无论是我们日常生活中的各类物品，还是我们所生活的地球，或是地球之外的浩瀚宇宙，都始于小小的元素。万物无穷，元素有序。让我们跟随化学家的脚步，了解元素的概念、性质和分类，看看它是如何推动化学和人类文明发展的吧！

张洪齐，韩国科学技术院（KAIST）化学博士，曾任美国佐治亚理工学院研究员。现为韩国光云大学化学系助理教授，教授无机化学和纳米化学。专注于研究各种元素制成的纳米材料及其在医药领域的应用的同时，着迷于科普写作和讲座。梦想是去接触和了解世界上存在的所有元素。

元素的分类和排列
寻找世界的本原
元素和原子的区别
原子之间的相互吸引与排斥
根据特性划分的分类体系表
化学词典——元素周期表的完成
元素周期表的趣闻
元素——生命之本
我们身体的主角
不可或缺的配角
每个房间两张床——轨道的真面目
想成为何种离子？
元素——人类文明史上的里程碑
化学的开端即是人类的开端
金属文明的胎动——青铜器时代
生产力的跨越——铁器时代
黄金——站在欲望和阶级的顶点
铅——历史兴衰的见证者
硅——向着半导体时代前进
炼金术——当代化学的雏形
小小的好奇心点燃了化学的黄金火种
炼金术——让东西方携手
炼金术的坠落带来了化学的进化
那些闪光的炼金术士后裔们
为电喝彩——让我们发现更多的元素
咔嗒！元素的黑夜亮起了灯
电化学发现了很多种元素
玻璃不再崩碎的秘密——硼
请给我起一个行星那样酷炫的名字
新行星赋名新元素
揭开元素的面纱
甜蜜的毒药
继承之粉
变废为宝
推理小说中的常客
痛痛病
昂贵的死亡
氟烈士
为了更快速地致死
寻找新元素
前赴后继现身的镧系元素
天然元素VS人工元素
元素能人为制造？
放射性元素——锕系元素
元素的尽头在哪里？
总会在某个时候某个地方
向着更大的元素世界昂首阔步

朝着小小的元素世界
前进
不久前，我开车被堵
在路上，等了很长时间。
刚在想怎么回事，结果看
到了一场烟花表演。伴随
着人们的欢呼声，烟花在
刹那之间绽放，开始用神
秘的颜色装饰天空。在看
到烟花绽放的那一刻，我
就觉得自己在车里无聊烦
躁的几十分钟得到了补偿
，不知道你们有没有过类
似的经历。
你在观看烟花表演的
时候，有没有产生过这样
的疑问：烟花表演中的火
花为什么不是一种颜色而
是五彩缤纷的呢？生活中
各种微不足道的点滴有时
候会突然变得不一样：当
打扫撒落在地上的盐，发
现它是四方形颗粒的时候
；当学了铁在空气中接触
水就会生锈，却又发现它
被用作餐具或浴室用品的
时候……你会不会想着“咦
？好奇怪……”，说的就是
这种感觉。
四方形的盐粒、不生
锈的铁、各种颜色的烟花
，这一切都因为它们是由
不同的物质构成的，所以
会呈现出不同的样貌。而
且这种不同可能还取决于
组成物质的更小单位的特
性。
组成物质的更小单位
，我们称之为“元素”。这
些被称为元素的拼图碎片
如何排列组合成一幅完整
的物质的画，决定了构成
世界的数千、数万、数百
万种物质的不同特性。那
么，我们也自然而然地会
产生如下的疑问：
世界上到底有多少种
元素？
谁，在什么时候，又
是如何找到那些元素的呢
？
元素的名称是怎么确
定的？
那些名称又有什么含
义呢？
还有尚未被发现的隐
藏元素吗？
本书的宗旨就在于揭
开这些疑问的谜底，就好
比我们突然用好奇的眼光
，去看待日常生活中那些
看似理所当然的现象，人
类的历史可以说是努力满
足人们这种好奇心的结果
。本书将按照从人类诞生
到现在的时间顺序来重温
这些历史。古往今来，无
数科学家为了研究元素反
复试验，付出了艰苦卓绝
的努力，这也成为文明不
断发展的不竭动力。而现
在，你们就是创造未来的
主人公。从单纯地满足好
奇心，转变为去思考元素
对世界和人类的影响，如
果你能了解有关元素的各
种奥秘，就能更加切身地
感受到元素和化学对人类
社会的意义。我们生活的
地球是如何诞生的？人类
是以何种方式进化的？文
明又是如何发展起来的？
化学这一学科是如何形成
的？解答这些问题的关键
就是元素，元素就在我们
看不见的地方对这一切起
到了核心作用。
不觉得很神奇吗？无
论是我们日常生活中的各
类物品，还是我们所生活
的地球，或是地球之外的
浩瀚宇宙，都始于小小的
元素。下面，我们将通过
元素开始我们的故事讲述
，我保证这是任何人都没
有跟你讲过的历史、文化
、科学故事。

