化學(xué)的神奇

前言

世界是由物質(zhì)組成的，化學(xué)則是人類用以認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科，它的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志。原始人類從用火之時(shí)開始，由野蠻進(jìn)入文明，同時(shí)也就開始了用化學(xué)方法認(rèn)識(shí)和改造天然物質(zhì)。燃燒就是一種化學(xué)現(xiàn)象。掌握了火以后，人類開始吃熟食；逐步學(xué)會(huì)了制陶、冶煉；以后又懂得了釀造、染色，等等。這些由天然物質(zhì)加工改造而成的制品成為古代文明的標(biāo)志。在這些生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，萌發(fā)了古代化學(xué)知識(shí)。到了近代，化學(xué)越來越成為重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，在與物理學(xué)、生物學(xué)、自然地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中得到了迅速的發(fā)展，也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。例如，核酸化學(xué)的研究成果使今天的生物學(xué)從細(xì)胞水平提高到分子水平，建立了分子生物學(xué)；對(duì)地球、月球和其他星體的化學(xué)成分的分析，得出了元素分布的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了星際空間有簡單化合物的存在，為天體演化和現(xiàn)代宇宙學(xué)提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還豐富了自然辯證法的內(nèi)容。

內(nèi)容概要

◆《自然的奇趣》包括大自然的各個(gè)方面，對(duì)生命的進(jìn)化，動(dòng)物、植物、微生物、地理等大自然所涵蓋的各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行生趣盎然的描寫，其中既有生動(dòng)有趣的自然故事，也有奇妙的實(shí)驗(yàn)與知識(shí)問答，更有一些平時(shí)我們無法發(fā)現(xiàn)的神奇現(xiàn)象的解釋。讀來令人眼界大開，使讀者對(duì)神奇的大自然多了一份了解與好奇。
◆《數(shù)學(xué)的奧秘》“數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)，現(xiàn)大致分成基礎(chǔ)數(shù)學(xué)（也稱純粹數(shù)學(xué)）和應(yīng)用數(shù)學(xué)兩大類。前者包括數(shù)理邏輯、數(shù)論、代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、函數(shù)論、泛函分析和微分方程等分支；后者包括概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和組合數(shù)學(xué)等分支。”看起來是不是很高深？本書很簡單就把它說明白了。
◆《物理的奧秘》物理學(xué)是研究宇宙間物質(zhì)存在的基本形式、性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，從而認(rèn)識(shí)這些結(jié)構(gòu)的組成元素及其相互作用、運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律的科學(xué)。但并不意味著“物理”這個(gè)詞就代表沉悶、沒趣、被動(dòng)、機(jī)械、刻板等意義。本書嘗試著以貼近生活，在游戲中學(xué)習(xí)的方式帶領(lǐng)讀者欣賞物理的妙處。也許，從這本書開始，你愿意認(rèn)真地學(xué)習(xí)物理這個(gè)學(xué)科，“物理”也會(huì)帶給你巨大的愉悅。
◆《化學(xué)的神奇》近代，化學(xué)越來越成為重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，在與物理學(xué)、生物學(xué)、自然地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中得到了迅速的發(fā)展，也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。例如，核酸化學(xué)的研究成果使今天的生物學(xué)從細(xì)胞水平提高到分子水平，建立了分子生物學(xué)；對(duì)地球、月球和其他星體的化學(xué)成分的分析，得出了元素分布的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了星際空間有簡單化合物的存在，為天體演化和現(xiàn)代宇宙學(xué)提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還豐富了自然辯證法的內(nèi)容。

