The Elements (Oxford Chemistry Guides) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Oxford University Press, USA

作者:John Emsley

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-06-11

价格:USD 44.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780198558187

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 无机化学
• 有机化学
• 物理化学
• 分析化学
• 化学导论
• 牛津大学出版社
• 化学教材
• 元素化学
• 化学参考书

物质的奥秘：化学元素与周期律的探索之旅 我们生活在一个由物质构成的世界，而构成这一切物质的最基本单元，便是那无穷无尽的化学元素。从我们呼吸的空气，到滋养我们的土壤，再到构成我们身体的每一个细胞，元素无处不在，默默地书写着宇宙的语言。本书旨在带领读者踏上一场深入物质世界的奥秘之旅，探索化学元素令人着迷的特性、它们之间奇妙的联系，以及支配这一切的深刻规律。 一、 元素：物质世界的基石 化学元素是构成所有物质的原子层面的基本单元，它们不可被化学方法再分解为更简单的物质。每一个元素都拥有其独一无二的原子结构，其中最关键的特征是原子核中质子的数量，这也被称为原子序数。原子序数决定了一个元素在元素周期表中的位置，也决定了该元素的化学性质。 原子的构成： 每一个原子都由一个带正电荷的原子核和围绕原子核运动的带负电荷的电子组成。原子核又由带正电荷的质子和不带电的中子构成。质子的数量决定了元素的身份，而电子的数量则在大多数情况下等于质子的数量，使得原子整体呈电中性。电子的排布，特别是最外层电子的排布，是决定化学反应的关键。 元素的起源： 如今我们所知的绝大多数元素，都在宇宙大爆炸的早期阶段或恒星内部的核聚变过程中诞生。轻元素如氢和氦是宇宙大爆炸的产物，而更重的元素，如铁、金、铀等，则是在恒星的剧烈爆发（如超新星爆炸）中通过核合成产生的。正是这些元素在宇宙中的扩散，才为行星的形成和生命的出现奠定了物质基础。 元素的分布与丰度： 元素在宇宙和地球上的分布极不均匀。在宇宙中，氢和氦的丰度最高，占比超过98%。在地球上，氧、硅、铝、铁是地壳中最丰富的元素，而氧、碳、氢、氮则是构成生命不可或缺的元素。对元素丰度的理解，不仅帮助我们认识地球的演化，也为资源的勘探和利用提供了重要的依据。 元素的发现与命名： 随着人类科学技术的进步，化学家们不断发现新的元素。这些发现往往伴随着艰辛的实验探索和理论的突破。许多元素的命名都充满了历史的印记，有的以发现者命名，有的以发现地命名，有的则以其特性或神话传说命名，为这些抽象的科学概念增添了人文色彩。 二、 元素周期律：自然界的秩序之美 1869年，俄国化学家门捷列夫发布了他划时代的元素周期表，这一科学成就彻底改变了我们对化学的认知。元素周期律揭示了元素性质的周期性变化规律，将看似杂乱无章的元素世界纳入了一个有序的框架。 周期表的构建： 门捷列夫根据元素的原子量和化学性质，将已知元素排列成网格。他敏锐地注意到，当元素按原子量递增的顺序排列时，其化学性质会呈现出周期性的重复。更具革命性的是，他大胆地预测了一些当时尚未发现的元素的性质，并为它们留下了空白，这些预测后来都被一一证实，充分证明了周期律的科学性。 周期与族： 元素周期表被划分为横向的“周期”和纵向的“族”。同一周期的元素，其原子的最外层电子层数相同，但最外层电子数不同，因此性质也呈现出递变规律。同一族（列）的元素，其原子的最外层电子数通常相同（或具有相似的电子排布模式），因此具有相似的化学性质。例如，碱金属（IA族）都具有极强的反应活性，易失去一个电子形成+1价离子。 