描述
开 本: 16开纸 张: 轻型纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787536498013
★推荐1.《万物由什么组成》包含118种元素的发现史、用途、制备方法、生物作用和危险性、化学性质，内容丰富，知识面广。内容通俗易懂，非常有趣味性，可作为学校化学课的补充读物。
★推荐2.万物皆化学，书中介绍了化学元素们在人类生活中的应用，让孩子们了解到化学元素并不是一堆生字和科学家才能弄懂的密码，它们实实在在存在于我们的生活中。
★推荐3.书中穿插了很多关于化学元素的小故事，既能拓展课外知识又能享受乐趣。
《万物由什么组成》用生动、易懂、富有吸引力的叙事方式，讲述了我们已知的所有元素背后的故事。了解从宇宙大爆炸中产生的三个元素氢、锂、氦，到维持地球上的生命的氧和碳，还有其他诸如氟、砷、氪、锿的各种各样元素的怪异又奇妙的用处。《万物由什么组成》充满着令人着迷的知识，就算对科学不感兴趣的人也会乐在其中，是给热爱科学的人的完美礼物，也是科学新人的极佳的入门书。
轻的氢 001
很懒很懒的氦 004
汽水中的锂 007
宝石中的铍 011
硼和20只骡子 013
生命的火花——碳 015
“笑气”中的氮 019
维持生命的氧 022
防蛀牙的氟 026
氖与多彩的霓虹灯 029
厨房里的美味——钠 032
植物的好朋友——镁 035
昂贵的铝餐具 038
沙子变成的硅芯片 041
魔鬼元素——磷 044
散发恶臭的硫 048
消毒小能手——氯 050
默默无闻的氩 052
植物的营养液——钾 055
钙让骨骼更健康 058
珍贵的稀土元素——钪 060
加钛更亮白 062
炼钢的好伙伴——钒 064
铬与多彩的油漆颜料 066
古老的黑色涂料——锰 068
形成地球磁场的铁 070
蓝色妖精——钴 072
镍做的小小硬币 074
铜的新时代 076
世界遗产——含锌屋顶 079
恶作剧的镓汤勺 081
传说能治病的锗石窟 083
被称为“继承粉”的砷 085
太多太少都遭罪——硒 088
紫色毒气——溴 090
超人的复仇女神——氪石 092
超级活泼的铷 094
让火焰变红色的锶元素 096
月球带回来的钇元素 098
以假乱真的钻石——锆石 100
过去的灯丝——铌 102
坦克的铠甲——钼钢合金 104
首个“人造”元素——锝 106
金笔尖上的钌 108
环保小能手——铑 110
白色K金——钯 112
命运多变的银 114
画家喜欢的颜料——镉 116
爱“哭”的铟 118
导致灾难的锡 120
化妆“眼影粉”——锑 122
全球稀缺性资源——碲 124
神秘的药物——碘 126
高贵的气体——氙 128
定义“1秒钟”的铯 130
回忆不愉快的钡 132
“镧系元素”大家族 135
关于铪的关键发现 147
钽和偷东西的国王 150
现在的灯丝——钨 152
铼引发的误会 154
硬的纯金属——锇 156
铱和恐龙灭绝的起因 158
结婚钻戒上的铂 161
打捞水底的黄金 163
汞的“名声”之变 165
强的毒药——铊 167
铅和说谎的科学家 169
打造“珠光”的铋 172
放射性谋杀——钋 175
砹和不回国的科学家 177
让人担心的气体——氡 179
性质例外的钫 181
黑夜中发光的镭 183
“锕系元素”大家族之锕 185
“锕系元素”大家族之钍 187
“锕系元素”大家族之镤 189
“锕系元素”大家族之铀 191
“锕系元素”大家族之镎 193
“锕系元素”大家族之钚 194
“人工元素”家族 196
后记 200
“化学天才”门捷列夫
元素周期表是近两百年来变革性的科学发现之一。在19世纪60年代早期，人们信仰原子论，原子论认为元素由原子构成。为了探索和研究这些已知的元素，俄罗斯的天才化学家德米特里·门捷列夫（1834—1907）将这些已知的元素按照一定的规律，排列到一张简单的图表中。就这样，在没有借助任何科学仪器和实验的情况下，仅仅是用了一支笔、一张纸，元素周期表便诞生了。