書籍目錄

《奇趣科學(xué)系列叢書 物理的微妙》
 第一章 力
 秤臺(tái)上
 物體下墜時(shí)的重量
 在月球上打靶
 肌肉的力量
 熟蛋和生蛋的識(shí)別法
 旋轉(zhuǎn)的兒童游樂車
 墨水旋風(fēng)
 被騙的植物
 散彈可以呈圓形
 喝東西的原理
 冰為什么容易滑
 乘氣球
 在冰上爬行
 繩索會(huì)在哪里斷
 有缺口的紙片
 柔道的力學(xué)
 拔河比賽只是比力氣嗎
 走鋼絲者為什么要手持長桿
 餃子或肉丸煮熟了為什么會(huì)浮起來
 為什么拍岸的海浪是白頭的
 雜技演員過橋
 一道漫畫物理題
 氣球何處去
 下水管的“水封”(水塞子)有什么功用
 筆芯上的小孔有什么功用
 ……
 第二章 運(yùn)動(dòng)
 第三章 光
 第四章 熱
 第五章 電
 第六章 聲音
 第七章 天體物理
 第八章 不可思議的現(xiàn)象
 附：歷屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主
《奇趣科學(xué)系列叢書 自然的奇趣》
 第一章 生物的進(jìn)化
 究竟什么是生物
 生物大小是怎么決定的
 細(xì)胞是生物的基本單位
 復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)
 生物變異與自然選擇
 自然選擇是怎么進(jìn)行的
 細(xì)胞的共生說
 從單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物
 寒武紀(jì)生物大爆發(fā)
 生物是一個(gè)大種族
 從水里到陸地
 恐龍的演變歷程
 猴子與人到底有什么區(qū)別
 直立造就人類的體型
 生物的大滅絕是如何發(fā)生的
 進(jìn)化又是什么
 各種各樣的進(jìn)化論
 新物種是怎樣進(jìn)化的
 人類會(huì)不會(huì)被克隆
 第二章 不可思議的動(dòng)物超能力
 彈跳力極強(qiáng)的跳蚤
 不會(huì)飛的大黃蜂
 可以飛越北美大陸的大樺斑蝶
 海洋生物奇異的生育方式
 魚類的妊娠和激素有關(guān)
 雄性產(chǎn)子
 可以在極寒狀態(tài)下生存的昆蟲
 凍僵了可復(fù)蘇
 細(xì)胞一旦凍結(jié)即死亡
 甘油是關(guān)鍵
 第三章 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里的人生啟示
 猩猩的頓悟
 不放棄希望的“絕望狗”
 目標(biāo)明確的毛毛蟲
 蜜蜂和蒼蠅如何逃生
 羚羊的生存能力
 懶螞蟻的大作用
 野馬與吸血蝙蝠
 聰明的老鼠與笨老鼠
 讓猴子與世隔絕
 合作取食的猴子
 老鼠穿越水池
 第四章 千奇百怪的動(dòng)物大觀
 海豚的睡覺方式
 水母的順風(fēng)耳
 牛怎么吃草
 男性生育的海馬
 動(dòng)物的血液顏色
 一夫一妻的企鵝
 鴛鴦其實(shí)不恩愛
 浪漫無限的斗魚
 貓捕鼠和鼠吃貓
 默默地耕耘者——蚯蚓
 動(dòng)物也有防暑的訣竅
 聰明的海獺
 會(huì)成“精”的狐貍
 黃鼠狼是人類的朋友
 最小的鳥——蜂鳥
 最大的鳥——鴕鳥
 青蛙怎樣呼吸
 來自天堂的鳥
 狠心的母親——杜鵑
 蜻蜓“點(diǎn)水”
 辛勤筑巢的金絲燕
 親密無間的犀牛和犀牛鳥
 蝙蝠和雷達(dá)
 虎鯨、海豚和聲納
 專生“女兒”的黃鱔
 “逐臭之夫”貢獻(xiàn)大
 奇特的四眼魚
 “戀愛”的大麻哈魚
 螢火蟲給人類帶來光明
 第五章 地理大發(fā)現(xiàn)
 不可思議的北緯30。
 神秘的金字塔
 海上“鬼門關(guān)”好望角
 恐怖的魔鬼三角區(qū)
 撲朔迷離的巨石陣
 復(fù)活節(jié)島上的謎
 會(huì)唱歌的沙丘
 貝加爾湖究竟是湖還是海
 你聽說過圓錐形湖泊嗎
 地球的史書——琥珀化石
 神秘的荒野圖案
 喜馬拉雅山能長到多高
 移動(dòng)構(gòu)島
 地球上絕無僅有的黃土高原
 沉睡于海底的大陸
 恐怖的“五彩雨”
 奇異的閃電
 奇妙的“怪雪”
 第六章 植物王國趣聞
 植物名稱的由來
 植物的“語言”
 植物的神經(jīng)系統(tǒng)
 植物的“血液”與“血型”
 植物的壽命
 綠色植物是人類的保護(hù)神
 植物如何進(jìn)行自衛(wèi)
 植物花粉有奇妙
 植物生長與地球自轉(zhuǎn)有何關(guān)系
 玉米為何頭頂開花腰間結(jié)籽
 種子也睡覺
 世界上最高的樹是什么樹
 世界上最耐寒冷的花是什么花
 曇花為什么晚上開
 被廣泛應(yīng)用的嫁接技術(shù)
 天然的解毒機(jī)
 為什么大樹的根多“連理”
 鐵樹真的60年才開花一次嗎
 含羞草為什么“害羞”
 樹上結(jié)“面包”——面包樹
 植物也會(huì)“發(fā)燒”“出汗”
 為什么發(fā)芽的土豆有毒
 植物種子的奇妙旅行
 第七章 無處不在的微生物
 地球上最早的“居民”
 列文虎克初闖微生物世界
 微生物的家族成員
 家族龐大的真菌
 人類健康的衛(wèi)士
 治理污染創(chuàng)佳績
 20世紀(jì)的瘟疫——艾滋病
 消滅害蟲出奇兵
 神奇的蛋白酶
 無孔不入的病菌
 美味佳肴數(shù)真菌
 基因工程下的微生物
 多才多藝的酵母
 霉菌的功過
《奇趣科學(xué)系列叢書 化學(xué)的神奇》
《奇趣科學(xué)系列叢書 數(shù)學(xué)的秘密》

