《化學(xué)的魅力在哪里》以普及化學(xué)科學(xué)、提高公民科學(xué)素養(yǎng)為主旨，以化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為綱，密切聯(lián)系自然界、社會(huì)生產(chǎn)生活和環(huán)境保護(hù)事業(yè)的實(shí)際，引用重要的化學(xué)發(fā)展史料，用七個(gè)主題深入淺出、饒有趣味地幫助讀者系統(tǒng)了解化學(xué)，領(lǐng)略化學(xué)的魅力，提高科學(xué)素養(yǎng)。主要內(nèi)容有：描繪物質(zhì)世界的風(fēng)采、揭示元素的原子結(jié)構(gòu)、剖析分子與晶體結(jié)構(gòu)、探究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律與原理、闡述物質(zhì)
的制造與合成、介紹化學(xué)思想觀念與方法、倡導(dǎo)化學(xué)價(jià)值與科學(xué)精神。
本書面向希望了解、學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的讀者，也是一本適合中學(xué)生閱讀的課外讀物，還可供化學(xué)專業(yè)相關(guān)的高校學(xué)生、中小學(xué)教師參考。
1.本書用七個(gè)主題深入淺出、饒有趣味地幫助讀者系統(tǒng)了解化學(xué)，領(lǐng)略化學(xué)的魅力，提高科學(xué)素養(yǎng)。主要內(nèi)容有：描繪物質(zhì)世界的風(fēng)采、揭示元素的原子結(jié)構(gòu)、剖析分子與晶體結(jié)構(gòu)、探究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律與原理、闡述物質(zhì)的制造與合成、介紹化學(xué)思想觀念與方法、倡導(dǎo)化學(xué)價(jià)值與科學(xué)精神。2.本書系作者近年來對(duì)中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)制定、教材修訂、高考命題等研究的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及心得體會(huì)的基礎(chǔ)上，以中學(xué)化學(xué)的主要教學(xué)內(nèi)容為線索，密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，專門為中小學(xué)生打造的一本化學(xué)課外讀本，開拓學(xué)生視野，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。3.通過化學(xué)家事跡的趣味介紹，讓讀者感悟化學(xué)學(xué)科研究歷程中科學(xué)家的偉大與榜樣的力量，培養(yǎng)崇尚科學(xué)、崇敬科學(xué)家的高尚情操，倡導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)、鉆研的科研精神。
我們生活的世界由各種各樣的物質(zhì)組成。所有的物質(zhì)都是由化學(xué)元素組成的，都在時(shí)時(shí)刻刻地發(fā)生著化學(xué)變化�；瘜W(xué)世界中充滿了無窮的奧妙，隱藏著許多秘密。人們衣食住行的來源、人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力之源，無不與物質(zhì)及其發(fā)生的化學(xué)變化密切相關(guān)。人類在生產(chǎn)生活中，也在不斷探索、認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界。一代代化學(xué)家對(duì)化學(xué)世界的潛心探索與奇思妙想，創(chuàng)建發(fā)展了化學(xué)科學(xué)。
化學(xué)是什么？不同的人從不同視角看待化學(xué)�；瘜W(xué)是煉丹師、煉金術(shù)士、化學(xué)家的魔術(shù)，是制造爆炸、毒物的武器，還是具有巨大創(chuàng)造力、能為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)的科學(xué)？
我國(guó)杰出的化學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士徐光憲，親自撰寫了一篇文章，論述現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)是一門怎樣的科學(xué)，具有什么樣的魅力。他說：化學(xué)是一門承上啟下的中心科學(xué)，化學(xué)與信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學(xué)八大朝陽科學(xué)（sunrise sciences）都有緊密的聯(lián)系、交叉和滲透，化學(xué)又是一門社會(huì)迫切需要的中心科學(xué)，與我們的衣、食、住、行都有非常緊密的聯(lián)系。化學(xué)又為六大技術(shù)（信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)、海洋技術(shù)）提供了必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。