当时，人们已经知道物质是由元素组成的，并且有62种元素被确认存在，构成这些元素的原子有属于自己的质量数。所谓原子质量数，是指中子数和质子数之和。原子由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子组成，因为核外电子质量非常轻，所以当时在计算原子质量的时候，通常将核外电子质量忽略不计。
门捷列夫把这62种元素按照原子质量数排成了一行。然后他意识到，在这一行里，具有相似性质的元素竟然呈现出一定的周期性。
于是，门捷列夫把这一长行里的化学元素拆分成较短的行，将相似的元素排在同一列的上下位，这就是他提出来的元素周期表的个版本。在这一版本中，左起列的元素包括锂、钠和钾——这三种元素的共同点是在室温（通常是指20℃左右）下呈固态，容易失去光泽，且和水混合时反应剧烈。
后来，门捷列夫发现，元素的这些相似性质总是间隔一段后再出现。他对元素相似性质的周期性进行总结归纳，提出了“周期定律”，这些相似性质包括电负性、电离能、金属特性和反应活性。
1869年，门捷列夫首次发表了元素周期表。随着研究不断地深入，他偶尔会调整阵列，打破一些元素固有的排列顺序，有时还会在周期表里留出一些空白的位置。比如在原始表格中，砷的位置在第4周期第13族，但门捷列夫认为砷的性质与第15族的元素更相似，就把砷移到了第15族，而把那一排第13族和第14族的位置空了出来。
元素镓和锗的发现证实了元素周期表的伟大，因为这两种元素的性质与砷前面预留的空白位置完美契合。在接下来的150年里，氩、硼、氖、钋、氡等越来越多的元素被发现或者合成，每一种元素都在表格中有一个固定的位置。目前元素周期表中共包含118种元素。
尽管门捷列夫根据元素的性质，对元素周期表进行了简单的重排，但是在他的有生之年，元素周期表仍然是按照相对原子质量排序的。直到1913年，亨利·莫斯利才证明了元素排序的潜在依据不应该是相对原子质量，而是“原子序数”。原子序数等于原子中的质子数，质子带正电荷，所以原子序数等于原子核所带的正电荷数。后来，人们又发现原子核外的电子数与质子数相同，这样就使原子整体不带电。莫斯利的研究结果显示，还有更多的未知元素有待探索，因为重新编排的表格中出现了更多的空白。
现在已经证实，原子序数即质子数决定了元素的种类，但是中子的数目也非常重要。因为中子数的不同，使得同种元素又存在着同位素。举个例子，只有一个质子的原子统称为氢原子，自然界的氢元素又以氕、氘、氚三种同位素的形式存在。常见的是氕，氕原子中不含中子，氘原子中含有一个中子，氚原子含有两个中子。它们还有可能合成更多的同位素，如果用氘核轰击氚，就可以生成原子中含有一个质子和三个中子的第四种同位素。这种同位素的性质极不稳定，会迅速衰变成一种天然同位素。
门捷列夫的元素周期表可以预测未被发现的物质，这也让化学家们对原子本身有了更深刻的理解。他们意识到，同周期或者同族元素的相似性取决于原子的内部结构。原子中的电子分层排布，每一层能分布的电子数都是有限的，层多只能排布两个电子，第二层和第三层分别多只能排八个电子。
随着原子序数的增加，核外电子轨道逐渐被电子排满，元素周期表中同一族的元素外层电子数相同（价数相同）。核外电子的数量和排列决定了原子的化学性质，在化学反应中，原子得失电子并重组形成不同的分子。外层电子数饱和的元素，如氦、氖和氩等，性质稳定，不太容易与其他物质发生反应；外层电子数不饱和的元素，化学性质更活泼。
另外需要注意的是，即使是相同数量的电子，如果排布方式不同，也会导致原子之间键合方式的差别。比如，金刚石、无烟煤和石墨，是碳的三种同素异形体，它们都由碳原子构成，但因为原子间的键合方式不同，导致性质截然不同。
