无限的化合物

“现在，你们已经明白了单质能以种种方式化合，从而产生许多性质各异的其他物质，这种物质称为‘化合物’，因为它是由两种或两种以上的元素组成的。水是一种化合物，麦粉、木材、纸、煤油、松脂等也是化合物。水由氢和氧组成，关于氢和氧的性质我们稍后就会说到，而其余的几种化合物除了含有氢和氧，还含有大量的碳。”

“可以说，化合物的数目是无限的。但这许许多多的化合物都是由若干种元素组合而成。有些用处很小的元素，即使没有它们，对自然界物质的总数也不会产生很大影响，黄金便是这种次要元素之一。严格来说，自然界中的大部分物质都是由十几种元素组成的。”

约尔追问道：“不过我仍有一个疑问：既然自然界中物质的总数是无限的，那么组成这些物质的元素为什么只有那么多呢？我更困惑的是，为什么自然界中的物质大多用十几种元素就能组成呢？”

“我料到你们会有这样的疑问，这正是我接下来想要说的。举一个类似的例子吧，字母表中的字母只有26个，但这26个字母能够组成多少单词呢？”

“啊，这我可没数过。不过，就算是最薄的词典也有不少单词呢。我们先估计有1万个吧！”

“好的，我们也不需要太精确的数字，就算是1万个单词吧。但你们要知道，这些单词还只是我们自己的文字。事实上，无论过去、现在还是将来，这些字母都能组成全世界许多国家的文字，像拉丁文、英文、西班牙文、意大利文、德文、丹麦文、瑞典文等，它们原本就是由这26个字母组成，而即使是希腊文、印度文、阿拉伯文、中文以及一些方言土语，其实也可以用这些字母来拼成。如果我们把这所有的文字都算上，你们想一想总共是多少呢？”

约尔说：“那肯定不止几万个，而是上百万个了。”

“好，如果我们用这26个字母来代表元素，用它们组成的许许多多的单词来代表化合物，就能很明白地说明这个问题了。几个字母按一定的顺序排列组合起来，形成了不同的单词，每个单词都有着不同的意思。与之相似，几种元素按一定的比例化合起来就变成了不同的化合物，每种化合物都带有特别的性质。”

约尔插嘴说：“那么，元素就是组成化合物的成分，就像字母是组成单词的成分一样了。”

“没错，孩子。”

“那这么说来，化合物的数量和世界各国语言中的单词数量一样多？可我总觉得字母组成的单词要更多一些呢。字母有26个，而据你所说，组成绝大多数化合物的元素只有十几种，26个字母的组合显然要比十几种元素的组合多。”

“在发音相同的情况下，字母的数量其实是可以减少一些的，想想我们的语言中k、q和c有什么不同呢？所以，其中只有一个是必要的，其余两个则不必要。同样，c和s的发音是相同的，还有x和ks，y和i。我们把许多发音重复的字母去掉后，依旧可以组合出很多不同的单词。不过需要承认的是，即使排除一些字母，字母的组合还是要比元素组成的大部分化合物的数量多。而元素的组合方式却并不比字母的组合方式少。

“我们要拼写一个单词，通常会用到好几个字母，比如，有一个又长又难读的单词‘floccinaucinihilipilification’（谑，（对荣华富贵等的）轻蔑。英文中最长的单词，出现在莎士比亚的剧本《空爱一场》中。），单词中共有29个字母，由12种字母组成，要一口气读完也挺不容易。而组成化合物却并不需要这样多的元素，通常化合物只含有两三种元素，含有4种元素的化合物很少。这些元素组成的化合物类似于那些使用1～4种字母拼成的单词，比如，硫化亚铁由两种元素组成；水也由两种元素组成；油脂含有3种元素；动物肌肉则含有4种元素。我们把含有两种元素的化合物称为‘二元化合物’，含有3种或4种元素的化合物则称为‘三元化合物’或‘四元化合物’。

“你们可能会问，既然化合物一般由2～4种元素组成，为什么它们会有那么多变化呢？我们可以用单词‘rain’举例来解释。如果我们把它的第一个字母换成别的字母，可以得到gain、lain、vain、wain、pain等单词。同样，单词‘fin’也可以变为tin、din、sin，仅仅改变单词中的一个字母就可以完全变成另一个单词。化合物的变化也是这样：

其中的一个元素被另一个元素代替，就会形成新的化合物。

“还有一种变化可以让化合物产生更多的组合形式。例如，一个单词中，同样的字母可以重复几次（像刚才提到的单词‘foccinaucinihilipilifcation’，字母i就出现了9次）。同样，在化合物中，相同的元素也可以重复两次、三次、四次、五次甚至更多，它的每一次重复都会产生出一种新的化合物。然而，在词典中却很难找到这样的例子，因为我们的文字极少在一个短词中有很多重复的字母。假设有这样一连串单词ba，bba，bbba，bbbba……再假设这些单词每个都有不同的意思，那么，这个比喻就和化合物的变化情况非常接近了。” A2vGrTqRvgMGmdVHLtDHu03Mly+e1xGYXpalKGb2levIHwPxH+zVtSnS6F+4nz4l