定居于半导体城轨道街的电子先生最近厌倦了枯燥的生活，十分渴望来一场刺激的物质世界奇妙之旅，去拜访一些声名远扬的物质明星。

1972年，藤岛昭教授^[1]首次发现了通往半导体城轨道街的阳光号列车紫外线分列，自此开辟了半导体光催化分解水的电子旅游路线，具体路线如图 1^[2]所示。

因此，不同于定居于导体城的亲戚，半导体城的电子先生居住的轨道街道比较偏远，想要出门需要乘坐阳光号列车跨过半导体城内轨道间崎岖难行的小路。携带了足够的能量阳光号列车，可以帮助电子先生成功地跨过半导体城较为封闭的道路，从价带(VB)激发到导带(CB)，成为一个自由电子。半导体城的电子居民们把这一段从半导体城通往自由的路途称之为禁带，而禁带的宽度E_g = E_CB − E_VB直接决定了阳光号列车所需要携带的能量，只有当携带的能量hν不少于列车驶过禁带宽度E_g所消耗的能量(hν ≥ E_g)时，阳光号列车才能成功激发电子，帮助电子先生实现自由，获得游历物质界的机会。

氢离子小姐是物质界最苗条纤细的物质，又称质子，是溶液酸碱性的衡量标准^[3]，是物质王国闻名遐迩的明星物质。听闻氢离子小姐是物质界体态最轻盈的舞者，电子先生决定先去拜访氢离子小姐，欣赏一下氢小姐的舞姿。

通过乘坐阳光号列车，电子先生来到了半导体的表面，看到了在溶液中翩翩起舞的氢离子小姐。一见面，两人就寒暄了起来。

电子先生首先进行了自我介绍，“氢离子小姐您好，我是来自半导体城的电子，听说您是物质界体态最为轻盈的舞者，所以我特地来拜访您，欣赏您优美舞姿。”

氢离子小姐惊讶地看着电子先生，“半导体城，那可真是路途遥远啊，您出来一趟可不容易啊！”

“我是乘坐阳光号列车来到的这里，我之前在半导体的轨道上兢兢业业地工作了一生，从未出过半导体城，但我一直梦想着能进行一次物质世界奇妙之旅。藤岛昭教授给了我一张阳光号列车的车票，我就计划了人生的第一次旅行，想要游历一番物质世界，见一见外界的精彩。”电子先生颇为兴奋地向氢离子小姐介绍自己的旅行计划。

“哦，那真是一个很棒的梦想，”氢离子小姐回答道，“我也有着一个梦想，我一直梦想着能够在空气这个大舞台上表演出物质界最飘逸灵动的舞蹈，但我自小就待在溶液中，只是听在溶液中旅行的氧气哥哥提起过浩瀚的天空，但从来没有亲眼见过，我也想要去看看那天空的蔚蓝。”

电子先生一听也很兴奋，提议道：“那我们结伴同游吧，我们手拉手，一起在天空中舞蹈，一起去拜访氧气先生吧！”

“那太好了！”氢离子小姐高兴地拉起了电子先生的手，经过反应组成了H₂：

$2 \mathrm{H}^{+}+2 \mathrm{e}^{-}=\mathrm{H}_2$

反应机理如图 2^[4]所示，氢离子小姐和电子先生组成了氢气旅游队，一起飞出了溶液，飞向了天空，在空气中舞出了最飘逸灵动的舞姿，迈出了寻找氧气先生的旅程。

电子先生和氢离子小姐组成的氢气旅游队，畅游在空气中。在寻找氧气先生的过程中，他们遇到了很多气体，如温暖的二氧化碳阿姨、腿脚笨拙的氮气爷爷和独游世界的稀有气体先生。还有穿着棕红色外衣的二氧化氮女士和穿着黄绿色T恤的顽童氯气，这绚丽多彩的气体世界令电子先生和氢离子小姐感到十分新奇和有趣。

最终，氢气旅游队在拉瓦锡的实验装置中发现了氧气先生^[5]。

电子先生首先打招呼道：“嘿，氧气先生，您好啊！我们是氢气旅游队，我是来自半导体城的电子，听说您是物质王国人缘最好的明星物质，是动植物代谢的必需物质^[6]。所以我来拜访您，一睹您的风采。”

氢离子小姐也招呼道：“氧气哥哥，我是氢离子，我们之前在溶液中交过朋友，您之前向我描述过物质世界的浩瀚，这次出来，我也见识了许多气体朋友，见识到了物质世界的繁华精彩，我来拜访您，感谢您之前为我开阔眼界，让我认识到溶液以外的多彩世界。”

氧气先生腼腆地笑了笑，回答道：“欢迎你们的来访，电子先生，氢离子女士，你们的氢气组合也是物质界声名远播的明星啊，氢气是气体中最苗条的舞者，并且氢气是一种热值极高的优质清洁能源，是汽油热值的2.8倍，并且燃烧产物是水，极具环境友好性^[7]。而且，你们氢气与我们氧气家族关系密切，在很多金属氧化物中氢气对氧元素具有良好的还原性，我们两家是世交啊。”

氧气先生又对着电子先生问道：“电子先生，您来自半导体城吗？那可真是一个陌生的地方啊，我还从未听说有来自半导体中的电子与氢离子组成氢气组合的先例啊！”

电子先生笑着说：“这都要感谢藤岛昭教授啊，他首先发现了阳光号列车能够开往我们半导体城，这才让我有机会能够离开半导体城，游历物质界，见识到世界的多姿多彩，并和氢离子小姐组合成氢气旅游队拜访您。”

