2018年8月13日
「原子」(atom)這個字的本來意思,乃是「不可分割的」。在一百多年以前,科學家都以為,原子是最基本的粒子,沒有比它更小的物質「單位」了。但在1911年,紐西蘭出生的英籍物理學家盧瑟福憑實驗證實,原子中心處有「原子核」,而環繞着原子核「外圍」不停地轉的,尚有電子。那還不止。在他之後,有多位科學家陸續發現,原子核裏面,原來還有很多更小的粒子。所以,很顯然可見,atom這個命名是錯了:「原子」並不是物質中最小的單位。它內中各式各樣的粒子,不但比較它體積「小」,更是「多」,種類既多,數目也多。在原子核中的粒子一般帶「正」電荷,或者,縱使個別性地不是正電荷,也有相應的其他粒子將其電荷中和。至於原子核的外面(像行星環繞着太陽轉)的電子,則是帶「負」電荷。
在一個多世紀後的今天,我們所知道關於原子的構造,當然更多。得知的有如:大體上,電子繞着原子核轉動之時,走的軌道不只一條。最貼近核子的軌道可以容納2個電子,第二層軌道則可以容納8個電子。這兩個數字2和8非常重要。比方,有一個叫「鈉」(Sodium,符號Na)的元素有11個電子,它們先進入第一層(2粒),再進入第二層(8粒),剩下的1粒,在第一層和第二層中已再找不到空間,只好進入第三層。再以另一個元素「氟」(Fluorine,符號F)為例,它有9粒電子,於是它們先佔據第一層(2粒),再佔據第二層(7粒);換言之,在第二層中還缺1粒才填滿。總的來說,Na有一粒電子「單單丁丁」地獨處在它的第三層,而F卻欠一粒電子才能注滿它的第二層。因此,當Na和F相遇,兩者相得益彰,一拍即合。Na會把它「單單丁丁」存在的一粒電子,「奉送」出來給F,填補F身中的空缺。在這個「奉送/填補」工作未能得以做到之前,那多了一粒電子的F叫氟「離子」;少了一粒電子的Na則叫鈉「離子」。因為有上述那些「多出來」和「少一些」的缺憾,離子一般都是不安於室、蠢蠢欲動的。它們要待找到配對,才會「穩定」下來。
人體中有不少操作,恰恰就是靠多種化學元素「離子」之間類似上述的互動,從而得以達到的。上一篇中說,胰細胞的一些「鉀離子」通道,可以在細胞表面帶來「電位」的改變,再而觸動細胞中分泌胰島素的機制。那正是一個好例子。
(編者按:顧小培最新著作《補營有方 提升孩子健康力》現已發售)
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