第二章 奥秘化学-学生探索百科全书（上卷）

奥秘化学 第二章 “化学是壮观而神奇的美！” SECRETS OF CHEMISTRY 化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。 世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界 的主要方法和手段之一。从开始用火的原始社会，到使用各种 人造物质的现代社会，人类都在享用化学的成果。 公元前2世纪我国的秦汉时代，炼丹术颇为盛行；大致在 公元7世纪传到阿拉伯国家，并与古希腊哲学相融合而形成阿 拉伯炼金术；阿拉伯炼金术于中世纪传入欧洲，形成欧洲炼金 术，后逐步演进为近代的化学。 进入20世纪，化学开始了全新的发展阶段。在与其他学科 的相互渗透中，化学得到了迅速的发展，同时也推动了其他学 科和技术的发展。 科学的发展是没有止境的，因而化学的发展也决不会停滞 不前。 —— 居里夫人(波兰) 2 学生探索百科全书 THE NEW ENCYCLOPEDIA 上卷·科学探索 OF STUDENT EXPLORATION 奥秘化学 4746 学 生 探 索 百 科 全 书 科学探索 点金术炼出的磷元素 不断被刷新的化学元素周期表 元素的命名 在欧洲，到19世纪初，随着 越来越多的化学元素的发现，化 学家们开始意识到有必要统一化 学元素的命名。瑞典化学家贝齐 里乌斯首先提出用欧洲各国通用 的拉丁文来统一命名元素，从 此，元素命名上的混乱状况改变 了。化学元素的拉丁文名称在命 名时都有一定的含义，或是为了 纪念发现地点、发现者的祖国， 或是为了纪念某科学家，或是借 用星宿名和神话人物名，或是为 了表示这一元素的某一特性。在 我们国家，在把这些拉丁文名称 翻译成中文时，一是沿用古代已 有的名称，一是借用古字，而最 多的则是另创新字。 新元素的发现极限 虽然到现在还没 有发现110号及以后的 元素，但却不能说新 元素就不存在了。化 学元素周期表就是探求未 知元素的指南，它可以推测未知 元素的性质，以便确定研究它们的方法。要发现 110号及以后的元素困难很大，但理论证明，周期 表上的元素可以排到164号，尽管已经预测114号 元素的化学性质类似铅，126 号元素类似锕系元 素，164号元素和114号元素是同系列的，但要把 这张新的元素周期表填满还需要化学家们不断地 努力研究。 普通元素 宇宙中最为常见的元素是氢和氦， 它们是星球中的主要元素，构成了 大约98%的星球物质。而在地壳 内，氧的含量最大，其次是硅。在 环绕地球的大气中，以氮元素最 多。对人体而言，碳、氢和氧是最 普通的元素，因为它们组成所有人 体细胞中的化合物。所以碳、氢、 氦、氮、氧、硅等都属于普通元素。 金属元素 金属是一类具有光泽的物质，通常质地坚硬。金属的种类很多， 构成金属的元素在元素周期表中占绝大多数。生活中常见的 铁、金、银和铅等都属于金属。除汞(水银)外，所有金属在室 温20 ℃以下都是固体。大部分金属的密度较高，传热和导电 性良好。许多金属可用于制造物品，因为它们质地坚固并能制 成不同形状。不同金属之间还可以混合形成“合金”。 类金属元素 类金属元素部分性质像金属元素， 部分性质像非金属元素。将元素仅 仅划分为金属元素或非金属元素并 不容易，因为有些元素虽然表面上 具有金属元素的性质，但这类元素 构成的物质却易碎，并且是电的不 良导体。因此这些元素构成的物质 均属于类金属，如锗。 非金属元素 非金属元素包括在室温20 ℃ 以下是气体的元素，例如氢元 素和氧元素；还包括一些物质 呈固体的非金属元素，例如硫 元素和碘元素。 放射性衰变 放射性元素衰变的速度，可以利用一定量的放射 性元素原子核数减半所需的时间来表示，即半衰 期。例如铀238是铀同位素中最普通的一种。在 它的原子核里有238个粒子。在一系列放射过程 中，原子核粒子的数量在下降，每一步都有一种 新的元素形成。铀238的半衰期是45亿年，即45 亿年后，铀238原子核数会剩下一半。 氘原子 氕原子 氘原子 公 元17世纪的欧洲，炼金术十分盛行，据说只要以一 种特别的石头为原料便可以点石成金。于是炼金术士 们疯狂地采用各种稀奇古怪的物质，在幽暗的小屋里，口 中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，朝思暮想点石成 金的方法。1669年，德国汉堡一位叫布朗特的商人听说从 尿里可以制得黄金，于是使用尿做了大量实验。在一次实 验中，他将砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽然 没有得到黄金，却意外地分离出一种像蜡一样的白色物质， 这种物质在黑暗的小屋里闪闪发光。这些物质虽不是布朗 特梦寐以求的黄金，但那神奇的蓝绿色火光却令他兴奋得 手舞足蹈。他发现这种“绿火”不发热，不会引燃其他物 质，是一种冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名这种 新发现的物质为“磷”。其实除了磷以外，还有许多化学元 素都是由于偶然的机会才 被