章節(jié)摘錄

插圖：化學(xué)元素中的“天王星”——鈾鈾，原子序數(shù)92，原子量238．0289，是一種帶有銀白色光澤的金屬，比銅稍軟，具有很好的延展性，很純的鈾能拉成直徑0．35毫米的細(xì)絲或展成厚度o．1毫米的薄箔。鈾的比重很大，與黃金差不多，每立方厘米約重19克，像接力棒那樣的一根鈾棒，竟有十來公斤重。我們對(duì)鈾熟知主要是因?yàn)樗亲钪匾暮巳剂希梢杂脕戆l(fā)電或者制作核武器。但是關(guān)于鈾的發(fā)現(xiàn)有著相當(dāng)艱辛的過程。德國南部出產(chǎn)一種礦物，從十八世紀(jì)上半葉起，就有許多礦物學(xué)家試圖對(duì)它進(jìn)行分類，但意見很不一致。有的認(rèn)為它是鋅礦，有的則把它歸入鐵礦。1781年發(fā)現(xiàn)了新元素鎢以后，還有人認(rèn)為這種礦物中含有鎢。1789年，德國化學(xué)家克拉普羅特對(duì)這種礦物進(jìn)行了全分析。他用硝酸處理這種礦物，得到一種黃色溶液，向這種溶液中加入“鉀堿”進(jìn)行中和時(shí)，便析出一種黃色沉淀。沉淀物的性質(zhì)與所有已知元素相應(yīng)化合物的性質(zhì)很不一樣，所以克拉普羅特認(rèn)為它是一種新元素的“氧化物”。于是，克拉普羅特將這種“氧化物”與碳放在一起，加熱到很高溫度，企圖把這種“氧化物”還原成金屬。他確實(shí)得到了一種金屬態(tài)的黑色物質(zhì)，這種黑色物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與所有已知元素的化學(xué)性質(zhì)不同，因此克拉普羅特認(rèn)為自己發(fā)現(xiàn)了一種新的元素。1789年9月4日，克拉普羅特報(bào)告了自己的發(fā)現(xiàn)，題目是“烏拉尼特（Uranit）——一種新的半金屬”。他之所以將“新元素”命名為“烏拉尼特”，是為了紀(jì)念八年前新行星——天王星（Uranus）的發(fā)現(xiàn)。次年，克拉普羅特將“新元素”改稱為鈾（urani—um），他說：“我根據(jù)類推法將該新金屬的名稱由烏拉尼特改為鈾”，于是鈾的歷史就這樣開始了。這種“新元素”的發(fā)現(xiàn)確實(shí)引起了許多化學(xué)家的興趣，不少人對(duì)它進(jìn)行了研究。但實(shí)際上，“新元素’’不是元素而是化合物。在長達(dá)半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)，竟沒有人認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)?？死樟_特本人一直到死，仍然深信自己發(fā)現(xiàn)并分離出了鈾元素。曾有少數(shù)人對(duì)克拉普羅特的結(jié)論表示過懷疑，認(rèn)為“烏拉尼特”可能是一種化合物。例如瑞典著名化學(xué)家貝采利烏斯，就曾試圖用純鉀來還原“烏拉尼特”，但未成功；同一時(shí)期，阿弗維特遜也曾用氫來還原“烏拉尼特”以及鈾和鉀的一種二元氯化物，但得到的最終產(chǎn)品依然是“烏拉尼特”。