埃里克·塞利主编的《神奇的化学元素/30秒探索》包含50个基本的化学元素，涵盖我们日常生活中经常碰到的，如铁、铝、钙、呼吸的氧和水中的氢，到航天材料钛，以及核能中使用的钚和铀，从日常牛活到尖端科技，在短短的30秒内讲述每一种元素和背后的故事，用朴素的语言来解释复杂的化学，带领读者走进我们熟悉而又陌生的元素的世界。

埃里克·塞利，在加州大学洛杉矶分 校（UCLA）教授化学与历史、科 学哲学，在化学、化学教育以及历 史等领域发表了150多篇研究著作 或杂志文章，是期刊《化学基础》 （Foundations of Chemistry ）的 创办人和主编。

元素是生命的基石，但你平常吃饭的时候会讨论元素周期表吗？是哪种元素物质实现了“蓝光技术”？你知道可以利用锑、砷和铝来照亮酒吧的元素知识吗？

埃里克·塞利主编的《神奇的化学元素/30秒探索》将呈现给你元素及化学知识基础，并将50个极为重要的化学元素简化到一幅图、两页纸、三四百字，在半分钟内向你进行讲解。本书分为七个部分，包括118个元素的知识和元素之间关系的细节展示，以及那些求解元素知识奥秘和解锁生命本质的科学家传记。丰富的图示图例，会让你发现化学元素真的充满魔力。

