《魔幻的化学/物质构成的化学》由徐东梅编著，利用化学可以保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。运用化学知识来分析和解决社会问题，如能源问题、粮食问题、环境问题、资源与可持续发展等问题，往往能另辟路径，柳暗花明。学习化学可以引起人们的好奇心和探索的欲望，激发人类了解自然的愿望，进而掌握各种提高生产力和改善人类生活的化学工具。

《魔幻的化学/物质构成的化学》由徐东梅编著，自古以来，人类就一直在研究关于物质构成的一门科学——化学。古希腊人亚里士多德是第一位尝试解释世界物质构成的科学先驱。他认为，地球上的物质都是由四种基本物质构成的：土、水、空气和火。今天我们认识到，世界上存在着112种不同的元素，正是这些构成了我们的宇宙，其中包含了行星和恒星，当然也有我们的地球。《魔幻的化学/物质构成的化学》为广大青少年读者介绍了有关化学的入门知识。

奇妙多样的无机物质

成分复杂的空气

最轻与最重的气体

无色无味的二氧化碳

臭氧的两面性

“笑气”一氧化二氮

泉水治病的奥秘

天壤之别的两兄弟

极大推动人类发展的铁

不可小觑的铝

“大地女神之子”钛

月亮般的金属——银

“孪生兄弟”铌与钽

珍贵的稀散金属

稀土十七姊妹

颠覆传统观念的人造元素

神通广大的合成材料

“塑料王”聚四氟乙烯

不会寄存病毒的抗菌纤维

奇妙的调温纤维和变色纤维

高分子吸水剂

“弹性之王”橡胶

羊毛不出在羊身上

无迹可寻的隐形材料

“防弹新秀”凯芙拉

不会生病的人造器官

万能的人造血

奇迹的缔造者——玻璃

不锈的金属

记住自己模样的合金

“永不凋谢的材料之花”陶瓷

生产生活中的化学

化学元素与生命

人工降雨

会自行变色的壁画

锅中的奥秘

硝酸银与摄影

甜味的“油”

饮水中的化学道理

海洋中的丰富化学元素

前景广阔的河口化学

令人恐怖的化学武器

形形色色的化学武器

“毒气之王”芥子气

非致命性武器催泪弹

让人打喷嚏不止的亚当氏剂

毒杀力惊人的氢氰酸

坦克不能承受之“软”

空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开空气。大气层可以使地球上的温度保持相对稳定，如果没有大气层，白天温度会很高，而夜间温度会很低。大气层可以吸收来自太阳的紫外线，保护地球上的生物免受伤害。大气层可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球，阻止陨石撞击地球，因为陨石与大气摩擦时既可以减速又可以燃烧。风、云、雨、雪的形成都离不开大气。声音的传播也要利用空气。降落伞、减速伞和飞机也都利用了空气的作用力。一些机器要利用压缩空气进行工作等。

空气是人们赖以生存的必要因素。可是，空气是什么？它是由什么组成的呢？

在远古时代，空气曾被人们认为是简单的物质，直到1669年梅猷根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。德国的史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论，就是“燃素学说”。他认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，他认为，燃烧失去燃素现象，即：蜡烛一燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二，金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。

1771年，在瑞典的一个药房里，药剂师卡尔·杜勒做了一个有趣的实验。他从水里夹出了一块儿橡皮似的黄磷，扔进一个空瓶子。黄磷是个脾气暴躁的家伙，它凭空也会“发火”——在空气中会自燃。杜勒把黄磷扔进空瓶子之后，立即用玻璃片盖上瓶口，黄磷燃烧起来了，射出白得炫目的光芒，瓶里弥漫着白色的浓烟。因为杜勒把瓶子盖死了，所以，黄磷虽然在一开始烧得挺猛烈，但是没一会儿就熄灭了。当杜勒把瓶子倒放到水里，移开玻璃片时，水就会自动跑上来，而且总是跑进约l/5的地方。杜勒感到很奇怪，他想：瓶里剩下来的气体是什么呢？当他再把黄磷放进时，黄磷不再“发火”啦。他小心翼翼地把一只小老鼠放进瓶子里，只见它拼命地挣扎，不一会儿就死掉了。这件事引起了法国化学家拉瓦锡的注意。1774年，拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，把少量汞放在密闭容器中加热12天，发现部分汞变成红色粉末，同时，空气体积减少了1/5左右。通过对剩余气体的研究，他发现这部分气体不能供给呼吸，也不助燃，他误认为这全部是氮气。

拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器中再加热，得到汞和氧气，且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器，所得气体和空气性质完全相同。

