《化學(xué)的秘密》把無(wú)形的化學(xué)發(fā)現(xiàn)和化學(xué)變化編寫到故事中,講述的化學(xué)知識(shí)既通俗易懂又輕松耐讀。★更多關(guān)注:福爾摩斯探案大全集(首套中英文大合集,全10冊(cè),禮盒裝)凡爾納科幻三部曲(精裝,全三冊(cè)) 作者簡(jiǎn)介: 尼查耶夫,是俄國(guó)科學(xué)家、作家,曾任《知識(shí)就是力量》月刊主編。他熱衷于科學(xué)研究,人們?cè)u(píng)論他的作品“善于使談科學(xué)的書擺脫枯燥的講義和素材而自成一體”。 目錄: 編者序 一、化學(xué)的圣經(jīng) 。.“元素周期表”是夢(mèng)里想出的 。.利用插圖輕松學(xué)元素周期表 。.金屬元素各具顏色 4.鹽與惰性氣體 。.從元素看宇宙地球 6.?是化學(xué)的代名詞 。.有機(jī)化學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)的差異 8.煉金術(shù)使化學(xué)變成“科學(xué)” 。.鉆石的價(jià)值永不改變 二、原子 1.元素是什么 。.原子到分子 3.最初的元素編者序 一、化學(xué)的圣經(jīng) 。.“元素周期表”是夢(mèng)里想出的 。.利用插圖輕松學(xué)元素周期表 3.金屬元素各具顏色 。.鹽與惰性氣體 5.從元素看宇宙地球 。.?是化學(xué)的代名詞 7.有機(jī)化學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)的差異 。.煉金術(shù)使化學(xué)變成“科學(xué)” 。.鉆石的價(jià)值永不改變 二、原子 。.元素是什么 2.原子到分子 。.最初的元素 4.煉金術(shù)到化學(xué) 。.元素周期表 6.用分光器采集元素的“指紋” 。.利用元素 8.有機(jī)化合物 三、原子核 1.如何制造回旋加速器 。.锝的意思是“人造” 3.超越鈾的元素 。.镎 。.突破難關(guān) 。.原子云中的發(fā)現(xiàn) 四、我們的行星——地球 。.空氣 2.海 。.地殼 五、宇宙 。.宇宙的物質(zhì)交換 。.宇宙的誕生 六、電子時(shí)代的元素 1.原子內(nèi)部的奧秘 。.電子的排布 。.核時(shí)代的燃料 。.第一個(gè)人造元素 。.地球上最少的元素 。.“海王星”和“冥王星” 7.95號(hào)到100號(hào)元素 。.“添丁”的麻煩 。.永無(wú)止境 附一:門捷列夫小傳 附二:居里夫人與鐳 附三:諾貝爾與炸藥一、化學(xué)的圣經(jīng) 1?“元素周期表”是夢(mèng)里想出的 “H,He,Li,Be,B,C,N,O,F(xiàn),Ne……”——這是一般人背周期表的方法。無(wú)論是喜歡還是討厭化學(xué)的人,一聽到化學(xué),便聯(lián)想到元素周期表,一聽到元素周期表,就聯(lián)想到化學(xué),可見(jiàn)這兩者的關(guān)系密不可分。 然而,大多數(shù)人卻不知道,在完成“元素周期表”的整理工作上,化學(xué)家們付出了多少辛苦。 提出化學(xué)元素說(shuō)的人,是被稱為“近代化學(xué)之父”的法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫。他認(rèn)為:“一切物質(zhì)都由元素組成”,為此他發(fā)表了化學(xué)元素說(shuō)。遺憾的是,在元素尚未發(fā)現(xiàn)以前,他就在法國(guó)大革命中被送上了斷頭臺(tái)。 但從此以后,化學(xué)元素的研究便開始進(jìn)行。19世紀(jì),英國(guó)化學(xué)家道爾頓的“近代原子說(shuō)”揭開序幕之后,在原子量的精密測(cè)定下,鉀、鈉等元素便陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)了。 