本書是面向青少年,特別是面向小學(xué)高年級(jí)和初中學(xué)生的科普讀物。作者用講述故事的語(yǔ)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(shí)元素到創(chuàng)造元素的探索過(guò)程。本書不是簡(jiǎn)單地根據(jù)已有信息來(lái)描述這些知識(shí),而是從元素的原理、元素的運(yùn)用和有哪些未解決問(wèn)題這三個(gè)方面向青少年讀者們介紹有關(guān)元素的知識(shí),啟發(fā)讀者對(duì)相關(guān)問(wèn)題的思考,激發(fā)讀者的閱讀興趣。
元素是什么?
無(wú)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(wàn)物無(wú)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(dòng)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(kāi)車被堵在路上,等了很長(zhǎng)時(shí)間。剛在想怎么回事,結(jié)果看到了一場(chǎng)煙花表演。伴隨著人們的歡呼聲,煙花在剎那之間綻放,開(kāi)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(jué)得自己在車?yán)餆o(wú)聊煩躁的幾十分鐘得到了補(bǔ)償,不知道你們有沒(méi)有過(guò)類似的經(jīng)歷。
你在觀看煙花表演的時(shí)候,有沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)這樣的疑問(wèn):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(diǎn)滴有時(shí)候會(huì)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(shí)候;當(dāng)學(xué)了鐵在空氣中接觸水就會(huì)生銹,卻又發(fā)現(xiàn)它被用作餐具或浴室用品的時(shí)候……你會(huì)不會(huì)想著咦?好奇怪……,說(shuō)的就是這種感覺(jué)。
四方形的鹽粒、不生銹的鐵、各種顏色的煙花,這一切都因?yàn)樗鼈兪怯刹煌奈镔|(zhì)構(gòu)成的,所以會(huì)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(wàn)、數(shù)百萬(wàn)種物質(zhì)的不同特性。那么,我們也自然而然地會(huì)產(chǎn)生如下的疑問(wèn):
世界上到底有多少種元素?
誰(shuí),在什么時(shí)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(kāi)這些疑問(wèn)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(shuō)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(shí)間順序來(lái)重溫這些歷史。古往今來(lái),無(wú)數(shù)科學(xué)家為了研究元素反復(fù)試驗(yàn),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(dòng)力。而現(xiàn)在,你們就是創(chuàng)造未來(lái)的主人公。從單純地滿足好奇心,轉(zhuǎn)變?yōu)槿ニ伎荚貙?duì)世界和人類的影響,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(duì)人類社會(huì)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(lái)的?化學(xué)這一學(xué)科是如何形成的?解答這些問(wèn)題的關(guān)鍵就是元素,元素就在我們看不見(jiàn)的地方對(duì)這一切起到了核心作用。
不覺(jué)得很神奇嗎?無(wú)論是我們?nèi)粘I钪械母黝愇锲罚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(guò)元素開(kāi)始我們的故事講述,我保證這是任何人都沒(méi)有跟你講過(guò)的歷史、文化、科學(xué)故事。
張洪齊,韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)化學(xué)博士,曾任美國(guó)佐治亞理工學(xué)院研究員。現(xiàn)為韓國(guó)光云大學(xué)化學(xué)系助理教授,教授無(wú)機(jī)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(gè)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(kāi)端即是人類的開(kāi)端? 053
? 金屬文明的胎動(dòng)青銅器時(shí)代? 056
? 生產(chǎn)力的跨越鐵器時(shí)代 060
? 黃金站在欲望和階級(jí)的頂點(diǎn)? 062
? 鉛歷史興衰的見(jiàn)證者? 065
? 硅向著半導(dǎo)體時(shí)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(diǎn)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(lái)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(qǐng)給我起一個(gè)行星那樣酷炫的名字? 107
? 新行星賦名新元素? 111
6
揭開(kāi)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(shuō)中的常客? 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(huì)在某個(gè)時(shí)候某個(gè)地方? 166
向著更大的元素世界昂首闊步? 168