译者序

前言

碱金属及碱土金属

 术语和元素

 钠

 钾

 钫

 人物传略：德米特里·门捷列夫

 镁

 钙

 镭

稀土元素

 术语和元素

 钷

 铕

 钆

 镤

 铀

 人物传略：格伦·西奥多·西博格

 钚

卤素和稀有气体

 术语和元素

 氟

 氯

 碘

 砹

 人物传略：威廉·拉姆齐

 氦

 氖

 氩

过渡金属

 术语和元素

 铬

 铁

 铜

 锝

 人物传略：埃米利奥·塞格雷

 银

 铪

 铼

 金

 汞

 鎶

准金属

 术语和元素

 硼

 硅

 锗

 砷

 锑

 碲

 人物传略：玛丽·居里

 钋

其他金属

 术语和元素

 铝

 镓

 人物传略：保罗-埃米尔·勒科 克·德·布瓦博德朗

 铟

 锡

 铊

 铅

非金属

 术语和元素

 氢

 碳

 氮

 氧

 磷

 硫

 人物传略：佩卡·皮克

 鈇

 Uus

作者简介

参考资料

词汇表

前言

埃里克·塞利人们对于元素和元素周期表从未有过如此巨大的兴趣。当然，我们在中学化学中或多或少地都会接触到一些关于元素周期表的知识。每个人都记得的挂在化学实验室或者教室里的图表，图表的很多部分都是要求我们强制性记忆的。周期表详细地化分了所有的已知元素，即那些构成整个地球的最基本的元素。事实上据我们所知，这些也是组成整个宇宙的最基本元素。但是，也许我们在当时并没有像今天这样毫无怀疑地认为元素周期表是有史以来最重要的科学发现之一，同样也是我们今天所应用到的化学知识的基础。其核心思想看似简单，即其中元素顺序的排列是以原子质量的递增为基准，而且每一个列入的元素通常会与其先前的一个元素保持相似的化学和物理性质。在元素周期表中，这种现象并不只是偶尔发生，除了处于周期表前排的极少数元素（由于缺少临近元素和相对应的相对原子质量），其他元素都保持以上的规律。由于这种行为的原因，元素的线性序列可以被设定成一个二维网格或“表格”，就像日历显示月份和日期一样。以这种方式，看似有着巨大差异性的各种元素被整合在一个连贯而且具有相关性的表格之中。当然，我们现在通常使用原子序数（也就是所谓的质子数）来排列各类元素。不过虽然这种排列方式已经解决了所谓的“成对反转”的技术问题，但它并没有改变周期表的主要表现样式。俄国化学家门捷列夫和其他一些化学家都发现了周期系统的规律，但是缺乏相应的解释，也没有给出明确的原因来阐述为什么元素会以这种方式排列。但是事实上既然所有元素可以成功地容纳到这样一个有序的系统中，这就似乎暗示着元素之间拥有更深层次的关系。　　门捷列夫能够使用周期表来预测一些以前从未发现的元素的存在。在约15年间，他提出的三个最著名的预言都成为事实，镓、钪和锗的发现进一步强化了上述概念，即在周期系统内元素之间存在着相关性。大约在19世纪与20世纪之交，许多物理学家，包括J.J. 汤姆逊、尼尔斯·玻尔和沃尔夫冈·泡利，试图着手了解元素周期系统运作的原理。英国物理学家汤姆逊（即电子的发现者），是最早指出电子在原子之中以特定方式排列的科学家之一，这种排列方式即我们现在称为的电子组态。丹麦物理学家尼尔斯·玻尔进一步阐明了组态的概念，并指出了在解释元素为什么有重复现象时的重点关注事项，即为什么特定元素在元素周期表中会被划分在特定的族或垂直的纵行中。玻尔对此的回答是，任何垂直纵行中的元素拥有相同数目的外层电子，这种假设是基于一种新兴的概念，即化学反应是由外层电子驱动的。　　接下来，奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利提出了一个进一步细化的电子组态的概念，即电子拥有一种迄今未知的自由度，这种自由度后来被命名为“旋转”。概括地说，各种试图了解周期系统的尝试极大地促进了量子理论和量子概念的发展，同样的，也为元素周期系统的构建提供了理论基础。这本书将带您踏上一个简短而又易于理解的元素之旅，讲述元素周期表中50种最为人熟知而又极富趣味性的化学元素，其中涉及从软金属——例如金属钠，它可以用小刀切割——到不可思议的液态金属汞，以至毒性气体氯气——世界上最早使用的化学武器。每一种元素会在短短30秒钟内被讲述，由世界权威的元素专家为您带来元素的故事，使用已通过验证的追踪记录方式将复杂的科学世界呈献给您。同时，您还将学习到关于每个元素发现背后的历史故事，这些故事也许是某种元素最早的提取者的，或是被认为的最早的提取者的，因为每种元素在发现的过程中都会出现很多失败的案例或者错误的声明。如果您认为把一个元素的讲述浓缩在30秒钟远远不够的话，那么本书为您提供“3秒钟说明”和“3分钟反应”栏目用来思考和回顾。您会读到关于元素在实际生活中的应用和在历史上的作用，以及是如何被发现的。在某些故事中，您会读到一些元素在最终发现之前科学界对其的争论和它们是如何在粒子加速器中产生的。您将了解到每个元素为什么都有自己独特的“个性”，即使它们的原子性质最终都归结为不同数目的质子、中子和电子的化学性质实质上归因于基本粒子的物理性质，但是有时候这个理由并不能解释一切化学反应。为什么元素会表现出如此显著的个性，而同时在量子力学水平也符合基本的物理定律？同样在多姿多彩的生物王国中，生物的多样性源自于原始物种的衍变和进化。同样，衍变和进化也发生在化学界当中，因此元素的故事也可以从这一层面来讲述。从这个角度来看，元素最早的形式仍然与我们在一起，它就是氢元素。氢元素仍然占据着宇宙当中物质总量的75％以上。所有其他元素都是源自于氢，通过直接或大部分以间接的方式由质量较小的元素聚变而来，因此它们也间接地拥有了氢的根源。部分天体物理合成发生在宇宙大爆炸后不久，而新的元素则继续在恒星和星系中心形成。较重元素，这里指的是任何比铁（原子序数26）元素重的元素，则是在超新星爆炸的极端条件下形成。作为一个用一辈子来研究元素和元素周期表的人，我既惭愧又自豪能够成为本书的主编，能够为这本集娱乐与教育于一体的科普书籍做出自己应有的贡献，带领大家走进人类最好。