上帝創造天地萬有的廣大螞蟻雄兵—電子

地球—神所創造上好福份,萬物萬代生生不息的伊甸園

聖經創世紀開宗明義記載,上帝以六日的時間創造天地萬物第一日:有天地,分晝夜,創造。第二日:水分上下,有空氣,稱為天。第三日:聚,露旱為,地生青草菜蔬樹果。第四日:大小光體管理晝夜、分別明暗。第五日:創造天上、海中活物。第六日:創地上活物,造管理菜蔬樹果作食物。第七日:神造萬物完畢,就歇了他的工,安息了。於是地球上由陽光空氣、水、海洋、陸地、青草菜蔬樹果、海中活物、地上活物、人類和食物,組成了充滿生態平衡、足可代代延續生生不息的美好伊甸園—地球:

1、陽光來自太陽的暖熱與帶來地球萬物滋養源頭的電磁波,是地球上所有生命的主要能量來源。它驅動光合作用,讓植物生長,並提供我們所需的熱量和光線。

2空氣:充滿O2、CO2H2……等等萬千百種的氣體分子維繫著大氣層內地球生態的平衡,空氣中的氧氣是所有動物和人類呼吸所必需的。空氣中的二氧化碳則是植物進行光合作用的原料。。

3、H O2是生命之源,所有生物都需要水來維持生命。水還調節地球的氣候,並支持各種生態系統。

4、海洋海洋覆蓋了地球表面的70%以上,支持著豐富的生物多樣性。海洋還調節氣候,吸收二氧化碳,並提供鹽、各種食物和資源,提供海中活物的生長環境、生存養分的供應。

5、陸地:提供地上活物的生長棲息環境,並為人類和動物提供食物和資源

6、青草菜蔬樹果:這些植物不僅提供食物,還通過光合作用產生氧氣,並吸收二氧化碳,幫助減少溫室氣體。

7、海中活物:海洋生物是海洋生態系統的重要組成部分,提供食物,並維持生態平衡

8、地上活物:陸地上的動物在生態系統中扮演著重要角色,從食物鏈到種子傳播,維持生態平衡

9、人類:人類有能力創造和改變環境,並有責任保護和維護地球的健康。

10、食物:食物是所有生物生存的基本需求,提供能量和營養,支持生命活動。

這些神所賜的恩典自然相互依存,共同維持地球的自然生態平衡和物種的生命延續。神創造地球如此奇妙、複雜,遠古世紀以來,人類理所當然的在地球上代代繁衍、追求進步,對神創世造物充滿敬畏與感恩,也對如此龐大的宇宙生態體系充滿求知好奇的心。

二、電子—上帝完全的愛創建宇宙鉅細靡遺,放眼萬物皆從它生成

西元1780年,英國物理學家約翰·道爾頓首先提出了”原子理論”:化學元素均由不可再分的微粒組成,這種微粒稱為原子。同一元素的所有原子,在質量和性質上都相同;不同元素的原子,在質量和性質上都不相同。不同的元素化合時,這些元素的原子按簡單整數比結合成化合物。1811年,義大利化學家阿密迪歐·亞佛加厥發表了題為《原子相對質量的測定方法及原子進入化合物時數目之比的測定》的論文,首先引入了「分子」概念,並把它與原子概念相區別,指出原子是參加化學反應的最小粒子,分子是能獨立存在的最小粒子。1897年,英國物理學家約瑟夫·約翰·湯姆森證實了陰極射線由以前未知的帶負電粒子(現稱為電子) 組成,他計算出這種粒子必須比原子小得多,他發現了合成化合物的最小粒子—電子。

遠古以來,人類領受自上帝所創這世上萬有的奧妙,終於在距今127年前才以現代科學邏輯性的推衍實證中到合情恰當的理解,從科學的角度來看這世上萬物都是由電子、原子、分子所合成的化合物是構成所有物質的基本單位。所有物質都是由基本粒子:電子、質子和中子所組成,這些粒子組成原子,原子再組成分子,進而形成各種化合物和物質。這些基本粒子和它們的相互作用是現代物理學和化學的基礎。電子在化學反應和物質結構中扮演著重要角色,可以說它們是組成宇宙萬物的“基礎建築工”。 電子雖稱是全宇宙看是最卑微的小粒子,卻是上帝創造天地萬有、看是最寶貴的廣大天使雄兵,放眼萬物皆從它生成。

三、電子在原子及宇宙中的角色扮演與定位

原子是構成化學元素的普通物質的最小粒子,它帶了很多的電子,電子靠著互相的交換運動產生了很多的分子,靠著分子與分子的多樣結合,創造了全世界物種的各色各樣化合物,感性的說,電子就是上帝創造宇宙萬物的小天使。在我們的宇宙中,充滿著各種分子和原子,由電子交織互動在其中。自由電子是指不與原子或分子束縛在一起的電子。它們在空間中廣泛分佈,這些電子具有負電荷,並且在宇宙中隨機運動。在空間中,自由電子會與其他分子和原子發生碰撞,這些碰撞可能導致電子從一個分子或原子躍遷到另一個分子或原子。這種隨機交換是宇宙中基本粒子之間相互作用的一部分,這些交換對於宇宙中的物理過程和化學反應具有重要意義。電子確實充滿在我們生活的空間,只是它們的密度非常低,因此通常無法直接感知到它們。

電子是一種負電荷的基本粒子,它存在於原子的電子雲中,電子雲是以分階層的電子軌域來描述電子在原子核外空間概率密度的分佈形態,好像帶有負電荷的雲圍繞在原子核周圍。從化學元素週期表中可以先來探索原子與電子之間的密切關係,每個元素原子序的數字,等於其原子核中的質子數及所帶的電子數,這個數字決定了元素的化學性質和其在元素週期表中的位置。例如:氫(H)的原子序數為1,因為它只有一個質子和一個電子。氧(O)的原子序數為8,因為它有8個質子和8個電子。Google一下網路上一大堆的元素週期表,長的幾乎都一樣,大家可以自己上網Google,找一張看最順眼的來參閱,每個元素在週期表中都會標示幾個訊息符號,以碳元素為例,如附圖。

四、廣大螞蟻雄兵—帶電粒子e-在那裡?

