在大自然中,，玻璃瓶能存在多久,？什么情況下穩(wěn)定會被打破,？

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自然界中的降解

玻璃作為日常生活中再常見不過的物品,，從玻璃被制造出的那天起,，這種神奇的物品極大地方便了人們的生活,。

同樣在建筑學(xué)中，玻璃也有十分優(yōu)秀的創(chuàng)造性,。

不過在玻璃的使用中,，由于它的質(zhì)地很脆，一個不小心,，可能玻璃就碎了,。

破裂的碎片不僅可以給人造成劃傷，并且進(jìn)行垃圾回收時也很不方便,。

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現(xiàn)代社會常常在講塑料制品的危害,，但很多時候我們都忽略了玻璃制品給環(huán)境帶來的影響。

一個聽著讓人難以置信的例子便在于,，生產(chǎn)玻璃要比生產(chǎn)塑料造成的環(huán)境破壞更大,。

無論是玻璃的原料開采環(huán)節(jié)，還是玻璃的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，玻璃的制造通常伴隨著大量的環(huán)境污染,。

同時因為制造玻璃需要很高的熱量,，因此在制造過程中，工廠釋放的二氧化碳和有毒有害氣體便成為了一大污染源,。

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玻璃生產(chǎn)需要高溫

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另外在運(yùn)輸環(huán)節(jié)中,，同等運(yùn)輸量的物品到了玻璃制品這兒，比如玻璃瓶裝水,。

同樣是100升的液體,，如果要用玻璃瓶進(jìn)行運(yùn)輸，那么就不得不考慮玻璃瓶自身的重量所帶來的運(yùn)輸成本問題,，同時還要考慮運(yùn)輸過程中的損壞,。

到了最后的回收流程中，如今全球絕大多數(shù)國家都沒有完全做到將玻璃瓶或者玻璃制品有效回收,。

不管是普通的玻璃瓶還是可回收玻璃，自然界無形中存在著許多廢棄玻璃瓶,。

生活中有許多廢棄玻璃瓶

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盡管與塑料相比,，玻璃瓶被丟棄在自然中不會對環(huán)境造成太多破壞，但是它也會帶來很多不利的影響,。

放置在自然環(huán)境中的玻璃很難被降解,，我們可以來做一個簡單地對比。

生活中最常見的紙巾,，我們隨時都在使用,，它的原材料主要是木漿和纖維。

自然環(huán)境中想要進(jìn)行降解非常簡單,，大概只需要2~4周就能完全被降解,，甚至某些蔬菜或瓜果都比它能放。

例如水果中的蘋果,，在食用完蘋果之后,，通常蘋果核會被丟棄。

由于蘋果本身具有一定的抗氧化能力,，自然界中想要降解它可能需要兩個月的時間才會消失,。

如果是廢棄的棉質(zhì)衣物，在降解時間上會顯得相對更長一點,。

但畢竟是棉織品,，所以它們被降解一般不會超過半年。

到了工藝制品這塊,，比如皮革,、鋁罐。它們的降解周期將會非常漫長。

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鋁罐與皮革的降解時間

即便是天然皮革材料,，想要降解它也很不容易,，這大概需要50年才能被微生物完全降解。

而鋁罐則需要200年以上,，很大程度上這歸功于它屬于金屬制品,。

玻璃有哪些特性？

到了耐分解的頂端,，塑料瓶和玻璃瓶,，由于塑料的化學(xué)鍵十分穩(wěn)定，各項化學(xué)性質(zhì)都非常優(yōu)秀,。

因此一個塑料瓶想要被分解需要500年的時間,，但是這和玻璃比起來根本算不上什么。

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從時間上來看,，玻璃瓶幾乎不能被降解

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玻璃與其他物品不同,，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較特殊，而且有著極佳的抗氧化性,。

一個玻璃瓶需要在自然中降解,，至少需要1000000年，地球上幾乎沒有任何建筑的存在能與玻璃的降解時間媲美,。

或許有人會好奇,，為什么玻璃這么耐分解？

本質(zhì)上這是因為玻璃的自身特性和化學(xué)結(jié)構(gòu)所帶來的,，我們先來簡單地了解一下玻璃的構(gòu)造,。

它是一種非結(jié)晶的、透明且無定形固體,。

在凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)中,，無定形或非晶態(tài)固態(tài)由于缺乏長程有序性的固體，因而被稱作無定形,。

但玻璃屬于一種比較特殊的情況,，玻璃本身保持著玻璃化，只要給予高溫,，它又可以回到無定形狀態(tài),。

從某種角度來講，可以把玻璃理解成特殊液體,。

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盡管玻璃的原子結(jié)構(gòu)具有過冷液體結(jié)構(gòu)的特征,，但玻璃具備固體的所有機(jī)械性能。

由于化學(xué)鍵的限制,，玻璃在局部原子多面體方面具有高度的短程有序性,。

玻璃通過玻璃化轉(zhuǎn)變得來,，對于熔體淬火，如果冷卻速度足夠快,，相對于特征結(jié)晶時間來講,，則可以防止物質(zhì)結(jié)晶。

一般來講,，玻璃就結(jié)晶形式而言以結(jié)構(gòu)亞穩(wěn)態(tài)存在,。

由于玻璃缺乏一級相變，所有玻璃有時也被認(rèn)為是液體,。

熔體淬火在工業(yè)中的應(yīng)用

在自然界中,，玻璃的產(chǎn)生通常來自火山活動。

火山噴出的長英質(zhì)熔巖快速冷卻時會形成黑曜石,，這是自然界中常見的玻璃形式,，其本身具備很高含量的二氧化硅。

另外一種則來自隕石撞擊,，劇烈的撞擊帶來了猛烈的能量,，由此產(chǎn)生隕石玻璃。

另外雷擊也會帶來石英玻璃化砂,，這種特殊的砂子有著中空,、分枝的根狀結(jié)構(gòu)，一般將其稱作閃電巖石,。

火山噴發(fā)形成的黑曜石

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值得一提的是，玻璃并不是我們想象的那樣屬于現(xiàn)代工藝制品,。

