第19章完结（2/2）

92种元素中，有81种元素的同位素都是稳定的，不会随时间而发生变化。剩下的元素叫作放射性元素，会随时间衰变。衰变的过程中，原子核以多种不同方式释放辐射，失去能量。原子核衰减一半的速率叫作该元素的半衰期。

C-14是重要的同位素的典型，有6个质子和8个中子。植物生长的过程中，在吸收空气中的二氧化碳的时候会吸收少量C-14。动物吃掉植物后，也会吸收C-14。动植物死后，体内C-14的半衰期需要5730年，也就是说，体内一半的C-14同位素会每隔5730年发生衰变。

20世纪40年代，加利福尼亚物理学家威拉德·利比（Willard Libby，1908—1980）发现，测量出死亡有机体内的C-14，并将其与活的有机体内的C-14进行比对，就能得出前者的死亡时间。如果有一半的碳原子仍然是C-14，另一半已经衰变，那么此有机体就已经死了5730年。如果四分之一的碳原子仍然是C-14，剩下的四分之三已经衰变，那么此有机体就已经死了11460年。借助这个方法，可以判断一直到5万年前的有机物的年龄——这是研究事物的年龄方面的关键发现，正是这种年代测定的技术使得叙述“大历史”成为可能。

前12种元素的同位素

本表列出了前12种元素的中子数的不同情况。表中也显示了哪些同位素稳定，哪些不稳定。

共价键

水（H2 O）就是“共价键”化合物，说得直白一点，就叫“共享键”的化合物。由于氧原子外壳层只有6个电子，因此2个氢原子，每个都能给氧原子提供1个电子，把氧原子的外壳层填充完整。

原子是如何结合的？还记得原子的构成吗？小小的电子绕着硕大的原子核旋转，两者之间有很大的空间。电子绕原子核运动的轨迹，就跟一系列的3D走廊似的，也就是壳层。第一层容纳2个电子，第二、三层，每层容纳8个电子。具有完整壳层的元素是最稳定的。如果最外一层不满，电子就会从一个元素的壳层跳到另一个上去。化学反应就是电子的重新排列，这一过程就是原子核之间的化学键形成或断开的过程。化学是研究电子及其在化学键形成或断开过程中的相互作用的科学。

在化学反应中，原子以多种方式结合。有时，一个原子的电子也会绕着另一个原子核旋转，为相邻的原子共有。这种情况下，电子受到不止一个原子核的正电荷吸引，大体在两者之间活动。这类电磁结合力将多个原子结合在一起，叫作共价键。

有时，电子会从一个原子转移到另一个原子上。就拿食盐来说，含有11个电子的钠原子，最外一层的电子转移到一个氯原子上，而氯原子含有17个电子。这样一来，钠原子只剩10个电子，而氯原子则有18个电子——对两者来说，都有了完整的壳层。钠原子失去1个电子，带有了正电荷。而氯原子就带有了负电荷，所以二者相互吸引。这类化学键叫作离子键。