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科学网—杂说“仲”


速读:众所周知,一个碳原子外层有四个电子,所以往往可以与其他原子形成四个共价单键。 只是氮原子的外层有五个电子,它可以与其他三个原子成单键,余下的两个电子成孤电子对。 如果一元醇即只有一个羟基的醇类化合物中的羟基与伯碳原子相连接(该伯碳原子剩下的两个键与氢原子相连),这样的醇称为伯醇。 由于原子间的相互作用,这几类氢原子的反应活性并不相同,所以需要把它们区分开来。 在有机化学中,氮原子的情况与碳原子有相似之处。
杂说“仲” 精选

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2026-6-22 07:42

| 个人分类: 汉语言 | 系统分类: 人文社科

杂说“仲”

中这个概念是至少三个物体比较而产生的,如上、中、下;左、中、右;前、中、后;大、中、小,如此等等。比较这三个物体的某种性质,“中”都不在边缘,因此中就引申为内、里。

古人就直接把“中”解释成“内”。

仲是与中最接近的字之一。《说文解字》:“仲,中也。从人从中,中亦声。”因此,可以把仲理解为“中人”。

什么叫中人?

第一:中间人。例如,两个人发生了争执,就要请一位中间人来判定是非,中间人就是仲,判断是非就是裁,这就是仲裁。所以,仲裁通常要双方同意的中间人进行裁决才行。

第二:年龄居中,不大不小。东汉刘熙 《释名》:“仲,中也,言位在中也 。”

古人称兄弟之中年龄最大的为伯,年龄小的为季,在伯和季中间的就是仲。仲本来是中的意思,这里就成了老二。据此,人们后来把兄弟的次序定为伯、仲、叔(叔据说就是少(年龄小)的假借)、季。季最小,比仲小而比季大的都称叔。

大家都知道的孔子,名丘,字尼,排行老二,人称仲尼。当年被批评的时候,就被蔑称为孔老二。

《礼记·月令》把一年中十二个月按四季分别称孟春、仲春、季春、孟夏、仲夏、季夏、孟秋、仲秋、季秋、孟冬、仲冬、季冬。古人有时候把仲春、仲夏、仲秋等又称中春、中夏、中秋等。

现在的人很少这样去称呼农历的十二个月了。留给人印象深刻的只是把莎士比亚的喜剧"A midsummer night's dream" 翻译成《仲夏夜之梦》。

到了中古时代,情况起了变化,汉字有了发展。人们倾向于专字专用,造了许多新字,假借的情况越来越少。中和仲字的区分也越来越分明。中,更多的用于表示“中间”,仲则更多的表示第二。它们的读音也区分开来了,在表示“中间”这个意义上的中读平声,仲则读去声。这两个字的字义也分得比较清楚:中就是中间,仲就是第二(除了现成的固定词如仲裁等)。

伯、仲、叔、季的排行次序,也被用到了化学特别是有机化学的命名之中。

众所周知,一个碳原子外层有四个电子,所以往往可以与其他原子形成四个共价单键。正因为如此,碳原子与碳原子之间可以连接起来,形成可以包括多种支链的碳的化合物。

如果这个碳原子只与另外一个碳原子相链接(剩余的三个键与氢原子或其他原子相连),这个碳原子被称为一级碳原子,或伯碳原子。

如果这个碳原子与另外两个碳原子相链接(剩余的两个键与氢原子或其他原子相连),这个碳原子被称为二级碳原子,或仲碳原子。

如果这个碳原子与另外三个碳原子相链接(剩余的一个键与氢原子或其他原子相连),这个碳原子被称为三级碳原子,或叔碳原子。

如果这个碳原子与另外四个碳原子相链接,这个碳原子被称为四级碳原子,或季碳原子。

与伯碳原子相连接的氢原子,往往称伯氢原子;与仲碳原子相连接的氢原子,往往称仲氢原子;与叔碳原子相连接的氢原子,往往称叔氢原子;当然,季碳原子上已经被四个碳原子连接,所以不会有季氢原子这个称呼。由于原子间的相互作用,这几类氢原子的反应活性并不相同,所以需要把它们区分开来。

如果一元醇即只有一个羟基的醇类化合物中的羟基与伯碳原子相连接(该伯碳原子剩下的两个键与氢原子相连),这样的醇称为伯醇。

同样,如果一元醇中的羟基与仲碳原子相连接(该仲碳原子剩下的一个键与氢原子相连),这样的醇称为仲醇。

如果一元醇中的羟基与叔碳原子相连接,这样的醇称为叔醇。

在有机化学中,氮原子的情况与碳原子有相似之处。只是氮原子的外层有五个电子,它可以与其他三个原子成单键,余下的两个电子成孤电子对。

众所周知,氮原子可以与三个氢原子成键形成氨分子。氨分子中的氢原子如果被烃基取代,形成的化合物称为胺。

如果只有一个氢原子被烃基取代,这样的胺被称为一级胺,即伯胺。

如果有两个氢原子被烃基取代,这样的胺被称为二级胺,即仲胺。

如果三个氢原子都被烃基取代,这样的胺被称为三级胺,即叔胺。

在有些情况下,氮原子可以与四个烃基相链接,形成一个正离子,称季铵盐离子。

上面说到,与二级碳原子即仲碳原子相连接的氢原子,称为仲氢原子,搞有机化学的人常常简称其为仲氢。读者一定要注意,这个“仲氢”是有机化学中的“仲氢原子”,千万不要与“仲氢分子”的简称“仲氢”相混淆。

氢原子是最简单的原子。两个氢原子可以组成一个氢分子。氢的单质氢气即由氢分子组成。

氢原子的原子核只是一个质子,原子核外有一个电子。这样,氢分子体系就由两个核(每个核是一个质子)和两个电子组成。

电子和质子都具有自旋角动量。当两个电子的自旋“方向”相反时,可以都处于氢分子的最低能级轨道,这是氢分子的电子基态。如果两个电子的自旋“方向”一样,根据泡利不相容原理,两个电子就不能都处于一个轨道,这是氢分子的电子激发态。

与电子的自旋相似。如果两个质子的自旋“方向”相同,所组成的氢分子处在核自旋的激发态,能量略高,被称为orthohydrogen,中文翻译为正氢。

如果两个质子的自旋“方向”相反,所组成的氢分子处在核自旋的基态,能量略低,被称为parahydrogen,中文翻译为仲氢。

两种氢单质的化学性质一样,但是某些物理性质如熔点、沸点都略有差别。

当然,这些都是量子力学预测出来的成果,后来被实验所证实。

在室温(如300K即差不多27℃)时,氢气中大约含有75%正氢和25%仲氢。大概正因为在室温下正氢占绝大多数,仲氢只是少部分,才取了orthohydrogen(正氢)和parahydrogen(仲氢)这两个名词。

随着温度降低,正氢越来越少,仲氢越来越多,在液氢温度(-253℃)时,处于平衡状态的单质氢几乎都是仲氢 ‌ 了。

由于正氢的能量高,仲氢的能量低,正氢会自发转化为仲氢,转化的过程中将放出能量(当然,以热量的方式)。而转化的过程需要时间,如果在液态氢中,正氢含量太多,储存在罐中的液氢会因后续缓慢转化持续放热,甚至导致液氢 ‌ 沸腾蒸发 ‌ ,造成巨大损耗甚至安全隐患。所以在制备液氢时,必须通过催化剂强制加速转化,以保证在被储存的液氢中基本上都是仲氢。

随着氢能源应用的增加,正氢、仲氢这样的名称势必会出现得更多,我们需要普及这些知识。

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