直到1841年，法國化學(xué)家佩里戈特才揭開了“烏拉尼特”的秘密，證實(shí)“烏拉尼特”確是鈾的化合物而不是元素鈾。佩里戈特將“烏拉尼特”同碳一起加熱，并通入氯氣，從而得到一種升華出來的氯化鈾結(jié)晶體。奇怪的是，生成氯化鈾所消耗的“烏拉尼特”和氯氣的總量竟是化學(xué)計(jì)算量的110％，而且在氣態(tài)產(chǎn)物中還含有二氧化碳。這說明，“烏拉尼特”原來是一種金屬氧化物。證實(shí)這一結(jié)論的實(shí)驗(yàn)有很多，例如使四氯化鈾水解，得到的產(chǎn)物是“烏拉尼特”和氯化氫，這表示“烏拉尼特”是化合物而不是元素。為了得到元素鈾，佩里戈特采用的也是鉀還原法。但他是還原四氯化鈾，而不像貝采利烏斯那樣還原“烏拉尼特”。佩里戈特將四氯化鈾同鉀放一起，放在白金坩鍋中加熱。因?yàn)樾枰獙⒎磻?yīng)物加熱到白熱狀態(tài)，所以這是一個(gè)有危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)。為了謹(jǐn)慎起見，他把一只小白金坩鍋放在…只大白金坩鍋里，當(dāng)小坩鍋中的物質(zhì)開始反應(yīng)的時(shí)候，便立刻把火源熄滅，以免金屬鉀從白金坩鍋中飛濺出來，發(fā)生事故。等到激烈的反應(yīng)變得和緩了，再對(duì)白金坩鍋加強(qiáng)熱，以除去其中所剩余的鉀，并使已被還原出來的鈾聚結(jié)。待到冷卻后，用水將其中所含的氯化鉀溶解而除去。結(jié)果，在留下的黑色殘?jiān)姓业搅算y白色的金屬鈾顆粒。元素名源于紀(jì)念1781年發(fā)現(xiàn)的天王星，至此，一種新的化學(xué)元素鈾——化學(xué)元素中的“天王星”，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的孕育，才真正誕生了。從頭認(rèn)識(shí)元素周期表化學(xué)的圣經(jīng)“元素周期表”是由化學(xué)家們嘗試各種錯(cuò)誤后整理出來的。由此，現(xiàn)在我們才能了解令人不可思議的元素規(guī)則性。從元素周期表中，我們可以了解元素的各種性質(zhì)，并加深對(duì)化學(xué)的了解，但要看懂元素周期表并不是一件容易的事?；蛟S有許多人還不知道元素周期表的作用。當(dāng)年，門捷列夫根據(jù)元素周期表中未知元素的周圍元素和化合物的性質(zhì)，經(jīng)過綜合推測，成功地預(yù)言未知元素及其化合物的性質(zhì)。19世紀(jì)末，德國的化學(xué)家Meyer和門捷列夫（Men—deleev）共同對(duì)元素周期表的原理（周期性）進(jìn)行了解釋與分析。

編輯推薦

《化學(xué)的神奇》為奇趣科學(xué)系列叢書之一。特點(diǎn)為：沖出課本枯燥的樊籠，尋找自然深處存在的奧秘，在充滿樂趣與驚奇的故事世界里，完成一次科學(xué)的發(fā)現(xiàn)之旅。

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