新元素的發(fā)現(xiàn),讓化學(xué)家傷透腦筋 到1830年,被發(fā)現(xiàn)的元素達(dá)55種之多,F(xiàn)在,包括人造元素在內(nèi)有103種,其中約一半是在150年前發(fā)現(xiàn)的。 新元素的陸續(xù)發(fā)現(xiàn),使化學(xué)家們深感不安。新元素的性質(zhì)紛雜,化學(xué)家們無(wú)法充分了解它們和其他元素之間的關(guān)聯(lián)性。而且,對(duì)元素種類的增加也毫無(wú)把握。 因此,化學(xué)家們將這些元素系統(tǒng)地加以分類,并依序作了各種嘗試。俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫就是其中之一。 他在學(xué)生時(shí)代便認(rèn)為“在元素與元素之間,可能有某種相關(guān)的關(guān)系”,進(jìn)入社會(huì)以后,他繼續(xù)進(jìn)行各種化學(xué)研究。他任職于彼得斯堡大學(xué)時(shí),每天上午授課,下午則專心進(jìn)行研究。 一、化學(xué)的圣經(jīng)由于連夜工作,以致每天都睡眠不足的門捷列夫,在書房的沙發(fā)上打盹,并且做了個(gè)不尋常的夢(mèng)。他夢(mèng)見(jiàn)表示元素規(guī)則的表清晰地呈現(xiàn)在他的眼前。于是,由夢(mèng)中醒來(lái)的門捷列夫,不知不覺(jué)地大叫: “對(duì)!由原子量小的元素開始排起,整理出來(lái)看看!” 門捷列夫由沙發(fā)上跳起,迷迷糊糊地在友人信件的空白處將過(guò)去已發(fā)現(xiàn)的62種元素,按原子量由小到大依序排列。 結(jié)果,他發(fā)現(xiàn)每隔七個(gè)就會(huì)出現(xiàn)性質(zhì)相似的元素。這就是“元素周期表”的最初形態(tài)。利用這個(gè)周期表,可修正以往不正確的原子量或原子價(jià)。此外,它也是暗示元素間相關(guān)關(guān)系的“世紀(jì)大發(fā)現(xiàn)”。這是1869年3月1日的事。 后來(lái),門捷列夫發(fā)現(xiàn)此周期表有若干空位。他認(rèn)為這些空位就是尚未發(fā)現(xiàn)的元素所要占的位置。1871年,他大膽地預(yù)言有哪些新元素將填補(bǔ)空位,并預(yù)言其性質(zhì)。這便是鈣后面的元素和鋅后面的兩種元素。 這個(gè)預(yù)言開始并未受到矚目。但四年后,就發(fā)現(xiàn)了鎵(1875年),接著又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了鈧(1879年)和鍺(1886)。其性質(zhì)都和門捷列夫所預(yù)言的相差不遠(yuǎn)。從此,人們便不再對(duì)門捷列夫的周期表持懷疑態(tài)度了。 由于發(fā)現(xiàn)了周期表,使人類得以解開元素的謎團(tuán),但此周期表并非沒(méi)有問(wèn)題。原因是,按原子量由小到大依序排列的元素中,也有性質(zhì)不合的元素存在。 1913年,門捷列夫逝世6年后,這問(wèn)題得到解決。英國(guó)年輕的物理學(xué)家摩斯雷發(fā)現(xiàn),元素的性質(zhì)應(yīng)依照原子序數(shù)加以分類,F(xiàn)在的周期表就是依照原子序數(shù)的順序來(lái)排列的。 所謂的原子序數(shù),其大小是由元素所擁有的質(zhì)子數(shù)來(lái)決定的。例如:氫(H)的原子只有一個(gè)質(zhì)子,因此其原子序數(shù)為1,位置在周期表剛開始列表之處。同樣的,鋰(Li)的質(zhì)子數(shù)是三,因此原子序數(shù)為3,位于周期表上的第三個(gè)位置(參考5頁(yè)的圖)。 