宇宙形成的第一个分子是什么，为什么不是氢分子

在上一篇文章中，我们介绍了最初的原子是如何从大爆炸的热等离子体中形成的:最初的质子和中子是由基本夸克粒子凝聚而成的，这导致了早期宇宙主要由氢核和氦核组成38万年后，炎热的宇宙变得足够冷，电子可以与这些原子核结合，从而形成第一批氢原子和一些氦原子

这样我们就得到了一个主要由这两种原子组成的宇宙后来出现了更大的原子，几百万甚至几十亿年后，通过星核的聚变过程和超新星爆发，形成了许多更重的元素

但是要制造更复杂的结构，尤其是像我们这样的生物，我们不仅需要原子，还需要原子的复杂组合:分子这些分子不是在恒星内部产生的，它们一定是以完全不同的方式产生的宇宙是如何从简单的原子变成分子的第一个分子是如何形成的

为什么原子会形成分子

要回答这些问题，首先要定义分子的含义简而言之，当有两个或两个以上的原子通过化学键连接时，就形成了一个分子当分子形成时，两个或两个以上原子间化学键的形成比独立更有利于能量的形成换句话说，由原子组成的系统的总能量可以处于比单个原子更低的能量状态如果把氢原子的波函数写出来，我们会看到，当它们形成化学键时，系统的总能量会降低

因此，当宇宙只有38万年左右时，氢分子将是最早形成的分子之一这些分子今天仍然存在，使它们成为现存最古老的分子之一可是，值得注意的是，这些分子不会是最先形成的，有一个分子甚至比氢分子更早形成是氦氢化物，宇宙只有12万年的时候才会形成分子是带正电荷的离子，由一个氢原子和一个氦原子组成，其中一个电子被移除有一个令人惊讶但非常好的理由为什么它能在一开始就形成

氢化氦的形成

氢分子只能由氢原子构成要形成氢原子，需要一个电子和一个质子可是，只有当宇宙足够冷却时，电子才能附着在氢核上这发生在所谓的宇宙重组期，也就是大爆炸后的38万年，也是宇宙微波背景形成的时点

氢分子只有在重组后才能形成，因为在此之前氢原子是不存在的，一个分子不可能由两个质子组成，因为它们相互排斥但是在重组之前，氦原子是在宇宙只有12万岁的时候形成的为什么能形成的更早因为氦可以在比氢更高的温度下吸收电子，所以它是一种更重的元素，具有更高的电离能从氦中移除一个电子需要更多的能量，所以它倾向于吸引更高能级的电子

所以它是在宇宙更热的时候形成的，当时宇宙只有12万岁氢是在宇宙更冷的时候才形成的，那时宇宙已经有38万年的历史了但是要记住，在早期宇宙中，氦核的数量非常少，这也是为什么今天我们不是一个主要由氦原子组成的宇宙

较早形成的氦可以和质子结合，形成带正电荷的氢化氦分子，所以这些分子会最先形成可是，这种分子不能形成任何有用的物质事实上，它是一种只能孤立存在的高活性分子这些来自早期宇宙的原始分子预计将在第一个氢分子形成后存活约5000年我们无法确认大爆炸后形成的所有氦氢化物是否已经消失，但从统计学上来说，今天几乎不可能有任何东西留下来