《化學的魅力在哪里》以普及化學科學、提高公民科學素養(yǎng)為主旨，以化學基礎(chǔ)知識為綱，密切聯(lián)系自然界、社會生產(chǎn)生活和環(huán)境保護事業(yè)的實際，引用重要的化學發(fā)展史料，用七個主題深入淺出、饒有趣味地幫助讀者系統(tǒng)了解化學，領(lǐng)略化學的魅力，提高科學素養(yǎng)。主要內(nèi)容有：描繪物質(zhì)世界的風采、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、介紹化學思想觀念與方法、倡導化學價值與科學精神。
本書面向希望了解、學習化學科學基礎(chǔ)知識的讀者，也是一本適合中學生閱讀的課外讀物，還可供化學專業(yè)相關(guān)的高校學生、中小學教師參考。
1.本書用七個主題深入淺出、饒有趣味地幫助讀者系統(tǒng)了解化學，領(lǐng)略化學的魅力，提高科學素養(yǎng)。主要內(nèi)容有：描繪物質(zhì)世界的風采、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、介紹化學思想觀念與方法、倡導化學價值與科學精神。2.本書系作者近年來對中學化學課程標準制定、教材修訂、高考命題等研究的實踐經(jīng)驗以及心得體會的基礎(chǔ)上，以中學化學的主要教學內(nèi)容為線索，密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，專門為中小學生打造的一本化學課外讀本，開拓學生視野，激發(fā)化學學習的興趣。3.通過化學家事跡的趣味介紹，讓讀者感悟化學學科研究歷程中科學家的偉大與榜樣的力量，培養(yǎng)崇尚科學、崇敬科學家的高尚情操，倡導嚴謹、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)都是由化學元素組成的，都在時時刻刻地發(fā)生著化學變化�；瘜W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、人類社會發(fā)展的動力之源，無不與物質(zhì)及其發(fā)生的化學變化密切相關(guān)。人類在生產(chǎn)生活中，也在不斷探索、認識物質(zhì)世界。一代代化學家對化學世界的潛心探索與奇思妙想，創(chuàng)建發(fā)展了化學科學。
化學是什么？不同的人從不同視角看待化學�；瘜W是煉丹師、煉金術(shù)士、化學家的魔術(shù)，是制造爆炸、毒物的武器，還是具有巨大創(chuàng)造力、能為人類社會可持續(xù)發(fā)展做貢獻的科學？
我國杰出的化學家、中國科學院院士徐光憲，親自撰寫了一篇文章，論述現(xiàn)代化學科學是一門怎樣的科學，具有什么樣的魅力。他說：化學是一門承上啟下的中心科學，化學與信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學八大朝陽科學（sunrise sciences）都有緊密的聯(lián)系、交叉和滲透，化學又是一門社會迫切需要的中心科學，與我們的衣、食、住、行都有非常緊密的聯(lián)系�；瘜W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)。
化學科學和其他學科、技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，化學科學的實用性、創(chuàng)造性，決定了它是一門任何人都需要有所了解的學問，是一門具有非凡魅力的科學。
每個人在衣、食、住、行中都必然會遇到有關(guān)化學的問題。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……無不涉及化學知識。如果要從事科學研究工作，更免不了要運用許多化學知識、技能。在信息社會中，要了解各種知識（包括化學知識）并不難，但是能否正確理解并在實際情景中運用其解決問題，仍然受到人們所具備的科學素養(yǎng)的制約。舉個簡單的例子，市場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，就能幫助你對各種說法做分析、甄別和判斷。
理解、掌握中學階段所學習的初淺的化學基礎(chǔ)知識和基本技能，形成化學科學看待物質(zhì)世界的基本觀念和方法，了解化學科學的價值，培養(yǎng)崇尚科學的精神，是提高自身科學素養(yǎng)、培養(yǎng)正確價值觀、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教科書和化學科普著作，引用了不少寶貴資料。福建省莆田市教師進修學院化學教研室組長、高級教師曾新庭，江蘇省揚州市教育科學研究院化學教研室主任、正高級教師王峰博士，陜西師范大學化學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)驗和資料的專家表達誠摯的謝意！
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、指正。
王云生
2021年6月
1揭示物質(zhì)世界本源 描繪物質(zhì)世界風采
1.1揭示物質(zhì)的本源 003
1.1.1物質(zhì)由化學元素構(gòu)成 004
1.1.2認識化學元素家族 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認識奇異的納米材料 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無機物與有機物 026
1.6.2常見的物質(zhì)分類系統(tǒng) 027
1.6.3認識物質(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原子核外電子的運動狀態(tài) 036
2.2.3核外電子運動狀態(tài)對元素性質(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認識分子的空間結(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共價晶體 063
3.2.4金屬晶體 065
3.3有機化合物種類繁多的秘密 067
3.3.1有機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有機化合物分子中的官能團 072
3.3.4有機化合物的分類 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
4洞察化學變化特征 分析物質(zhì)變化類型
4.1什么是化學變化的本質(zhì)特征 087
4.1.1化學變化的本質(zhì) 087
4.1.2化學變化中的質(zhì)變與量變 089
4.1.3化學變化中的能量轉(zhuǎn)化 089
4.2怎樣給變化多端的化學反應(yīng)分類 092
4.2.1常見的幾種化學反應(yīng)類型 093
4.2.2化學反應(yīng)無處不在 100
4.3科學家怎樣研究化學反應(yīng) 105
4.3.1化學研究需要科學的方法 105
4.3.2觀察和實驗 107
4.3.3科學探究 109
閱讀本章后，你知道了什么？ 112
5探究化學反應(yīng)原理 發(fā)現(xiàn)化學反應(yīng)規(guī)律
5.1化學反應(yīng)是有方向的 116
5.1.1化學反應(yīng)中反應(yīng)體系能量的變化 116
5.1.2化學反應(yīng)中反應(yīng)體系混亂度的變化 118
5.1.3化學反應(yīng)方向的判據(jù) 119
5.2化學反應(yīng)伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 121
5.2.1化學反應(yīng)的熱效應(yīng) 122
5.2.2化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化 123
5.3化學反應(yīng)快慢不同的原因 125
5.3.1化學反應(yīng)速率 125
5.3.2影響化學反應(yīng)速率的因素 127
5.3.3化學反應(yīng)的催化劑 129
5.3.4奇異的酶 132
5.4化學反應(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化學科學的魅力在于創(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無機非金屬材料的研發(fā) 145
6.2.4有機高分子化合物的合成 147
6.3化學家要創(chuàng)造一個新的物質(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分子識別與自組裝 154
6.3.4走綠色化學合成之路 155
閱讀本章后，你知道了什么? 157
7展現(xiàn)化學科學價值 弘揚科學研究精神
7.1化學元素的發(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銘記化學家們的貢獻 177
7.4.1近代化學的奠基人羅伯特·波義耳 178
7.4.2現(xiàn)代化學之父拉瓦錫 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家門捷列夫 185
7.4.6化學工程技術(shù)專家勒夏特列 186
7.4.7一個傳奇而偉大的化學家、發(fā)明家諾貝爾 186
7.4.8對分子原子結(jié)構(gòu)研究貢獻突出的科學家凱庫勒、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 193
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