元素的分类： 周期表不仅反映了元素的性质，也为我们提供了一种对元素进行分类的直观方式。元素可以根据其金属性质被划分为金属、非金属和类金属。金属通常具有光泽、延展性好、导电导热性强等特点，它们倾向于失去电子。非金属则性质多样，有些是气体，有些是固体，它们倾向于获得电子或与电子共享。类金属则介于金属和非金属之间，兼具两者的部分性质。 周期律的意义： 元素周期律是化学中最基础、最重要的规律之一。它不仅帮助我们理解和预测元素的化学性质，更是化学反应、化合物形成、材料设计等诸多化学领域研究的基石。周期律就像一张地图，指引着化学家探索未知的物质世界。 三、 元素的化学性质：相互作用的艺术 元素之间的相互作用，构成了丰富多彩的化学世界。这些相互作用主要由原子结构，特别是电子的排布决定。 原子结构与电子排布： 电子在原子核外存在于特定的能级和轨道中，其排布遵循一定的规则，如泡利不相容原理、洪特规则等。最外层电子，即价电子，在化学反应中起着至关重要的作用。它们决定了原子结合的方式、形成化学键的类型以及化合物的化学性质。 化学键： 元素原子通过形成化学键来结合，从而形成分子或晶体。主要的化学键类型包括： 离子键： 当一个原子失去电子，另一个原子获得电子时，形成带相反电荷的离子，这些离子通过静电吸引力结合在一起。例如，钠（Na）和氯（Cl）形成氯化钠（NaCl）。 共价键： 当两个原子共享电子对时，形成共价键。这种结合方式是形成许多分子，如水（H₂O）、甲烷（CH₄）等的基础。 金属键： 在金属晶体中，金属原子最外层电子可以自由移动，形成“电子海”，金属离子在其中通过集体性的相互作用结合在一起。 氧化还原反应： 许多化学反应都涉及电子的转移，即氧化还原反应。一个元素失去电子（被氧化）而另一个元素获得电子（被还原）。这些反应在自然界和工业生产中都扮演着极其重要的角色，例如燃烧、呼吸作用、电化学过程等。 酸碱性： 元素的氧化物与水反应可以形成酸或碱，这与它们在周期表中的位置密切相关。金属氧化物通常是碱性氧化物，而非金属氧化物通常是酸性氧化物。酸碱性是理解许多化学反应和过程的关键。 四、 元素在自然界与人类文明中的应用 元素是构成世界万物的基础，它们的性质决定了它们在自然界和人类文明中的广泛应用。 生命科学： 碳、氢、氧、氮、磷、硫是构成生命有机体的六大核心元素，它们构成了蛋白质、核酸、糖类、脂质等生命分子。微量元素如铁、锌、铜、碘等，虽然含量极少，但对维持生命活动至关重要。 材料科学： 元素是制造各种材料的基石。例如，硅是半导体材料的核心，铁是制造钢铁的关键，铝因其轻质高强而广泛应用于航空航天和建筑领域。稀土元素虽然稀少，但在电子、催化、磁性材料等高科技领域具有不可替代的作用。 能源领域： 氢是宇宙中最丰富的元素，被认为是未来的清洁能源。铀和钍等放射性元素是核能的来源。锂、钴、镍等元素则是制造锂离子电池等储能设备的重要组成部分。 医药与健康： 许多元素及其化合物在医药领域发挥着重要作用，如钙对骨骼健康、铁对血液循环、碘对甲状腺功能等。放射性同位素也用于医学成像和癌症治疗。 环境科学： 元素的循环和转化是地球生态系统正常运转的关键。例如，氮循环、碳循环等。了解元素的行为有助于我们理解和解决环境污染问题。 五、 展望：探索无止境 尽管我们对化学元素的认识已经取得了巨大的成就，但人类对物质世界的探索从未停止。新的元素可能仍然存在于宇宙的极端环境中，等待着我们去发现。对已有元素的更深入研究，将为我们带来更多意想不到的应用和科技突破。理解元素之间的复杂相互作用，将帮助我们更好地设计和创造新型材料，解决能源危机，改善人类健康，并最终更深刻地认识我们所处的美妙宇宙。 本书的编写，便是希望能够激发读者对化学元素的好奇心，引导大家走进这个充满逻辑与美妙的科学殿堂，去感受物质世界的奥秘，去体会那支配万物的深刻规律。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