“是吗，物质界真是浩大啊，每天都有新的精彩诞生，每天都有新的朋友出世，每天也都有新的旅游路线开辟。恭喜您，半导体城开通了阳光号列车，从此你们半导体城的电子居民们都可以乘坐列车和众多物质朋友组成新的组合游历世界，去书写半导体城居民的风采。愿您的旅途愉快且充实。”氧气先生面带微笑地说道。

听到氧气先生的称赞和祝福，电子先生非常高兴，“感谢您的夸赞和祝福，我也诚挚地邀请您去我们半导体城做客，让我们半导体城的更多居民见识到您的风采。过去我们半导体城的电子们居住得较为偏远，很少有机会能够有机会游历世界，与您结识，成为朋友。现在有了阳光号列车，我们才有了出行的机会，但是大量的电子朋友们并不能顺利通过阳光号列车开始他们的旅行计划，一方面受限于阳光号列车所携带的能量，另一方面大量的电子们需要在半导体的轨道上继续工作，由于工作原因，许多电子即使搭乘了阳光号列车想要去往半导体城之外，却也不得不在半途下车，返回轨道继续工作，兢兢业业地恪守在工作岗位上，为维护半导体城的整体稳定发光发热。”

氧气先生接到邀请非常高兴，急忙道：“感谢电子先生们为物质世界的稳定做出贡献，也非常感谢您的邀请，我非常荣幸能够有机会去半导体城游历，只要您方便，我随时都可以出发。”

氢气旅游队的两个成员异口同声地对氧气先生发出了邀请：“先生，我们邀请您与我们结伴同行，一起前往半导体城。”

“真的吗？现在就出发吗？”氧气先生连忙跳了起来, “我非常乐意与二位同游，加入你们的旅行队。”

“好的，让我们现在就一起出发吧！”只见氢气旅行队拉起了氧气先生的手，在小火苗的帮助下，快速地反应了起来：

$2 \mathrm{H}_2+\mathrm{O}_2 \stackrel{\text { 点然 }}{=} 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$

电子、氢离子和氧气三者组成的水小队向半导体城流去。

水小队很快就来到了半导体城外，他们发现城门口排起了长长的一列队，许多有机物朋友在城门前等候。电子先生感到很疑惑，于是他向排在前一位的穿着粉红色纱裙的罗丹明B小妹妹询问：

“罗丹明B小妹妹，请问你们为什么会在半导体城门口前排队啊？这里发生什么大事了吗？”

罗丹明B笑着回答道：“电子先生您好，我听说半导体城最近在招募新的电子居民，在半导体城我们有机物可以被降解成各种小分子，我早就梦想着成为气体去环游物质世界了，所以早早地就来这排队了。”

氧先生来了兴趣，问道：“哦，半导体城是直接邀请你们罗丹明B组合里的电子进城吗？”

“不是的，”罗丹明B连忙摆手，“半导体城一般是邀请水分子先进城，然后水中的O²⁻先生会把身上的电子送到半导体城中，自身则氧化成氧气或者氧自由基^[8]。而这些具有强氧化能力的活性氧接触到我们有机物，我们有机物就会被其氧化，化学链断裂，形成小分子^[9]，机理如图 3^[10]所示。我在这里就是等待着从半导体城走出的氧自由基，通过拥抱他把自己氧化成CO₂，实现我环游物质界的梦想。”

“原来是这样，”氧先生恍然，“感谢您的介绍，祝您早日实现自己的梦想。”

电子先生也鼓励罗丹明B小妹妹，“小妹妹您好，我是来自半导体城的电子，我刚刚结束自己的物质世界奇妙之旅，通过这次旅行，我认识了许多新的朋友，也见识到了许多之前从未接触过的奇妙现象。祝您早日实现自己的梦想，通过环游物质界，结识到更多的新朋友，拥有更广阔的人生。”

“感谢你们的祝福，我一定可以通过旅行见识到更多的精彩。待我旅行归来，我一定会向大家分享我的游历经历，感谢大家的支持和鼓励！”话一说完，罗丹明B便勇敢地抱住半导体城走出的氧自由基宝宝，化作CO₂开始了属于她的物质世界奇妙游。

水小队的成员们挥手和罗丹明B告别，目送CO₂离开溶液后，电子先生向氢离子小姐和氧气先生挥手告别：“朋友们，我要回归自己的工作岗位了，谢谢你们的陪伴，让我收获了一次非常完美的旅行经历，谢谢大家。祝氧气先生在半导体城有一个愉快的旅行经历，祝愿氢离子小姐今后拥有更精彩的旅行，再见了，我亲爱的朋友们！”说完，电子先生就大步走向半导体城，回归到因自己离去而留下的空穴中，回到既定的电子轨道，发生了如下反应：

$2 \mathrm{~h}^{+}+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=4 \mathrm{H}^{+}+\mathrm{O}_2$

“再见，电子先生。”氢离子小姐和氧气先生目送电子先生进入半导体城，久久未收回目光，似还在回忆旅行时的快乐时光。

“氧气哥哥，我也要回家了，再见了，我的朋友，祝您接下来在半导体城的旅途愉快！”氢离子小姐拥抱了一下氧气先生，告辞离开。

氧气先生也怀着依依惜别的心情辞别氢离子小姐，“氢离子妹妹，再见，愿我们永远珍藏这次旅行经历。”随后开始了他在半导体城的游历。

电子先生的奇妙之旅到此就落下帷幕，这次的旅行成为三人珍藏一生的美好回忆。