
科學家通過研究發現,寶石五彩繽紛的奧秘是它其中含有某些金屬。原來,在不同的寶石中都含有一定量的金屬,而且有的隻含有一種金屬元素,有的則含有好幾種。這些躲藏在寶石內部的金屬元素能夠吸收太陽光裏的一部分色光,把其餘的色光反射出來,這樣就使寶石看上去色彩斑斕了。另外,有些寶石的色彩,比如青金石的藍色、翠榴石的黃綠色,跟它們晶體內部的原子排列有關。當然,還有一些漂亮的寶石,是通過人工染色的方法來獲得的。寶石顏色鮮豔,質地晶瑩,堅硬耐久,常常被人們用來象征幸福、健康、美麗、幸運等。
為什麼針容易刺進別的物體裏去
用一根針刺一塊厚紙板,很容易刺出一個小孔。而用錐子就沒那麼容易將厚紙板刺破了。這是為什麼呢?
這是因為厚紙板受到了大小不同的壓強。我們把物體在單位麵積上受到的壓力,叫做壓強。當我們分別用針和錐子去刺厚紙板的時候,雖然用的力相同,但是厚紙板所受的壓強卻不一樣。用針刺的時候,我們所用的力都集中在小小的針尖上。而用錐子刺的時候,所用的力卻分散在麵積比針尖大得多的錐頭上。這樣,厚紙板受到針尖所加的壓強,當然要比受到錐頭的壓強大。因此,針能很容易將厚紙板刺破。在生活中同樣的例子還有很多,比如在牆上釘釘子、用刀切割東西等等,都是將力集中在較小的麵積上,來達到增加壓強的目的。
古代的寶劍為什麼不會生鏽
劍在古代是一種重要的兵器,它的質量好壞有時候可能會成為戰爭中的決定性因素。古代的鑄劍技術非常高超,一些寶劍在地下埋藏了幾千年後,仍然寒光閃閃,鋒利無比。為什麼古代的寶劍不生鏽呢?
原來,寶劍不生鏽的奧秘和它所用的材料有關係。青銅寶劍的原料是銅錫合金,這種合金不像鐵那樣容易生鏽,相反它的抗鏽能力很強。另外,古代的工匠在鑄造寶劍時,憑借高超的技術,在寶劍的表麵塗上一層特殊的塗料,再將寶劍放在烈火中鍛燒。這種塗料是什麼東西呢?據測定,塗料的主要成分竟然是鉻,而鉻是一種不易生鏽的金屬。寶劍有了這層外衣作保護,使劍體不會暴露在空氣中,當然就不會生鏽了。