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| 編輯推薦： |
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2024年度福建省重点出版立项项目，2024年度福建省优秀出版图书项目化学年轻学者、天津大学化学博士带孩子探索神奇的化学世界，助其成为化学小达人！
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| 內容簡介： |
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本书将晦涩难懂的科学知识化为生动有趣的语言，主要讲述了原子、元素、分子、化学反应、空气、水、酸碱盐、有机物、高分子、生物化学、电化学等化学知识。同时，本书配有全彩插图，把许多僵硬的知识点绘制成可爱的拟人化形象。它将带小读者走进神奇的化学世界，为其答疑解惑，助其成为化学小达人！
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| 關於作者： |
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陈明希，化学博士，毕业于天津大学，目前在新加坡科技研究局从事化学合成和半导体新材料的研究工作。作者潜心科研的同时，也热衷于科普，于新媒体平台撰写科普作品逾百万字，曾获“天津市优秀科普工作者”等荣誉。
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| 目錄：
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第一章 走进微观世界
12 原子：构成物质的基本单位
14 从想象原子到操纵原子
16 原子可以再分吗？
18 原子变变变
20 元素：聚在一起的原子大家族
21 分子：原子“手拉手”
23 无处不在的化学反应
第二章 元素周期表
26 7行18列，118种元素
32 门捷列夫与元素周期表
36 新元素是怎么被发现的？
38 最简单的元素——氢
39 地壳中含量最丰富的元素——氧
40 并不稀有的稀有气体元素
42 碳：生命的基础
43 钠：时而暴躁，时而温顺
44 化学武器之殇——氯
46 电动汽车中的稀土元素
50 人体内的常量元素
52 同位素：同种元素的兄弟姐妹
53 放射性元素：危险！
第三章 化学实验室里有什么？
58 奇奇怪怪的瓶瓶罐罐
61 各式各样的实验室标志
62 从酒精灯到本生灯
64 过滤和蒸发结晶
67 烟花颜色为什么这么多？
70 有色物质“跑步”大赛——色谱法
72 AI 机器人走进现代化学实验室
第四章 空气的秘密
76 氧气是如何被发现的？
79 氧气：生命之源
80 发酵：酿酒、制醋、做面包
83 燃烧：一种氧化反应
84 化学家眼中的火焰
87 “懒惰”的氮气
90 合成氨：天使？恶魔？
第五章 什么是水？
96 冰、水、水蒸气
98 常见的三种化学键
100 雪花为何有六个角？
104 冰面为什么是滑的？
106 给水通电，竟然得到两种气体
108 从“荷叶效应”到“蜘蛛丝运水”
第六章 什么是酸、碱、盐？
112 酸和碱
116 酸碱指示剂和pH试纸
119 谁是最强的酸？
122 酸 碱=？
125 五彩斑斓的盐
128 侯式制碱法
第七章 什么是有机物？
134 有机物像天上的星星，数也数不清
136 甲烷：瓦斯、天然气、可燃冰的主要成分都是我！
139 乙烯，让香蕉变黄，让西红柿变红
141 苯环和凯库勒的梦
144 糖：根植在人类基因中的欲望
146 光合作用与人造树叶
148 天才的游戏——神奇的全合成
第八章 什么是高分子？
152 施陶丁格与《论聚合》