本书是面向青少年，特别是面向小学高年级和初中学生的科普读物。
作者用讲述故事的语言风格，讲述了人类从认识元素到创造元素的探索过程。
本书从元素的原理、元素的运用和有哪些未解决问题这三个方面向青少年读者们介绍有关元素的知识，启发读者对相关问题的思考，激发读者的阅读兴趣。

向着更大的元素世界
昂首阔步
从地球的诞生到人类
文明的发展，再到宇宙空
间，相信本书带着大家完
成了一次非常有趣的科学
旅行。如果我们不再只把
注意力放在元素的名称和
特性上，而是注意观察它
在生活中的身影，那么它
们就不会显得过于神秘。
即便没有在重大历史事件
中发挥重要作用，但只要
想想它们在食物、工具、
环境等我们周边的所有地
方所起的作用，就能发现
其中隐藏的秘密故事。
相信你们都用玩具积
木搭建过宇宙飞船或城堡
等造型吧？正如我们要先
掌握每个积木配件的形状
和特征才能准确搭建各种
造型，要想准确理解我们
所在的宇宙和世界，就必
须掌握其构成配件——元
素的方方面面。即使正在
阅读本书的你并不是学习
化学或想以此为专业的学
生，我们也离不开元素，
因为我们就处在充满元素
、物质和化学的世界里。
我们各自所真正关心的东
西同样也是由元素和化学
物质构成的。如果能以这
样一种新观念看待周围的
一切，你会因为这些有趣
的东西而变得更加快乐。
在元素这一概念还没
有诞生的遥远过去，很多
现在被我们尊为伟大哲学
家的探索者们为提出一个
新的观点而绞尽脑汁。即
便在当时，这只是一个无
人问津的思想火花，但随
着时间的流逝和世界的发
展，现在的我们才发现其
中的重要性。希望大家也
能像过去的先驱们那样，
从小事做起，从自己做起
，看到更远的地方！

这本书是元素与文明
的生动记录，既富有知识
性，又像故事书一样有趣
。
——赵炯 清华大学材
科物理化学博士、香港理
工大学教授

寻找世界的本原
在现实世界中，原子是构成物质的基本单位，而化学世界中最基本的概念则是“元素”，“元”意为“开始”“本初”，而“素”代表“原本”“基础”，两者结合，意指构成世界的本原。
元素这一概念最早可追溯到被誉为“哲学之父”的古希腊哲学家泰勒斯，他提出“世界万物的本原是水”，这一命题基于他对现实世界的观察：所有生命体，包括动植物和人在内都含有水；在高温和低温时，水会发生有趣的物态变化（关于物态变化的更多知识，请参考本系列的另一册图书《原来这就是物质》），分别转变成水蒸气（气态）和冰（固态）；水从天上落下，到地面后汇聚成江河湖海；水是人类赖以生存和发展的重要物质资源之一，它左右着人类生活的方方面面。之后，也有很多哲学家对“水之类的物质是世界本原”的问题进行了探究和思考。特别是从亚里士多德开始，我们所熟知的“元素”的概念登上了历史舞台。根据前人观察和思考世界本原的结果，亚里士多德大力提倡四元素说，即“万物的本原是水、火、土、气四元素”，同时他认为这四者又“由冷、热、湿、燥四种基本物性组合而成”。
事实上，对“物质是世界本原”这一问题的探究和思考的过程不仅影响了化学的发展进程，也深深地影响了整个人类思想的发展进程，因为它完成了人类对万物存在的本原的认识从“神”到“物质”的思想转变，而物质是科学的、客观的。此外，很多哲学家为亚里士多德四元素说的确立做出了贡献，据传，他们还思考并提出了在肉眼可见元素之外的精神元素，其中的代表有无限（aoriston）、爱（phlia）、憎（neikos）、灵魂（aither）等，它们也被认为是元素的一种。这些具有精神价值的元素不仅影响了哲学和思想的发展，还对化学这一研究变化的学科的发展带来了积极的正面影响，因为它开始考虑并假定化学的构成要素问题。比如，对化学反应的定义用当时的语言来说，那就是“喜爱电子”的原子与“憎恶电子”的原子结合生成“融洽和谐”（稳定）的物质。
亚里士多德还指出，四元素“存在一种本质”，这一点也值得我们关注，后来的德谟克利特（Democritus）正是对这种本质进行了思考和探究之后，提出了最早的“原子说”。原子这一名词本身就包含了很多信息，它源自希腊语“atomos”，意为“不可再分”，从中可以得知，它是物质最为本质和重要的基本单位。
元素和原子的区别
接下来，我们一起来了解一下元素和原子的区别。尽管在日常生活中很多人会认为这两者的差别并不重要面就此略过，或者将两者混淆使用，但准确地解释元素和原子的含义，说明它们的区别，正是本书的宗旨之一。
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