通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气占其中的1/5。他把剩下的4/5气体叫作氮气。氧气能助燃，氮气不能助燃。19世纪前，人们认为空气中仅有氮气与氧气，后来陆续发现了一些稀有气体。目前，人们已能精确测量空气成分。根据测定，证明干燥空气中(按体积比例计算)：氧气约占21％，氮气约占78％，稀有气体约占0.94％，二氧化碳约占0.03％，其他杂质约占0.03％。因此构成地球周围大气的气体——空气是无色，无味，主要成分是氮气和氧气，还有极少量的氡、氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体和水蒸气、二氧化碳和尘埃等的混合物。

空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。

空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。

空气包裹在地球的外面，厚度达到数千千米，这一层厚厚的空气被称为大气层。按照空气的组成及性质，人们把大气层分为几个不同的层，从下到上有对流层、平流层(同温层)、热层、电离层、外层，共5层。我们生活在最下面的一层(即对流层)中。在同温层，空气要稀薄得多，这里有一种叫作“臭氧”的气体，它可以吸收太阳光中有害的紫外线。电离层有一层被称为离子的带电微粒。电离层的作用非常重要，它可以将无线电波反射到世界各地。若不考虑水蒸气、二氧化碳和各种碳氢化合物，则地面至100千米高度的空气平均组成保持恒定值，100千米以上25千米高空臭氧的含量有所增加。在更高的高空，空气的组成随高度而变，且明显地同每天的时间及太阳活动有关。

空气看不见，摸不着，但并非没有重量。由于空气存在重量，大气层中的空气始终给我们以压力，这种压力被称为大气压。我们人体每平方厘米上大约要承受1千克的重量，因为我们体内也有空气，这种压力体内外相等，所以，大气的压力才不会将我们压垮。

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化学，顾名思义就是“变化的科学”。在化学的世界里，各种物质常常会发生令人惊奇的奇妙变化。翻开本书，带你走进一个不可思议的化学世界：

金刚石和石墨都是碳的单质，是同素异形体。由于二者的化学结构不同，导致它们的性能有着天壤之别。前者是硬度之王，后者则滑腻柔软。

白如雪、轻如云、暖如棉、柔如绒，吸水性和手感与棉花相似的“合成棉花”，是由化学家们像魔术师变戏法一样用石头做原料“变”来的。

“凯芙拉”由多种化学物质融合而成，不仅坚韧耐磨，而且刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。

纺织品因受微生物侵蚀而造成的危害是显而易见的，于是人们用化学的方法合成了一种不会寄存病毒的抗菌纤维。

有一种材料可以在几分钟内吸收相当于自身重量几百倍乃至上千倍的水，也可吸收相当自身重量几十倍的电解质水溶液、尿、血液等，这种神奇的材料就是高分子吸水剂。

造成人类死亡的病因，往往只是某一器官或某一部分组织患病，医生就用其他人的器官给病人做移植手术。但随着这方面病人的增多，这种做法已不能满足需要了，人们便很自然地想到用化学合成的人造器官来代替人体器官。

输血之前必须进行验血，一些危重病人常常因为没有足够的时间和必需的设备无法输血而死亡。而且血库里的血都是从身体健康的人身上取来的，极其有限。为了使病人及时得到输血，科学家们开发出了“万能”的人造血。

俗话说：“天有不测风云。”然而，随着科学技术的不断发展，这种观点已成为过去。几千年来人类“播云行雨”的愿望，如今已成为现实，使人类摆脱靠天吃饭的命运。

英国的一位建筑师在给外墙面粉刷的水泥中加了一些二氯化钴，别出心裁地将变色原理和色彩原理结合，创作了一幅“季节”随天气变化的风景画，令人叹为观止。

催泪气体在低浓度下，可使人眼睛受刺激，不断流泪，难以睁开眼睛，于是催泪弹作为一种非杀伤性的化学武器，被世界各国警察使用，广泛用作在暴乱场合以驱散示威者。  大家一定都领受过感冒时打喷嚏的那种难受劲儿，在战场上要是让你连续不断地打喷嚏，那仗肯定没法打。化学家们通过人工方法合成了一种能使人不停地打喷嚏的毒剂，这种毒剂就是亚当氏剂。

利用特异性能的化学物质破坏坦克、战斗车辆的视瞄器材、电子设备、发动机以及操作人员的生理功能，使其丧失战斗力。如果说常规的反坦克武器是“以硬对硬”，那么这种化学物质反坦克武器就是以“软”制硬。

这些令人惊叹的、不可思议的奇迹，都是由自然科学中的“魔术师”——化学创造出来的。

总之，利用化学可以保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。运用化学知识来分析和解决社会问题，如能源问题、粮食问题、环境问题、资源与可持续发展等问题，往往能另辟路径，柳暗花明。学习化学可以引起人们的好奇心和探索的欲望，激发人类了解自然的愿望，进而掌握各种提高生产力和改善人类生活的化学工具。