154 寻找家里的高分子材料
158 塑料，该爱你还是该恨你？
160 橡胶：弹力无限
162 胶水为何是黏的？
164 果冻，化学家称之为水凝胶
166 光固化树脂与3D打印技术
第九章 什么是生物化学？
170 蛋白质：细胞的建筑师
172 酶与催化
173 人类的基因密码——DNA双螺旋结构
176 DNA是如何复制的？
180 基因测序——生命密码的“翻译机”
182 基因工程——生物改造计划
186 青霉素：人类第一次战胜了细菌
188 屠呦呦与青蒿素
190 药物能消灭病毒吗？
第十章 什么是电化学？
196 什么是电？
197 世界上第一个化学电池
199 电化学反应的本质是什么？
201 常见的5号电池
202 锂离子电池为什么又叫摇椅式电池？
205 能“上天入地”的锂离子电池
207 未来的清洁能源在哪里？
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| 內容試閱：
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什么是化学？
什么是化学？这是一个很抽象的问题。如果说《西游记》中太上老君用炼丹炉炼仙丹是在做化学实验，你会不会觉得有些难以置信？
事实上，化学就源自东方的炼丹术和西方的炼金术。古代的炼丹术士和炼金术士为了追求“长生不老”和“点石成金”，用了数千年时间，做了无数的化学实验，逐渐理解了许多物质之间的变化规律。
那么，化学是如何成为一门科学的呢？18世纪，伟大的化学家拉瓦锡阐述了燃烧的本质，借助天平对化学反应前后的物质进行定量分析，进而提出了化学反应中的质量守恒定律，这成为近代化学发展的开端。另一位伟大的科学家道尔顿随后提出了原子理论，合理地解释了化学变化中的现象和规律，这成为近代化学诞生的标志。
事实上，自从道尔顿提出原子理论，质疑的声音就从未停止。物理学家汤姆孙推翻了“原子不能再分”的假设，提出了“葡萄干布丁模型”。他认为每个原子中都悬浮着带负电的电子，这些电子既像布丁中的葡萄干，也像西瓜中的瓜子（因此也叫“西瓜模型”）。然而，这一修正在量子力学的世界里依旧是错的。科学的发展，就是永远不停地用新理论代替旧理论，一步步质疑和完善的过程。
为什么学化学？
同样，化学也是一门通过反复试错最终发现真理的学科。“化学”一词的英文（Chemistry）拆分开来是“Chem is try”，这似乎从一开始就在告诉我们：化学是一门实验科学，需要反复尝试。这个反复尝试的过程，离不开定性和定量分析、对未知的思考，以及对微观世界的一步步探索。
比如，人类很早就知道，金刚石（又称金刚钻）是最硬的天然物质之一。中国有句俗语叫“没有金刚钻，别揽瓷器活”，意思是如果没有足够的能力去完成某项任务，就不要轻易冒险。这说明工匠很早就知道如何利用金刚钻在瓷器上钻孔。但是，直到近代，科学家才通过化学分析搞清楚金刚石的组成元素是碳。如今，化学家可以将石墨（组成元素也是碳）转化为金刚石。曾经千金难买的钻石，终于走下了神坛，成为被广泛应用的、廉价的玻璃刀的制作材料。
若单从字面解释，“化学”一词的意思是“变化的科学”。作为一门自然科学，化学不仅关注物质的静态特性，如组成、结构和性质，还研究物质的动态变化过程、通过化学变化创造新物质，以及其中的相互作用和能量变化。它和物理就像太极图的阴阳两面，一个热情而奔放，一个冷静且执着。正是在这两者的共同作用下，人类科学才发展到了如今的辉煌地步。
比如：“汽车行驶速度是多少？”“如何驾驶更安全？”似乎都是物理问题；然而，“汽油是如何燃烧的，又是从哪里提炼出来的？”“如何减少尾气排放？”“如果发生碰撞，汽车会不会爆炸？”等等这些问题，又都是化学家说了算。