后來(lái),依據(jù)元素的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì),將元素分成堿金屬、鹵元素、稀有氣體元素(惰性氣體)等各族。 有些近代所發(fā)現(xiàn)的元素,是以國(guó)名、地點(diǎn)或人名來(lái)命名的。例如:鈁(Fr)和銪(Eu)名稱的由來(lái),是取自法國(guó)(France)和歐洲(Europe)的名稱,锿(Es)和鍆(Md)則是取自愛(ài)因斯坦和門捷列夫的名字。 調(diào)查元素名稱的由來(lái)也是一件很有趣的事。 2?利用插圖輕松學(xué)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(lái)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。為此,我們必須學(xué)習(xí)看元素周期表的方法,否則永遠(yuǎn)也無(wú)法了解化學(xué)。元素周期表就是化學(xué)世界的第一道關(guān)卡。 首先,將元素周期表放在眼前,看看上面寫些什么并稍作整理。 元素周期表有“長(zhǎng)周期表”與“短周期表”之分。兩者之間有何差異呢· 短周期表的組成,直列是1族、2族、3族……8族,再加上0族,合計(jì)九族。橫行則是依照原子價(jià)的不同作為區(qū)別。但1族到8族屬于同一直列(同一族)的元素,因?yàn)橛谢瘜W(xué)性質(zhì)不同的兩種族,所以又分為A族與B族。 另一方面,元素周期表的橫列分為由1到7的周期。其中,在1、2、3周期,元素的原子序數(shù)是2、8、8,這種短周期便會(huì)移到下個(gè)周期,所以稱為“短周期”,在4~7周期,則是以18、18、32、32變成長(zhǎng)周期,因此稱為“長(zhǎng)周期”。 此外,在比較同一周期的元素時(shí),愈往左方看,金屬性愈強(qiáng),愈往右方看,非金屬性愈強(qiáng)。因此,陽(yáng)性(會(huì)變成陽(yáng)離子的性質(zhì))會(huì)由左方朝右方逐漸減弱,相反的,陰性(會(huì)變成陰離子的性質(zhì))則會(huì)逐漸加強(qiáng)。 也就是說(shuō),在同一周期的元素間,隨著原子序數(shù)的增加,性質(zhì)會(huì)逐漸改變。7B的元素陰性最強(qiáng)。而且,愈到表的下方陽(yáng)性愈強(qiáng),愈往上方則陰性愈強(qiáng)。 短周期表和長(zhǎng)周期表的差異是,長(zhǎng)、短周期表各以長(zhǎng)、短周期為基準(zhǔn)而制表。在長(zhǎng)周期表中,A和B分成左右兩邊,所以容易看。而且,如同6頁(yè)圖一般,金屬和非金屬讓人一眼就可辨出,這也是優(yōu)點(diǎn)之一。 5、6頁(yè)是“周期表插圖”,請(qǐng)以輕松的心情進(jìn)行研究。 3?金屬元素各具顏色 看過(guò)元素周期表上的各元素后,必定會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬元素特別多。在103種元素中,金屬元素占81種。由金、銀、銅、鋁等大家所熟悉的金屬元素,到鈮、鉭等大家較為陌生的金屬元素為止,種類確實(shí)不少。 金屬結(jié)合就是這種狀態(tài) 所有的金屬都有個(gè)共同點(diǎn),那就是原子結(jié)合的方法。在一般情況下,金屬元素的原子會(huì)像圖中所示一樣,讓最外層的電子重合在一起,使電子自由活動(dòng)。由于這種自由電子的結(jié)合(金屬結(jié)合),金屬才特別能導(dǎo)電或傳熱。 即使由外部施加力量,金屬也不易變形。但在必要時(shí),可設(shè)法使其延展、彎曲或成為薄片。以黃金為例,它可延展成百萬(wàn)分之一毫米厚的金箔。據(jù)說(shuō),1克的黃金可延伸兩公里長(zhǎng)。 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是金屬的原子在上下左右有規(guī)則地排列。