原子擁有一組穩定的能級(或稱軌域)可以約束它所管控的電子,電子在這些能級之間跳躍,吸收或放出能量。電子是構成原子的基本粒子之一,質量極小,帶有單位負電荷。它們圍繞原子核運動,電子的存在使得原子具有電荷,原子序這個數字對於描述元素的基本特性非常重要,因為它決定了元素的電子如何在原子所約束能級(軌域)上排佈、進行化學反應和其他的效應。從以下的附圖中我們可以簡單的整理一下頭續:

1、一個原子包含有中子、質子和電子,中子不帶電,質子帶正電,電子帶負電。質子與電子的數量相同,就等於元素週期表裡面的原子序數字。如附圖(原子結構示意圖)中顯示有11顆電子,參對元素週期表,原子序11的元素,正是”鈉”金屬。

2、中子和質子緊密穩定在中心原子核內,電子則規律排佈於原子核外、受原子核可束縛牽制的能級(軌域)上自由游走。如附圖(原子結構示意圖)中顯示核中心為中子與質子,原子核外由內向外擴展有K、L、M、N、O五圈能級(軌域),稱為電子層或電子雲。

3、最簡單的電子數量分佈,以電子層由內至外來算,距離核子的第n層電子層,可容納最多2n2個電子。如附圖(原子結構示意圖)中顯示由核中心向外擴展的第一層為2×1×1=2,第2層為2×2×2=8……以此類推,即可知K、L、M、N、O各軌道能穩定容納多少電子。

4、該原子的所有電子依電子層各軌,由內而外充足了各層軌域的容納量後,最外圈的電子即為對外互相交換運動以產生各種化學反應及物理效應的關鍵因子,稱之為價電子。如附圖(原子結構示意圖)中顯示該原子的電子層K、L皆已容納足額電子量,最外M層僅剩11號電子自由游走於軌域上,即為價電子;相對於電子層M層可容納以達飽和的電子數8個,扣除11號自由電子,該原子M層軌域尚有7個空缺,稱為電洞或空穴。以此類推,即可得知各不同原子序數的元素,其電子雲、價電子與電洞的狀態。

五、電子、原子、分子合成上帝創造天地萬有合成物的基礎架構

電子是構成原子的基本粒子之一,帶有單位負電荷,圍繞原子核所約束的能級(軌域)上排佈、運動,隨機找尋可進行原子化學反應和其他物理效應的機會。其中,位於電子軌域最外圈的價電子即為對外互相交換運動以產生各種化學反應及物理效應的關鍵因子。如下附圖一:原子構造示意圖中,可清楚顯示氫、、氧、鐵、碘汞原子,依照其原子序與電子在K、L、M、N、O各軌域層的排佈關係,氫原子只有K電子層,1個價電子,相對有1個電洞;碳原子有K、L 電子層2層,4個價電子,相對有4個電洞;氧原子有K、L電子層2層,6個價電子,相對有2個電洞;鐵原子有K、L、M、N電子層4層,16個價電子,相對有16個電洞;碘原子有K、L、M、N電子層4層,25個價電子,相對有7個電洞;汞原子有K、L、M、N、O電子層5層,20個價電子,相對有30個電洞。

原子結合成分子的過程涉及各原子間價電子活動與電洞(空穴)形成化學鍵的結合而成。簡要整理其鍵結方式如下:
1、共價鍵結:在共價鍵結中,兩個原子共享一對或多對電子。這種鍵結通常在非金屬之間形成。舉例如下附圖:水分子(H₂O)中的兩個氫原子和一個氧原子共享1對電子,形成共價鍵;二氧化碳分子(CO₂)中的兩個氧原子和一個碳原子共享2對電子,形成共價鍵;甲烷(CH4)中的四個氧原子和一個碳原子共享2對電子,形成共價鍵。

2、離子鍵結:在離子鍵結中,一個原子轉移了一個或多個電子給另一個原子,形成正離子和負離子。舉例如下附圖:氯化鈉(NaCl)中的鈉原子轉移了一個電子給氯原子,形成了Na⁺和Cl⁻離子。

3、金屬鍵結:金屬鍵結發生在金屬之間。金屬原子之間的電子形成一個電子海,共享在整個金屬結構中。這使得金屬具有良好的導電性和延展性。

4、氫鍵:氫鍵是一種特殊的共價鍵結,通常在氫原子和氮、氧或氟原子之間形成。它在生物分子中起著重要作用,例如DNA的雙螺旋結構。

總之,原子通過各原子間價電子活動與電洞形成化學鍵,經由這些不同類型的鍵結相互結合,形成各種不同的分子和化合物電子堪稱全宇宙看是最卑微的小粒子,竟是上帝創造天地萬有、看是最寶貴的廣大天使雄兵,放眼萬物皆從它生成。 從更哲學或宗教的角度來看,將電子比作“上帝創造宇宙萬物的廣大螞蟻雄兵”是一種形象化的表達方式,強調了電子在物質世界中的重要性和普遍性。這樣比喻不僅讓人們更容易理解電子的重要性,也讓我們對宇宙的奇妙和複雜性有了更深的敬畏之心。