化學(xué)科學(xué)和其他學(xué)科、技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，化學(xué)科學(xué)的實(shí)用性、創(chuàng)造性，決定了它是一門任何人都需要有所了解的學(xué)問，是一門具有非凡魅力的科學(xué)。
每個(gè)人在衣、食、住、行中都必然會(huì)遇到有關(guān)化學(xué)的問題。比如，穿衣，該選擇什么樣的布料；飲食，怎樣吃才健康；住房，該選擇哪種建材和家具……無不涉及化學(xué)知識(shí)。如果要從事科學(xué)研究工作，更免不了要運(yùn)用許多化學(xué)知識(shí)、技能。在信息社會(huì)中，要了解各種知識(shí)（包括化學(xué)知識(shí)）并不難，但是能否正確理解并在實(shí)際情景中運(yùn)用其解決問題，仍然受到人們所具備的科學(xué)素養(yǎng)的制約。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，市場(chǎng)上有各種各樣名目的水，硬水、軟水、自來水、直飲水、天然礦泉水、太空水、純凈水、無離子水、小分子水、中性水……哪種水是適合日常飲用的？眾說紛紜。如果掌握水的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等基礎(chǔ)的知識(shí)，就能幫助你對(duì)各種說法做分析、甄別和判斷。
理解、掌握中學(xué)階段所學(xué)習(xí)的初淺的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，形成化學(xué)科學(xué)看待物質(zhì)世界的基本觀念和方法，了解化學(xué)科學(xué)的價(jià)值，培養(yǎng)崇尚科學(xué)的精神，是提高自身科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)正確價(jià)值觀、形成品格和關(guān)鍵能力所不可或缺的。幫助讀者密切聯(lián)系實(shí)際，在鮮活、有趣的情境中完成這一過程，正是編寫本書的主旨。
本書在編寫過程中參考了許多專家編寫的化學(xué)教科書和化學(xué)科普著作，引用了不少寶貴資料。福建省莆田市教師進(jìn)修學(xué)院化學(xué)教研室組長(zhǎng)、高級(jí)教師曾新庭，江蘇省揚(yáng)州市教育科學(xué)研究院化學(xué)教研室主任、正高級(jí)教師王峰博士，陜西師范大學(xué)化學(xué)系楊承印教授審讀了書稿，提出了寶貴的修改意見。在此向提供寶貴經(jīng)驗(yàn)和資料的專家表達(dá)誠(chéng)摯的謝意！
由于編著者水平所限，書中存在的疏漏之處還希望讀者和專家不吝批評(píng)、指正。
王云生
2021年6月
1揭示物質(zhì)世界本源 描繪物質(zhì)世界風(fēng)采
1.1揭示物質(zhì)的本源 003
1.1.1物質(zhì)由化學(xué)元素構(gòu)成 004
1.1.2認(rèn)識(shí)化學(xué)元素家族 006
1.2探究元素的原子結(jié)構(gòu) 008
1.2.1原子結(jié)構(gòu)模型 008
1.2.2原子、離子和分子 011
1.2.3有多少種原子 012
1.3發(fā)現(xiàn)物質(zhì)形態(tài)的多樣性 015
1.4認(rèn)識(shí)奇異的納米材料 019
1.4.1納米顆粒與納米材料 020
1.4.2納米材料的奇異性質(zhì) 020
1.5探究奇妙的同素異形現(xiàn)象 022
1.5.1碳的同素異形體 023
1.5.2錫的同素異形體 024
1.6給種類繁多的物質(zhì)分類 025
1.6.1無機(jī)物與有機(jī)物 026
1.6.2常見的物質(zhì)分類系統(tǒng) 027
1.6.3認(rèn)識(shí)物質(zhì)類別與性質(zhì)的重要性 029
閱讀本章后，你知道了什么？ 031
2探索微觀結(jié)構(gòu)奧秘 闡述微粒作用本質(zhì)
2.1物質(zhì)間存在哪些作用力 034
2.2微觀粒子間的作用力來自哪里 035
2.2.1微觀粒子的二象性 035
2.2.2原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 036
2.2.3核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)元素性質(zhì)的影響 039
2.3微粒怎樣結(jié)合成宏觀物質(zhì) 040
2.3.1離子化合物中陰陽離子的相互作用 040
2.3.2金屬單質(zhì)中原子的相互作用 041
2.3.3分子中原子是怎樣相互結(jié)合的 042
2.3.4物質(zhì)分子間的相互作用 047
2.3.5奇妙的氫鍵 050
2.4什么是超分子 052
閱讀本章后，你知道了什么？ 055
3窺探分子結(jié)構(gòu)奧秘 剖析常見晶體結(jié)構(gòu)
3.1認(rèn)識(shí)分子的空間結(jié)構(gòu) 057
3.2了解晶體結(jié)構(gòu)的奧秘 059
3.2.1離子晶體 060
3.2.2分子晶體 062
3.2.3共價(jià)晶體 063
3.2.4金屬晶體 065
3.3有機(jī)化合物種類繁多的秘密 067
3.3.1有機(jī)化合物分子中碳的成鍵方式 067
3.3.2苯分子結(jié)構(gòu)的研究 069
3.3.3有機(jī)化合物分子中的官能團(tuán) 072
3.3.4有機(jī)化合物的分類 073
3.4不可忽視的同分異構(gòu)現(xiàn)象 076