即使外力使金屬層崩潰,排列的關(guān)系也不會(huì)改變。 將具有共同性質(zhì)的金屬元素仔細(xì)分類,便可看到固有的特征。 像Li(鋰)、Na(鈉)、K(鉀)、Rb(銣)、Cs(銫)、Fr(鈁)等,在元素周期表上屬于同一族金屬,稱為堿金屬。這些金屬大都很輕,質(zhì)地柔軟,而且熔點(diǎn)極低。這是因?yàn)樽钔鈧?cè)的電子只有一個(gè),導(dǎo)致空隙多的緣故?奢p松活動(dòng)的電子容易變成一價(jià)的陽(yáng)離子,且化合物易在水中溶化。尤其是氫氧化物或碳酸鹽的水溶液,由于呈堿性的,因此成為“堿金屬”名稱的由來(lái)。 堿金屬溶化于海水中的量非常多,鈉離子和氯(Cl)離子結(jié)合,會(huì)產(chǎn)生氯化鈉(NaCl)。氯化鈉就是所謂的“食鹽”的主要成分。海水之所以有咸味就是因?yàn)橛锈c離子。 2族的Be(鈹)和Mg(鎂)以外的Ca(鈣)、Sr(鍶)、Ba(鋇)、Ra(鐳)等,稱為堿土類金屬,這些金屬都容易變成二價(jià)的陽(yáng)離子,其水溶液呈現(xiàn)強(qiáng)堿性。 此外,這種金屬具有焰色反應(yīng)的特征。將白金線泡在含有這種金屬離子的液體中,用火燒烤,便會(huì)呈現(xiàn)出鮮艷的顏色。Sr(鍶)呈紅色,Ba(鋇)呈綠色,Ca(鈣)呈橙色。元素的不同,呈現(xiàn)的顏色也不同。 除了堿土類金屬以外,堿金屬和銅(Cu)也會(huì)產(chǎn)生焰色反應(yīng)。焰火利用的就是這種反應(yīng)。在焰火中,發(fā)出黃色光亮的是Na(鈉),發(fā)出紫色光亮的則是K(鉀)。 金屬類元素,除以上介紹的以外,還有被稱為過(guò)渡元素的元素。在元素周期表上,由3B族到7B族、8族、1B族、2B族,都屬于過(guò)渡元素,由此可知,金屬的種類非常多。 戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體,大都使用Ti(鈦);隨著結(jié)合方式的不同,會(huì)變成各種顏色的是Cr(鉻);在海底資源中,最受矚目的是Mn(錳);成為血液中血紅素成分的是Fe(鐵);可制成藍(lán)色顏料的是Co(鈷);最善于導(dǎo)電和傳熱的是Ag(銀);會(huì)呈現(xiàn)出超傳導(dǎo)性的是Nb(鈮);被認(rèn)為是貴金屬之冠的是金(Au)和鉑(Pt)……以上這些都是屬于過(guò)渡元素的金屬。 此外,像可制成鋁罐、窗框、鋁箔的Al(鋁),或可當(dāng)做合金而廣泛應(yīng)用的Sn(錫)等,也都是金屬。 正如元素周期表上所表示的一般,愈往左下方,金屬性愈強(qiáng),愈往右上方,非金屬性愈強(qiáng)。金屬元素的種類很多,其顏色也是五顏六色的。 4?鹽與惰性氣體 海是人的故鄉(xiāng),它供應(yīng)人們生活中不可或缺的鹽。鹵(halogen)這個(gè)字是由“制造鹽”的希臘語(yǔ)所產(chǎn)生的,其位置是在周期表7族的直列上。在此,有F(氟)、Cl(氯)、Br(溴)、I(碘)和At(砹)五種。不僅是氯,碘也可以由海藻中獲得,因此,鹵和海關(guān)系密切。 每個(gè)元素的名稱都有其由來(lái)。溴正如其名,氣味非常臭,且毒性極強(qiáng)。但在某些方面,它是很有用的。它和銀的化合物是溴化銀,照相時(shí)所用的軟片,就是呈微粒子狀平鋪的溴化銀。如果按快門使它曝光,溴化銀便會(huì)分解,而和其他的藥劑起反應(yīng),產(chǎn)生照片。一般情況下,鹵化銀具有感光性,在工業(yè)上有多種用途。 一、化學(xué)的圣經(jīng)碘的毒性非常強(qiáng)。進(jìn)行核子實(shí)驗(yàn)時(shí),碘會(huì)擴(kuò)散開來(lái),如果大量進(jìn)入人體,就會(huì)傷害甲狀腺而破壞其機(jī)能。所謂的核子掩蓋物便是以避免人們吸入碘為主要目的。 