嚴(yán)格來講,，透明玻璃在制造技術(shù)成熟之后才大量出現(xiàn)。

并且在工業(yè)時代開始后,，人類化學(xué)能力的提升帶來了各種各樣的玻璃制品,。

人類最早使用玻璃可以追溯到公元6000年前，

考古證據(jù)表明,，第一個真正的合成玻璃在黎巴嫩和敘利亞北部的沿海地區(qū),。

早期的玻璃大多數(shù)來自自然界，人類通過打磨加工制成工具或者工藝品,。

中世紀(jì)的教堂玻璃

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后來人類在中世紀(jì)才逐漸掌握到玻璃的奧秘,，不少輝煌的大教堂中的玻璃窗花則是最好的證明。

回到之前的話題中,，現(xiàn)在我們明白了關(guān)于玻璃的一些簡單特性和故事,。

下面我們來聊聊什么情況下玻璃的穩(wěn)定性會被打破。

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為何玻璃具備極佳的穩(wěn)定性,？

要想回答這個問題,，可以直接從玻璃的化學(xué)性質(zhì)上入手。

簡單來講，玻璃的降解在于二氧化硅身上,。

二氧化硅是地球中硅的自然形式,，它通過與氧氣接觸，并通過氧化還原作用形成石英等二氧化硅等礦物,。

最終在自然界的風(fēng)化作用以及侵蝕作用下形成沙子,。

而玻璃的制作便是通過對二氧化硅進(jìn)行融化重塑，使其物理性狀發(fā)生改變,。

造就玻璃化學(xué)性質(zhì)如此穩(wěn)定的原因在于,，它是極易相互反應(yīng)的物質(zhì)之間形成的一種極穩(wěn)定的化合物。

硅與氧形成化學(xué)鍵,，幾乎不與其他任何物質(zhì)形成鍵,。

氧作為一種相對較輕的元素，僅次于氫和氦,，距填充價電子只差2個電子,。

元素周期表的位置關(guān)系表明，氧對電子具有很高的親和力,。

當(dāng)它獲得兩個額外的電子時,，它會處于最穩(wěn)定的形式。

因此氧氣具備很高的電負(fù)性,，同時氧的化學(xué)性質(zhì)使得它會迅速與比其自身電負(fù)性小的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),。

氧化還原效應(yīng)的氧化部分正是如此，除了氟以外,，幾乎沒有其他元素能與氧氣的氧化性相媲美,。

二氧化硅原子與氧原子

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一旦電負(fù)性較小的元素與氧反應(yīng)，由此生成的分子結(jié)構(gòu)會非常穩(wěn)定,，這需要大量的能量才能使氧氣釋放與之共享的電子,。

比如在鋁熱反應(yīng)中，鐵銹通過氧化還原,，恢復(fù)成鐵元素,，然后氧氣與鋁形成更穩(wěn)定的鍵。

而硅的形態(tài)很接近金屬,，并屬于非過渡金屬類,。

和碳一樣，它的價電子屬于半滿狀態(tài),，所以只要有合適的價電子補(bǔ)充,，那么硅就會形成完整的化學(xué)鍵。

兩個氧原子中的每一個價電子都與每個硅共享兩個電子,，并且它們相對靠近自己的原子核,。

相關(guān)實驗證明,，硅和氧氣形成的鍵有著極高的共價性。

硅氧單鍵比單獨的硅和氧原子的相互直徑短10%以上,，因此它們之間存在重疊,，而不是作為離散離子存在。

但硅不能與氧形成雙鍵,，反而將自己排列成一個巨大的大分子,。

其中硅原子就通過強(qiáng)單鍵晶格中的氧原子結(jié)合在一起。

這就導(dǎo)致了像玻璃這樣的材料具有很高的熔點,，以及非常強(qiáng)大的內(nèi)聚性,。

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玻璃中巨大的共價晶格

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在化學(xué)反應(yīng)中，出了氟元素能對玻璃做出有效反應(yīng)外,，幾乎沒有任何物質(zhì)會與玻璃反應(yīng),。

氟化合物中，氟與氫鍵形成的酸性化合物,，或者與溴等其他鹵素結(jié)合的化合物是非常強(qiáng)大的一類化合物,。

它們可以輕松地取代化學(xué)鍵中的氧，并破壞其中的電子結(jié)構(gòu),。

例如氫氟酸,，如果將它裝在玻璃瓶中，由于玻璃中的氧化鍵會被剝奪,。

玻璃的化學(xué)鍵遭到破壞,，最終使玻璃變得不穩(wěn)定。

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大多數(shù)化學(xué)品都用玻璃瓶放置

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因而大部分化學(xué)實驗品會采用玻璃瓶裝填,，而不是塑料或者金屬器具,。

但在自然界中，這種情況很難出現(xiàn),，因此玻璃也會長存于自然界中。

所以,，為了環(huán)境著想我們可以試著多回收這些玻璃制品,，而不是簡單地丟棄它們。

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丹楓911

那用與玻璃性質(zhì)接近的材料造房子挺好

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那玻璃質(zhì)量的好壞區(qū)別在哪里呢