物质的构成（化学）/图文版自然科学新导向丛书

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玻璃的故事 玻璃在我们的日常生活中是必不可少的，很多日用品都是由玻璃制造 而成，现在就让我们来了解一下玻璃的历史吧！ 两千多年前，有一艘腓尼基商船行驶在大海上，突然海上风浪大起， 商船没法继续前进，只好就近抛锚，船员们纷纷上岸休息。周围是一片沙 滩，因此在做饭时，船员们找不到一块石头来架锅。这时，有人灵机一动 ，他们从船上搬来碱块当做石头，垒起炉灶，生火做饭。当风平浪静时， 他们收拾锅灶，准备扬帆启航，可这时却有船员发现，在原先支炉灶的沙 滩灰烬之中，有一些闪闪发光的东西，这就是最早的玻璃。 这个故事是古罗马作家老普林尼在他的《自然史》中记载的。虽然不 一定是完全真实的，不过至少有一点是真的，那就是玻璃的确是由石英砂 和碱块烧制成的。 可是石英砂是不透明的，用它制得的玻璃为何却变得透明了呢？ 这就与玻璃的结构有关了，玻璃的主要成分是硅酸钠，它是将砂子、 纯碱和石灰石等原料按一定比例混合后，在1550℃的熔窑中熔炼，再经过 高温熔化，发生一系列的物理和化学变化后，再冷却凝固而制成的。由于 在生产过程中冷却速度较快，它的分子还来不及整齐排列为结晶格子就凝 固了，玻璃是一种非晶态物质。当光线射到玻璃上时，由于玻璃是非晶态 物质，它的内部没有大晶粒来吸收和阻止光线通过，光线在玻璃中的透过 率极高，因而玻璃是透明的。而金属、食盐等物质则不然，它们内部都是 结晶体，因此当光线照射时，它们的表面和内部晶体界面、气泡等都会使 光线产生反射，因而透过的光很少，所以就成了不透明的物质了。 既然玻璃也是一种结晶物质，那么，为什么它不像铁那样时间久了会 生锈呢？ 这是因为玻璃的主要成分是硅酸钠，在空气中，它十分稳定，不与氧 气、二氧化碳、水等发生反应，因此，无论多长时间，即使风吹雨打，它 都巍然不动。而铁则十分脆弱，它在空气中很容易被氧化生锈。 玻璃有很多优点，比如耐压、耐腐蚀、透明、不生锈等，但也有一个 最大的弱点，就是经不起碰撞，容易破碎。现在这个问题也已经得到了解 决。 目前，科学家们已经发明了许多种不碎的玻璃。并且已经广泛应用于 生产与生活实践当中。比如，1903年的一天，法国化学家别奈利克在实验 室做实验时，不小心将一只放在高处的烧瓶打落在地上，烧瓶破损了，可 却没有碎裂。别奈利克拿起瓶子仔细查看，发现玻璃碎片都紧贴在一层薄 膜上，原来这个瓶子曾盛过硝化纤维的溶液，别奈利克因此受到启发，研 究出了一种“安全玻璃”。 可是问题又出现了。时间一久，这种玻璃易发黄，变得模糊不清，因 此，又有人想，钢铁经过淬火能提高强度，玻璃能不能淬火呢？经过反复 试验，终于制得了钢化玻璃。 可是钢化玻璃也不是绝对不会碎的，有时也会无缘无故地开裂，使它 的应用受到了限制。一些质量不好的钢化玻璃，由于玻璃中的内应力很不 均匀，在受外界轻微的影响时，就会突然碎裂。另外有人认为钢化玻璃是 不碎的玻璃，这也是相对的。目前，科学家们又发明了几种特种玻璃，它 们比钢化玻璃还要牢固。比如，有一种微晶玻璃，这种玻璃因为内部有许 多小品体，所以是不透明的…… 是的，玻璃也可以是不透明的。人们戏称这种微晶玻璃是玻璃家族的 叛逆者。说起微晶玻璃的发明，还有一段故事：1953年的一天，在著名的 美国康宁公司的研究发展中心，有一位名叫斯托凯的化学家正按照预定计 划做一种特种玻璃的热处理试验，一切准备就绪后，斯托凯将一块玻璃放 进坩埚中加热，由于劳累过度，斯托凯趴在桌上睡着了。当他醒来时，发 现坩埚中只剩下些陶瓷状的不透明物质。斯托凯痛恨自己的失职，便使劲 把它往地上扔去。这时，奇迹出现了：“玻璃”居然安然无恙！斯托凯惊 讶不已，经进一步实验，研制出了一种新型玻璃——微晶玻璃。由于微晶 玻璃中有许多小晶体，它们杂乱无章地存在着，改变了玻璃的原有结构， 因此使微晶玻璃具有许多优异的性能。比如，它能耐1000℃以上的高温， 具有比高碳钢还要高的硬度，因此日益受到人们的重视，在喷气发动机、 火箭和人造卫星上，我们都能看到微晶玻璃的身影。 那么什么又是有机玻璃呢？是不是一种特殊的玻璃呢？ 很多人都认为有机玻璃是一种特种玻璃，其实这是一种错误的认识。 有机玻璃与玻璃是两种完全不同的物质。普通玻璃的原料是硅酸盐，有机 玻璃的原料却是丙酮、甲醇、硫酸和氰化钠。有机玻璃其实是一种有机高 分子聚合物，它的化学名称为甲基丙烯酸甲酯。由于它的外观像玻璃一样 光洁透明，所以，人们形象地称它为有机玻璃。 P16-18