超高壓下3件神奇的事

在超高壓條件下會有不可思議的現象發生，而這些現象是物理化學的常規原理無法解釋的，我們學了這麼多年的數理化是假的嗎？NO，是我們知道的太少了！！

壓力 ，會讓我們做出一些非常不可思議的事情。它會讓我們在做重要的報告時忘記自己的姓名，也會使我們對家族世仇之類的事情做出荒謬的反應。然而， 壓力並不只是讓我們做荒唐事。它會導致各種物質進行自身性質的轉變，就像一團鱗狀石墨變成一顆鑽石——地球上自然形成的最堅硬物質。

在極大的壓力下 ，事情甚至會變得更加不可思議。從個人經驗或基礎化學課程中你可能學過，油和水靜置時互不相溶。因為水分子對彼此的引力強於對油分子的引力，但結果發現， 在適當條件下它們確實溶合了，其中一種條件就是高壓。

科學家能用一種叫做鑽石對頂砧的設備（也叫DAC）製造出這種條件，該設備可用兩個無瑕疵鑽石的對頂面擠壓物質。依靠的是對那個狹小的實驗區施加的壓力，DAC能造出你在地核才能發現的強大壓力。科學家用DAC將水與液態甲烷，或四氫化碳溶合。

在化學意義上， 液態甲烷和最簡單的石油性質一樣。室溫下 ，研究者將這兩種液體溶合時用的是2兆帕的壓強。幾乎相當於海平面氣壓的2000倍，研究者表示， 兩種化合物之所以能溶合。是因為甲烷分子被壓縮到一定程度，就可以進入水分子組成的網狀物中，並能均勻地分布。

甲烷和水廣泛存在於太陽系，包括內行星和衛星 。它們都有著超高壓強，因此在實驗室研究二者在極端條件下的反應，有助於我們了解更多人類無法觸及的領域中進行著的化學過程。然而並不是只有油和水才能在極大的壓力下和睦共處，惰性氣體也可以。

一般情況下， 原子之間相互反應是為了使其最外層電子達到飽和，因為那樣它們才會最穩定。惰性氣體是原子最外層電子已飽和的元素， 所以， 除非它們失去一個電子 。否則它們不需要與任何原子發生反應——強迫它們參與反應是很難的。

可是 ，含惰氣元素的化合物會很實用。需要從原子中移出電子，但是 ，除非在極端特殊的環境中 ，它們的存在通常是很短暫的。大多數情況下 ，你需要用相當高的壓力去製造這些化合物。尤其是那些不依靠超低溫的化合物，或包含額外惰性元素氖或氦的化合物。

研究者製造出了一種前所未有的含氦化合物 ，叫作氦化鈉。由一個氦原子和兩個鈉原子構成，這種物質是用DAC製造的113兆帕的壓強中形成的。大致相當於外地核的壓強，這種化合物的晶體結構特別不錯。因為氦原子和鈉原子的結合不像多數分子那樣，相反 ，高壓將氦原子和鈉原子以類似3D立體棋盤的模式進行組合。強迫電子對分開，基本上都單獨懸浮於氦原子之間，近似沒有原子核的負離子。

根據電腦模型， 氦化鈉應該能在一千兆帕的壓強下保持穩定。這麼強的壓強在大型氣態巨星和恆星內部深處才能發現，這不一定意味著在木星和土星內部有一大批外來的含惰氣元素的化合物 。但隨著研究不斷深入 ，我們可能會知曉答案。

現在 ，科學家更加確定的一種存在於那些氣態巨星中的奇異物質 。就是，表現出金屬性狀 ，能導電的非金屬元素。電流就是一股電子流，要讓電子開始移動 ，它們需要具備足夠的能量。以離開其所屬原子， 並融入大量自由移動的電子。某些元素如金屬 ，其外層電子很容易獲得這種能量，它們就善於傳導電荷。

另一方面 ，絕緣體的電子難以獲得足夠的能量去擺脫束縛進行流動。大多數非金屬物質是絕緣體，而足夠高的壓力下， 原子受到擠壓會產生大量游離電子， 使絕緣體變得能導電。這正是木星內部發生的事，如果你要直接衝向木星的大氣層。你很快就會被擠壓致死， 就像之前的伽利略號探測器一樣哦。

但是如果用某種方式將壓強降低至其三分之一， 也就是100兆帕以上。你就會發現金屬氫，這是一直存在於地核中的物質。天文學家認為這種可導電的流體使木星有了超強磁場。高壓也能產生相反的效果， 可能會使一些金屬失去導電性，或變成絕緣體。

在這樣的事例中， 不斷升高的壓強改變了固態金屬的全部結構。將電子鎖定在原子之間 ，使它們不能自由移動。所以 ，在極高的壓力下能發生各種奇怪的事。通過研究這些， 我們不斷發現有越來越多的現象，不符合物理化學中的常規原理。