学好化学能让我们懂得去伪存真，避免上当受骗。生活中，有很多“智商税”都跟没学好化学有关。在我小时候，社会上流传着“滴水成油”的“魔法”：有人声称能够通过一种特殊的液体将水转化成石油。化学让我们理解物质的本质，用事实戳破谎言，让“滴水成油”这类荒谬的言论不再有市场。
现代化学发展到哪里了？
1987年诺贝尔化学奖得主让-马里·莱恩说道：“一个没有化学的世界将没有合成材料，这意味着没有电话、没有电脑、没有电影院、没有合成布料。这也将是一个没有阿司匹林、肥皂、洗发水、牙膏，没有化妆品、纸张（因此也就没有报纸和书籍），没有胶水和油漆的世界。”
现代化学的发展已经涵盖了从微观到宏观、从基础研究到应用技术的各个方面。它不仅推动着科学的进步，也为人类社会的发展提供了强大的支持。它从微观层面揭示了原子如何构成分子以及分子之间的相互作用，从宏观层面带来了新材料的研究与创新、新能源的发展与应用，并寻找更加环保的生产方式，以满足人类社会的需求。
化学的迷人之处在于，拓宽了人类对物质世界的认识，赋予了人类非凡的创造力和合成物质的能力。依靠化学，不仅能够改造原有的物质，而且可以创造出自然界原本没有的物质。人类日益美好的现代生活方式的建立，在很大程度上得益于化学的贡献。可以说，没有化学，便没有现代人类文明。
这本书将按从微观到宏观的顺序，分十个章节系统地介绍化学的基础知识和发展成果。每个章节都会带领大家游览神奇的化学世界，让大家在学习知识的同时，听一听化学家的精彩故事。
第一章 走进微观世界
生活中，当被问及肉眼所及的最小之物时，我们常常会联想到一只忙碌的蚂蚁，或者一根细软的发丝，抑或一粒微小的尘埃。然而，这些看似微小的存在，在微观世界里，却是庞然大物。你是否想过，那些看似不起眼的尘埃颗粒内部又隐藏着怎样的奥秘？
是的，世界上确实存在着比它们还要小得多的东西。那些我们用肉眼无法捕捉的微小粒子就像宇宙中的精灵，静静地存在于我们身边。在这一章里，我们将一起踏上一段奇妙的旅程，走进那个肉眼看不见的微观世界。我们将用科学的眼睛，去探索身边的物质究竟是由什么构成的。那些看似普通的物体，在微观视角下，将会展现出怎样的神奇面貌呢？让我们一同揭开微观世界的神秘面纱，去感受那些微小粒子带来的震撼吧！
原子：构成物质的基本单位
就拿你身边的作业纸来说吧，如果将它无限分割下去，它会变成什么？是什么物质构成了这张纸？经过科学家的研究，我们知道原子是构成物质的基本单位之一（构成物质的基本单位还有分子和离子，接下来会为你详细介绍它们）。原子有多小呢？这么跟你说吧，一张薄薄的A4纸，大约就有50万个原子直径那么厚！用科学上的长度单位来表示，原子的直径一般是0.1～0.5纳米。我们可以做个类比，如果把原子放大到我们拳头的大小，那么我们的拳头就要被放大到地球的大小了。
从想象原子到操纵原子
既然原子这么小，那么科学家是怎么发现它们的呢？早在公元前4世纪，富有想象力的科学家就提出了“所有物质都由微小粒子构成”的观点。1803年，英国科学家道尔顿大胆猜测：所有的东西都是由原子构成的，原子就像搭建玩具城堡的积木。由于这些微观“积木”的大小、形状各异，搭建出来的“城堡”也就完全不同，这就是空气、水、玻璃杯看起来不一样的原因。
遗憾的是，道尔顿并没有亲眼见到原子。直到20世纪30年代，随着电子显微镜的问世，原子才真正呈现在人们的眼前。光学显微镜可以将微观世界放大1 000倍，而电子显微镜是比光学显微镜更强大的“放大镜”，可以将微观世界放大1 000 000倍以上，它使用了一种叫作电子的“魔法眼睛”，让人们能清晰地看到微小的原子。
有趣的是，科学的发展不仅能让我们看到原子，还能让我们“摸”到原子。20世纪80年代，科学家发明了扫描隧道显微镜。它有一只神奇的“手”，“手指”是一根非常细的针，针的尖端甚至只有一个或几个原子大小。用这样的“手指”在物体表面移动，可以“摸”到原子的样子，就像盲人触摸凹凸不平的盲文一样。
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