一个原子的旅行:一个关于生命的奇迹,让孩子了解元素周期表

鹏鹏谈育儿 2023-10-11 01:57:07

三年级的优优因为喜欢花,所以了解了光合作用,她看到姨家的卧室里有一盆绿植,于是严肃地说:“姨,别把植物放在卧室,它会和你抢氧气呢,你不知道吗?白天,植物通过光合作用可以释放氧气,可是到了晚上它就要排出二氧化碳了……”

没想到小小的她,竟然对二氧化碳和氧气那么感兴趣,最近,她又学了科学,对于氯化钠这些物质也是极其上心。

看来化学启蒙,可以开始了[大笑]

刚好,遇到一本绘本《一个原子的旅行》,作者是约翰·巴尼特,他因为偶然读到普里莫·莱维的《元素周期表》而爱上了化学。

他用碳素笔画把碳原子与生命的轮回演变,在《一个原子的旅行》里呈现给大家。

尽管今天是一个崭新的时代,但仍然没有什么元素,比碳更能代表世间最重要的奇迹之一——生命。

所有生命,主要始于碳。碳是组成生命最重要的基本元素之一。

构成地球生命体的大部分物质,比如蛋白质、糖、核酸,几乎都是以碳链为骨架的。所以没有碳,就没有生命。

今天,我们一起跟着《一个原子的旅行》追踪它的一生,从而看到一幅关于宇宙历史与地球生命的壮丽画卷。

在138亿年前,宇宙星神一场大爆炸宣布碳原子的诞生,炽热且密度极大的早期宇宙膨胀后冷却单足以形成宇宙中的第一批元素——氢和氦,巨量的元素构成的气体云形成第一批恒星。

其中,一颗硕大无朋的恒星不断燃烧着,放射出热量和光芒。等它快死去时,三个氦原子核聚变形成一个碳原子。

在这颗恒星爆发形成超新星后,它抛散的含有碳元素的尘埃随宇宙星风去向新的地方,旅行正式开始~

宇宙爆发,量子波动和基本引力影响了物质和能量在宇宙中的分布,在暴胀和引力、物质与反物质之间激烈的拉锯战种,碳原子席卷而来,他和其他原子一起编织成密度不一的气体云团。

接着,在大撞击纪元的混乱中,来自小行星的水和原行星盘的易挥发元素受到地球的引力影响,留在地球上,众多迁移中的粒子,碳粒子也已经嵌入宜居得地幔中。

一个碳原子个2个氧原子结合后,形成了一种常见分子二氧化碳。二氧化碳此时溶解于富含铁的原始海洋里。

长期溶解冰漂浮在海水中的二氧化碳分子,如今已经上升到接近海洋表面,它被颗石藻充分利用,碳、氧、钙充分利用结合生成碳酸钙。颗石藻利用碳酸钙建立了防护性外骨骼。

生命不断演化,海平面上升,大陆漂移,气候温暖。7000万年前它以碳酸钙的形式存在于石灰石悬崖中,已经浮出水面,见证了恐龙时代的落幕。

人类出现,他们用镐从悬崖上劈下石灰石,放入窑中煅烧,高温破坏了碳原子长久以来不曾断过的化学键,现在碳原子牢牢结合2个氧原子又一次可以自由移动了,这次它再次以气体二氧化碳的形式出现。

二氧化碳借助各类气流,越过高山、沙漠️、城市和广阔的极地冰层。

随着旅行时间越来越长,它需要小憩一下,于是找到了一片葡萄味。

伴随着水和太阳的光子能量,逛合作用来了。

它的产物葡萄糖和氧气等~

葡萄的汁液从叶流动到花梗,到茎再到葡萄,碳原子在葡萄糖的强六边形结构中保持住阵型,可以使果汁变甜,加上酵母,过些时日就变成了葡萄酒。

当人们喝一杯葡萄酒,未经酵母转化的葡萄糖可以在肝脏里储存一周。

当喝过葡萄酒的农民需要去追赶惊马时,葡萄糖会从他的肝脏通过血管输送到大腿肌肉,在那里它不再流动,形成乳酸。

经过一系列的操作,农民吸入氧气排出二氧化碳,二氧化碳中的碳原子准备再次启航~

这次它在对流层中要经历更多的旅行……

被水流和气流带着旅行多年后,它再次选择了定居。

这次,它选择了雪松。他帮忙构建长分子链,从而在这种长寿的针叶树中形成纤维素。

春天到来,飞蛾的幼虫被唤醒,这些飞蛾幼虫直到蛹期都以新鲜的嫩芽为食。碳原子如今是长链氨基葡萄糖、几丁质的一部分,有助于小飞蛾复眼光反应地进行。

飞蛾死去,土壤中的微生物开始分解它们的残骸,碳原子则在努力滋养仙客来幼苗,香味吸引工蜂,工蜂采集花蜜,花蜜聚合分子的主链也是碳原子组成的。

花蜜通过蜜蜂的消化酶变成蜂蜜,其中一些会出现在我们的下午茶里。

为了生存,身体需要新的访客,单糖包含碳原子,一旦摄入,单糖中的碳原子就会独自穿过肠壁,进入血液,一路向上。

这种细胞能量会驻留在大脑的神经元中。

在大脑里,在神经末梢,含有套得糖最终被合成乙酰胆碱,一种神经递质。

它会改善神经功能,服务意识,引导思想。图片是作者用铅笔✏️画出来的,铅笔芯由石墨做成,石墨的成分就是我们的老朋友碳原子,它陪我们到最后一个标点。

讲完碳原子的旅行,女儿特别激动,原来碳就在我们的身边~

接着她就举例了,包含碳原子的气体、固体。比如:我们呼出的二氧化碳,植物白天吸收二氧化碳晚上排出二氧化碳,铅笔里的石墨里有碳原子,我们的身体里也有……

一起看完碳原子的故事,我又陪她认了一遍元素周期表里的元素,很多字她不认识,但她特别好奇氧元素的故事[大笑]

0 阅读:0

鹏鹏谈育儿

简介:感谢大家的关注