3.4.1同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體 076
3.4.2識(shí)別同分異構(gòu)體的重要性 081
3.5物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì) 082
閱讀本章后，你知道了什么？ 083
4洞察化學(xué)變化特征 分析物質(zhì)變化類型
4.1什么是化學(xué)變化的本質(zhì)特征 087
4.1.1化學(xué)變化的本質(zhì) 087
4.1.2化學(xué)變化中的質(zhì)變與量變 089
4.1.3化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)化 089
4.2怎樣給變化多端的化學(xué)反應(yīng)分類 092
4.2.1常見的幾種化學(xué)反應(yīng)類型 093
4.2.2化學(xué)反應(yīng)無處不在 100
4.3科學(xué)家怎樣研究化學(xué)反應(yīng) 105
4.3.1化學(xué)研究需要科學(xué)的方法 105
4.3.2觀察和實(shí)驗(yàn) 107
4.3.3科學(xué)探究 109
閱讀本章后，你知道了什么？ 112
5探究化學(xué)反應(yīng)原理 發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律
5.1化學(xué)反應(yīng)是有方向的 116
5.1.1化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)體系能量的變化 116
5.1.2化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)體系混亂度的變化 118
5.1.3化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù) 119
5.2化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 121
5.2.1化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 122
5.2.2化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 123
5.3化學(xué)反應(yīng)快慢不同的原因 125
5.3.1化學(xué)反應(yīng)速率 125
5.3.2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 127
5.3.3化學(xué)反應(yīng)的催化劑 129
5.3.4奇異的酶 132
5.4化學(xué)反應(yīng)存在平衡狀態(tài) 134
閱讀本章后，你知道了什么？ 136
6引領(lǐng)自然資源開發(fā) 創(chuàng)造新的物質(zhì)世界
6.1化學(xué)科學(xué)的魅力在于創(chuàng)造 138
6.2引領(lǐng)自然資源的開發(fā)與利用 141
6.2.1物質(zhì)制造合成的途徑 141
6.2.2金屬資源的開發(fā)利用 142
6.2.3無機(jī)非金屬材料的研發(fā) 145
6.2.4有機(jī)高分子化合物的合成 147
6.3化學(xué)家要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)新的物質(zhì)世界 150
6.3.1生物大分子的合成 151
6.3.2操縱原子、分子制造物質(zhì) 153
6.3.3分子識(shí)別與自組裝 154
6.3.4走綠色化學(xué)合成之路 155
閱讀本章后，你知道了什么? 157
7展現(xiàn)化學(xué)科學(xué)價(jià)值 弘揚(yáng)科學(xué)研究精神
7.1化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)和合成 159
7.1.1元素概念的形成 159
7.1.2元素的發(fā)現(xiàn) 161
7.1.3元素周期律的發(fā)現(xiàn) 162
7.2食鹽應(yīng)用的開發(fā)拓展 164
7.2.1食鹽是調(diào)味品 165
7.2.2食鹽是重要的化工原料 167
7.2.3食鹽電解產(chǎn)品鈉和氯氣的應(yīng)用價(jià)值 170
7.3阿司匹林的研發(fā)和使用 173
7.3.1水楊酸的來源與應(yīng)用 174
7.3.2阿司匹林的研制、合成與修飾 175
7.4銘記化學(xué)家們的貢獻(xiàn) 177
7.4.1近代化學(xué)的奠基人羅伯特·波義耳 178
7.4.2現(xiàn)代化學(xué)之父拉瓦錫 180
7.4.3近代原子論的提出者道爾頓 182
7.4.4分子假說的提出者阿伏加德羅 183
7.4.5發(fā)表元素周期表的化學(xué)家門捷列夫 185
7.4.6化學(xué)工程技術(shù)專家勒夏特列 186
7.4.7一個(gè)傳奇而偉大的化學(xué)家、發(fā)明家諾貝爾 186
7.4.8對(duì)分子原子結(jié)構(gòu)研究貢獻(xiàn)突出的科學(xué)家凱庫(kù)勒、范特霍夫、盧瑟福、玻爾、鮑林 187
閱讀本章后，你知道了什么? 191
參考文獻(xiàn) 193
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