氯和氟,毒性也非常強(qiáng),令人不愿意多接觸鹵族。 元素周期表最右端的是惰性氣體(稀有氣體)。正如其名,惰性氣體是“不容易起反應(yīng)”的氣體。但是,有時(shí)候會(huì)將氮?dú)w入惰性氣體中。惰性氣體一般是指He(氦)、Ne(氖),到Xe(氙)和Rn(氡)為止。 氦和氖大量存在于宇宙中。由于分子很輕,無(wú)法維持在地球上,只有少量存在于大氣中。氖在真空中經(jīng)過(guò)放電,會(huì)產(chǎn)生紅色的光譜而發(fā)出光亮。晚上在鬧區(qū)所看到的霓虹燈,就是利用氖制成的。 空氣中含量較為豐富的惰性氣體是氬,其體積占0?93%。氬以前用于燈泡中,現(xiàn)在用于日光燈的燈管上。 氪有“隱藏的東西”的意思。它具有很強(qiáng)的能力,可從其他原子中奪走電子,是一種極有力的元素。 氙只有少量存在于地上,隕石內(nèi)的含量也不多。在宇宙空間中是極少量的物質(zhì)。鋇或銫等的原子核,在碰到宇宙線粒子時(shí)便會(huì)產(chǎn)生,因此等于是核子反應(yīng)的頭目。 氡在惰性氣體中是最重的氣體,是由鐳衰變產(chǎn)生的,具有放射性。地震前,地下巖石若被破壞,將會(huì)增加地下水中的氡。因此,氡可用于地震預(yù)報(bào)。 5?從元素看宇宙地球 一提起元素,我們難免會(huì)想:宇宙、地球和人體究竟由哪種元素構(gòu)成·哪種元素最多· 宇宙的大小目前仍難以確定,只能以推測(cè)的方法來(lái)研究其構(gòu)成。即以化學(xué)的方法分析隕石,或用輝線光譜調(diào)查元素。 雖然如此,人類也只能了解極接近地球的部分。經(jīng)過(guò)研究,人們知道,在宇宙中,氫和氦的比例在地球上所占比例大。 注:克拉克值是化學(xué)元素在地殼中平均 含量的百分比,即地殼中元素的豐度有一位學(xué)者仔細(xì)地調(diào)查了地球的元素組成。他就是美國(guó)的克拉克。他算出地表下十六公里的地殼中元素的百分比。然后將百分比多的元素依序排列,形成所謂的克拉克數(shù)。百分比最大的氧,克拉克數(shù)是1,硅為2……看了12頁(yè)的圖表,便知道在克拉克數(shù)中,名列前五名的元素占全體元素總量的九成以上。 不過(guò),克拉克數(shù)的產(chǎn)生來(lái)自于對(duì)地球的部分調(diào)查,如果針對(duì)整個(gè)地球加以調(diào)查,可能會(huì)產(chǎn)生若干差異。 此外,元素和其他元素結(jié)合成化合物的情形,比元素單獨(dú)存在(稱為單體)的情形多。如:氧大都以二氧化硅(SiO2)的形態(tài)存在。 將地球的大氣、海水和人體的組成,列在一張圖表上比較,你會(huì)發(fā)現(xiàn),人體和海水多么相似,宇宙和地球的大氣又有多么不同。 6?是化學(xué)的代名詞 這個(gè)符號(hào),有人稱它為“龜甲”。事實(shí)上,它已成為化學(xué)的代名詞,其正確名稱為苯環(huán)。 苯環(huán)苯環(huán)如圖,由碳和氫構(gòu)成。其具有代表性的有:苯(C6H6)、甲苯(C7H8)、二甲苯(C8H10)和萘(C10H8)等,這種物質(zhì)稱為芳香烴(有香味,只由碳和氫構(gòu)成)。而且,通常用苯的形態(tài),以表示。最近人們大都加以簡(jiǎn)化,用代表。將一個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)合起來(lái)的化合物,就是芳香族化合物。 當(dāng)苯環(huán)化合時(shí),外側(cè)的氫(H)會(huì)和其他物質(zhì)換位,隨著此位置物質(zhì)的不同,可制造出性質(zhì)各異的各種芳香族化合物。例如:讓甲苯、濃硝酸和濃硫酸起反應(yīng),就會(huì)產(chǎn)生三硝基甲苯(TNT炸藥)。在工業(yè)方面,芳香族化合物的應(yīng)用范圍非常廣泛。 