观绚烂焰火，学原子知识

彭现省

每逢重大的节日，祖国大地到处都披上了节日的盛装，特别是在许多大中城市，节日的夜晚更加美丽迷人。但更令人着迷的是燃放的焰火、释放的礼花，构成了火树银花不夜天，给人们带来了无限的乐趣与欢乐。

这些焰火、礼花，有的像盛开的玫瑰，浓艳欲滴，令人遐想;有的如早春的玉兰，洁白素雅，使人留恋;有的似菊花盛开，千姿百态，叫人赞叹;有的如千流奔泻，气势恢宏，令人神往。静谧的夜空，繁花似锦，色彩斑斓，气象万千，使人目不暇接。啊！好一座美丽的空中百花园。

焰火、礼花为什么会有这种神奇的本领呢？也许你会大吃一惊，原来是我们每天必吃的食盐，还有其他一些金属盐，如硝酸钡、硝酸锶、硫酸铜等在大显神威。而事实上，真正起作用的是钠、锶、钡、铜等金属阳离子，就是它们在大显身手、大放异彩，装点着节日的夜空。

要深入探究这个问题，必须从原子结构说起。

奇妙的原子结构

原子虽然很小，但其内部结构却比较复杂。

原子是由原子核和核外电子组成的。原子核带正电，体积很小，几乎集中了原子的全部质量，可它总是那么矜持、那么稳重，喜静不喜动，不参与化学反应。

电子处于原子核的外围，它们带负电，质量极小，时刻绕原子核做高速旋转，并且它们各有各的运动轨道。通常情况下，它们比较安分，各行其“道”，不善于“串门”，由内层到外层，层层绕核翩翩起舞。可是，一旦有风吹草动，它们就变得活泼好动。特别是最外层的电子，一有机会就会溜走。当原子失去带负电的电子，它就变成了带正电的阳离子;当原子得到电子，它就变成了带负电的阴离子。原子的内层电子也并不十分安分守己，它们也很想到外层周游观光，看一看大千世界。可是，原子核却把它拉得紧紧的，使它欲“跑”不能，欲“逃”無力。此时，如果有谁助它一臂之力，给它以足够的能量，它也可以挣脱原子核的束缚，从内层跳到外层，这就是电子的“激发”。

虽说电子不大安分，但它也很“规矩”，不“自私”。因“思念故乡”，有时它也会把得到的能量奉献出来，此时它又会“重返故里”。它从外层返回内层时，释放能量，就会发出我们可以看到的光。

知道了这些，上述问题就很容易回答了。

多彩焰火的科学解读

焰火的组成包括火药、发色剂、发光剂等，其中最具魅力的当数发色剂，正是它使焰火在空中争奇斗艳。某些金属或它们的化合物在高温灼烧时，会呈现出各自固有的特征颜色，还会发出耀眼的光。利用这种焰色反应，人们在制作时有意识地加入特定金属元素，就可制成色彩变化无穷的焰火了。钠黄光有迎春花般的黄色，锶红光呈现出玫瑰色的红，钾光呈浅紫色，钡光呈黄绿色，镁燃烧则会发出耀眼的白光。刹那间，各种颜色交织在一起，万紫千红，五彩缤纷，十分壮观。

焰火中除了这些发色剂，还有许多燃烧剂。燃烧剂被点燃后，可为金属阳离子中的电子提供能量。钠、锶、钾、钡等离子中的电子吸收了这些能量，就由内层轨道激发跃迁到外层轨道，在返回内层轨道时，又放出能量，从而发出不同波长的光，就有了上述的特定颜色。常见的有机燃烧剂有蔗糖、木炭等，无机燃烧剂主要有镁、铝、铁、锌等金属粉末及硫、磷、硒等非金属粉末。

焰火中还常用硝酸钾、氯酸钾、过氯酸钾等作为助燃剂，这些物质受热分解时会放出大量的氧，可促使燃烧加剧。为使火药能在较低的温度下快速引爆，还常要掺入催化剂（如0.1%氧化锰、氧化铜等）。