本書是面向青少年,特別是面向小學(xué)高年級和初中學(xué)生的科普讀物。作者用講述故事的語言風(fēng)格,從元素的分類和排列、元素和生命、元素和文明、煉金術(shù)與現(xiàn)代化學(xué)、電和元素發(fā)現(xiàn)、元素的本質(zhì)、探索新元素等方面講述了人類從認(rèn)識元素到創(chuàng)造元素的探索過程。本書不是簡單地根據(jù)已有信息來描述這些知識,而是從元素的原理、元素的運用和有哪些未解決問題這三個方面向青少年讀者們介紹有關(guān)元素的知識,啟發(fā)讀者對相關(guān)問題的思考,激發(fā)讀者的閱讀興趣。
元素是什么?
無論是我們?nèi)粘I钪械母黝愇锲罚?br />還是我們所生活的地球,
或是地球之外的浩瀚宇宙,
都始于小小的元素。
萬物無窮,元素有序。
讓我們跟隨化學(xué)家的腳步,
了解元素的概念、性質(zhì)和分類,
看看它是如何推動化學(xué)和人類文明發(fā)展的吧!
朝著小小的元素世界前進(jìn)
不久前,我開車被堵在路上,等了很長時間。剛在想怎么回事,結(jié)果看到了一場煙花表演。伴隨著人們的歡呼聲,煙花在剎那之間綻放,開始用神秘的顏色裝飾天空。在看到煙花綻放的那一刻,我就覺得自己在車?yán)餆o聊煩躁的幾十分鐘得到了補償,不知道你們有沒有過類似的經(jīng)歷。
你在觀看煙花表演的時候,有沒有產(chǎn)生過這樣的疑問:煙花表演中的火花為什么不是一種顏色而是五彩繽紛的呢?生活中各種微不足道的點滴有時候會突然變得不一樣:當(dāng)打掃撒落在地上的鹽,發(fā)現(xiàn)它是四方形顆粒的時候;當(dāng)學(xué)了鐵在空氣中接觸水就會生銹,卻又發(fā)現(xiàn)它被用作餐具或浴室用品的時候……你會不會想著咦?好奇怪……,說的就是這種感覺。
四方形的鹽粒、不生銹的鐵、各種顏色的煙花,這一切都因為它們是由不同的物質(zhì)構(gòu)成的,所以會呈現(xiàn)出不同的樣貌。而且這種不同可能還取決于組成物質(zhì)的更小單位的特性。
組成物質(zhì)的更小單位,我們稱之為元素。這些被稱為元素的拼圖碎片如何排列組合成一幅完整的物質(zhì)的畫,決定了構(gòu)成世界的數(shù)千、數(shù)萬、數(shù)百萬種物質(zhì)的不同特性。那么,我們也自然而然地會產(chǎn)生如下的疑問:
世界上到底有多少種元素?
誰,在什么時候,又是如何找到那些元素的呢?
元素的名稱是怎么確定的?
那些名稱又有什么含義呢?
還有尚未被發(fā)現(xiàn)的隱藏元素嗎?
本書的宗旨就在于揭開這些疑問的謎底,就好比我們突然用好奇的眼光,去看待日常生活中那些看似理所當(dāng)然的現(xiàn)象,人類的歷史可以說是努力滿足人們這種好奇心的結(jié)果。本書將按照從人類誕生到現(xiàn)在的時間順序來重溫這些歷史。古往今來,無數(shù)科學(xué)家為了研究元素反復(fù)試驗,付出了艱苦卓絕的努力,這也成為文明不斷發(fā)展的不竭動力。而現(xiàn)在,你們就是創(chuàng)造未來的主人公。從單純地滿足好奇心,轉(zhuǎn)變?yōu)槿ニ伎荚貙κ澜绾腿祟惖挠绊,如果你能了解有關(guān)元素的各種奧秘,就能更加切身地感受到元素和化學(xué)對人類社會的意義。我們生活的地球是如何誕生的?人類是以何種方式進(jìn)化的?文明又是如何發(fā)展起來的?化學(xué)這一學(xué)科是如何形成的?解答這些問題的關(guān)鍵就是元素,元素就在我們看不見的地方對這一切起到了核心作用。
不覺得很神奇嗎?無論是我們?nèi)粘I钪械母黝愇锲,還是我們所生活的地球,或是地球之外的浩瀚宇宙,都始于小小的元素。下面,我們將通過元素開始我們的故事講述,我保證這是任何人都沒有跟你講過的歷史、文化、科學(xué)故事。
張洪齊,韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)化學(xué)博士,曾任美國佐治亞理工學(xué)院研究員,F(xiàn)為韓國光云大學(xué)化學(xué)系助理教授,教授無機化學(xué)和納米化學(xué)。
1
元素的分類和排列
? 尋找世界的本原? 003
? 元素和原子的區(qū)別? 005
? 原子之間的相互吸引與排斥? 008
? 根據(jù)特性劃分的分類體系表? 012
? 化學(xué)詞典元素周期表的完成? 016
? 元素周期表的趣聞? 020
2
元素生命之本
? 我們身體的主角? 027
? 不可或缺的配角? 034
? 每個房間兩張床軌道的真面目? 040
? 想成為何種離子?? 046
3
元素人類文明史上的里程碑
? 化學(xué)的開端即是人類的開端? 053
? 金屬文明的胎動青銅器時代? 056
? 生產(chǎn)力的跨越鐵器時代 060
? 黃金站在欲望和階級的頂點? 062
? 鉛歷史興衰的見證者? 065
? 硅向著半導(dǎo)體時代前進(jìn)? 067
4
煉金術(shù)當(dāng)代化學(xué)的雛形
? 小小的好奇心點燃了化學(xué)的黃金火種? 075
? 煉金術(shù)讓東西方攜手 079
? 煉金術(shù)的墜落帶來了化學(xué)的進(jìn)化 086
? 那些閃光的煉金術(shù)士后裔們? 087
5
為電喝彩讓我們發(fā)現(xiàn)更多的元素
? 咔嗒!元素的黑夜亮起了燈? 099
? 電化學(xué)發(fā)現(xiàn)了很多種元素? 100
? 玻璃不再崩碎的秘密硼? 105
? 請給我起一個行星那樣酷炫的名字? 107
? 新行星賦名新元素? 111
6
揭開元素的面紗
? 甜蜜的毒藥? 123
? 繼承之粉 124
? 變廢為寶? 129
? 推理小說中的?? 131
? 痛痛病? 134
? 昂貴的死亡? 136
? 氟烈士? 139
? 為了更快速地致死? 142
7
尋找新元素
? 前赴后繼現(xiàn)身的鑭系元素? 149
? 天然元素VS人工元素? 153
? 元素能人為制造?? 155
? 放射性元素錒系元素? 159
? 元素的盡頭在哪里?? 161
? 總會在某個時候某個地方? 166
向著更大的元素世界昂首闊步? 168