可是,雖然苯是C6H6,為何會(huì)知道其構(gòu)造是像上一頁(yè)的圖所表示的那樣· 乙醇的結(jié)構(gòu)式就是這樣 元素都有稱為結(jié)合鍵(原子價(jià))的“手”。即作化學(xué)結(jié)合時(shí),可相互結(jié)合“手腳”的意思。元素不同,“手”的數(shù)目也不同。氫是1只,碳是4只,氧是2只……,均有一定的數(shù)目。例如:乙醇(C2H5OH)便會(huì)像下圖所表示的一般。這也算是一種“化學(xué)的頭腦體操”。 一般而言,乙醇的分子式應(yīng)該為C2H5OH,幾乎沒(méi)有人將它寫成C2H6O?戳舜藰(gòu)造圖,你就應(yīng)該了解其原因了。前面介紹過(guò)甲苯的分子式是C7H8。但事實(shí)上,寫成C6H5CH3的情形較多,這也是因?yàn)轭櫦皹?gòu)造圖的緣故。在此之前,相信許多人都有“分子式為何有各種寫法”的疑問(wèn)。 能夠想出苯(C6H6)的構(gòu)造是不容易的事。苯有6個(gè)碳(C),僅僅是碳的“結(jié)合手”就有24只(6×4),但氫(H)的“結(jié)合手”只有6只(6×1)。因此,要想出“24只碳的‘手’和6只氫的‘手’結(jié)合在一起的構(gòu)造”確實(shí)不易。 克庫(kù)勒在夢(mèng)中獲得了有關(guān)苯的啟示19世紀(jì)時(shí),德國(guó)化學(xué)家克庫(kù)勒勇敢地向此難題挑戰(zhàn)。 他每天都用心思考,卻始終想不出苯的構(gòu)造圖。某天晚上,他做了一個(gè)夢(mèng),夢(mèng)見(jiàn)六只猴子像上頁(yè)苯環(huán)的圖一般形成一個(gè)圓圈且不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于碳有四只“結(jié)合手”,因此,只要將猴子當(dāng)做碳,將其四肢當(dāng)做“結(jié)合手”,便可完全了解苯的構(gòu)造。碳和碳彼此要在三處,并且要間隔開來(lái)作雙重結(jié)合。 有些人說(shuō),在克庫(kù)勒夢(mèng)中所出現(xiàn)的不是猴子而是蛇。甚至也有人說(shuō):“這只是后世的人們編造出來(lái)的故事!狈彩莻ゴ蟮陌l(fā)現(xiàn),必定有若干插曲?藥(kù)勒也是如此。他曾說(shuō):“向夢(mèng)學(xué)習(xí),便可尋求到真理。” 我們?cè)谒X(jué)時(shí)也應(yīng)盡量熟睡,以便獲得對(duì)新知識(shí)的啟示。 7?有機(jī)化學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)的差異 有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)之間究竟有何差異·如果你解釋說(shuō):“有機(jī)化學(xué)是有機(jī)化合物的化學(xué),而無(wú)機(jī)化學(xué)則是……”如此一來(lái),會(huì)使聽者更加不明白了。而且,“有機(jī)”與“無(wú)機(jī)”的說(shuō)法,也容易讓人覺(jué)得枯燥乏味。 其實(shí),這問(wèn)題不必想得太復(fù)雜。無(wú)機(jī)化合物是在地球誕生時(shí)已存在的物質(zhì),而有機(jī)化合物則是幾乎和地球上的生物同時(shí)出現(xiàn)的物質(zhì)。 也就是說(shuō),有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的區(qū)別,在于“和生命有無(wú)密切的關(guān)系”。和生命“有”關(guān)的是有機(jī)化合物(在生物體內(nèi)所制造的化合物),和生命“無(wú)”關(guān)的則是無(wú)機(jī)化合物。碳水化合物(砂糖、淀粉等)、酒精和蛋白質(zhì)等是有機(jī)化合物。含在巖石或黏土中的硅、氧化鎂、食鹽、水、水晶、鉆石和塑料等都是無(wú)機(jī)化合物。這樣說(shuō),你應(yīng)該明白了吧。 有機(jī)化合物與無(wú)機(jī)化合物的比較 有機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物化合物的種類超過(guò)一百萬(wàn)種數(shù)萬(wàn)種成分元素 以碳、氫、氧為主,多種。 幾乎以所有的元素為對(duì)象化學(xué)鍵共價(jià)鍵多離子鍵多熔點(diǎn)低由低到高,有各種熔點(diǎn)。易溶度 不易溶于水中,但易溶于有機(jī)溶劑中。不易溶于有機(jī)溶劑中,但易溶于水中。易燃度大都可燃燒大都不會(huì)燃燒反應(yīng)速度慢快化學(xué)安定性不安定,易分解安定 上表將有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物作了比較,對(duì)此,你會(huì)發(fā)現(xiàn),有機(jī)化合物比無(wú)機(jī)化合物多得多。 此外,有機(jī)化合物都含有碳元素。無(wú)論哪種有機(jī)化合物,以火烘烤,都會(huì)產(chǎn)生碳。而且,燃燒起來(lái)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。因此,有機(jī)化合物又稱為碳化合物。(但在碳化合物中,一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、氰酸、氰化鉀、二硫化碳等,大抵算是無(wú)機(jī)化合物)。 19世紀(jì)初期以前,人們認(rèn)為,有機(jī)化合物必須由生物不可思議的能力——生命力來(lái)創(chuàng)造。也就是說(shuō),有機(jī)化合物不可能由人工制造,只有“神”才辦得到。因此化學(xué)家們都致力于無(wú)機(jī)化合物的研究。 到了1828年,德國(guó)的維拉將稱為氰酸銨NH4OCN的無(wú)機(jī)化合物當(dāng)做原料,以人工的方法成功地制造了含在尿中的有機(jī)化合物——尿素CO(NH2)2。 以人工方式合成有機(jī)化合物,這在科學(xué)史上是一項(xiàng)創(chuàng)舉。 后來(lái),在19世紀(jì)末期,合成了包括靛藍(lán)等許多染料。到了20世紀(jì),便制造出藥品、合成橡膠、合成纖維和塑料等。直到現(xiàn)在,以元素或簡(jiǎn)單化合物就可制造出復(fù)雜的有機(jī)化合物的“有機(jī)合成化學(xué)”在不斷地進(jìn)步。 然而,有機(jī)化學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)之間的界線,目前正在逐漸消失。 原因是,不久前——差不多在25年前,有機(jī)合成化學(xué)的研究者,只利用到元素周期表上前三行的元素而已。但現(xiàn)在,研究者已開始注重以往未曾關(guān)心的新元素,因而帶動(dòng)無(wú)機(jī)化學(xué)的進(jìn)步,使它能無(wú)限制地發(fā)展下去。 例如:尼龍和聚酯等有機(jī)系合成高分子,由于其加工性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良,因此逐漸取代木材及金屬,開始廣泛地被利用。但有機(jī)系缺乏耐熱性,而且在資源和廢棄物方面也有問(wèn)題。所以,最近反而開始使用無(wú)機(jī)系高分子(無(wú)機(jī)系聚合物)。 此外,在有機(jī)化學(xué)方面也有了新的發(fā)展。除了生命科學(xué)和基因科學(xué)已有所發(fā)展外,人們也開始了解和生命有關(guān)的蛋白質(zhì)、氨基酸、DNA等,對(duì)有機(jī)化學(xué)的理解進(jìn)一步加深。 ……
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