目前为止，我们对宇宙的认识，都是以门捷列夫的元素周期表为基础的。元素周期表如同一把重要的钥匙，带领我们解锁奇妙的微观世界。元素周期表的诞生与发展，都是基于原子论的发展和完善才得以实现的。
原子论在19世纪获得了广泛的认可，它的提出者——约翰·道尔顿作为一名业余科学家，简直就是个天才。他常常是一个反对者，所以被英国的大多数高校拒之门外，之后在盲人哲学家约翰·高夫那里接受了学习。因为经济原因，道尔顿不得不离开激进的曼彻斯特“新学院”，但是他没有放弃实验研究，并在天气预报、气体运动、色盲等领域做出了巨大贡献。
道尔顿一生中重要的贡献无疑是原子论。在探索元素之间可预测和有规律的结合方式（例如，构建化合物的各种元素的确定比例）的过程中，道尔顿首次提出了“原子量”的概念。1810年，他确定了氢、氧、氮、碳、硫和磷的原子量。
道尔顿的这一发现——每种特定的单个原子的质量都是固定的，为随后几十年的化学发展奠定了基础，并衍生出了门捷列夫的元素周期表。
现在，我们已经对原子论和元素周期表的发展及重要性有了一定的了解，接下来让我们按照原子序数，跟随已知的118种元素进行一次不可思议的化学之旅吧。
蜡烛为什么会燃烧？为什么火焰是黄色的？这些问题让还是孩子时的我感到化学非常有趣。如果产生了兴趣就会一直保持关注而且越来越擅长。
——吉野彰（2019诺贝尔化学奖获得者）
构成物质世界基本的化学元素是变化而来并将变化而去的。因此，学习化学有利于我们接受变化和“无常”的观念，加深对世界和人生的理解，去除“我执”，适应不断变化着的环境。
——周其凤（高分子化学家、教育家）
化学元素是宇宙万物之本，更是地球大千世界的物质基础。研究化工史、研究化学史都有必要从研究化学元素开始。
——叶铁林（中国化工学会无机酸碱盐专业委员会顾问，科普作家）
化学既是实验科学，也是在原子分子水平上研究物质世界的学问，作为学生化学的启蒙者，必须引导学生深入微观世界中去。
——王笃年（北京十一学校化学教师，北京特级教师）
很懒很懒的氦
早期的宇宙中除了氢以外基本上都是氦，尽管氢和氦是两种非常轻的元素，但它们在宇宙中的含量（质量比例）高达98%。
氦在地球上并不常见，直到1895年我们才证实了它的存在。作为一种惰性气体元素，氦的反应活性在所有元素中排倒数第二。与氢不同的是，氦没有普遍存在于化合物中。像氢气一样，氦气比空气轻，所以很容易逃离地球大气层。另外，氦是地下天然气的一部分，它通常在放射性元素的衰变过程中形成。比如，钍和铀元素的衰变过程中就会形成氦。
氦在太阳中的含量为24%，当太阳内部温度上升至临界温度时，氢核经过核聚变反应形成了氦，这个过程中会产生巨大的能量。对于我们未来的能源需求，这可能是一个用之不竭且更加环保的解决方案，但是，在地球上重建核聚变产生的危害极有可能导致人类灭亡。
我们可以利用分光镜来鉴别元素的种类。不同的元素在燃烧时会产生不同颜色的火焰，火焰发出的光透过分光镜会被分割成一系列彩色线条，而非连续光谱，如同元素的“指纹”。
在1868年的日食期间，两个相距甚远的天文学家——法国的朱尔斯·詹森和英国的诺尔曼·诺克耶，分别在太阳光谱里发现了一些明显的线条，这些线条与任何元素的线条都不匹配。诺克耶认为这是一种未被发现的元素，并以希腊太阳神Helios（赫利俄斯）的名字将其命名为helium（氦）。名字以“-ium”结尾表明他当时误以为这是一种金属，这也让氦成为现在一个名字以“-ium”结尾的非金属元素。
在随后的几十年里，却没有进一步的证据表明氦的存在。直到1895年，化学家威廉·拉姆齐发现一大块铀经过酸处理后释放出了氦气，这才证实了诺克耶初的发现。氦在岩石内部形成，但是当岩石表面与酸发生反应导致岩石溶解时，氦气就会释放出来。
米老鼠效应
潜水员在潜水时一般用的是压缩空气，使用压缩空气潜水的极限深度是60米，超了就会发生氮麻醉。所以，从1919年开始，美国海军便尝试使用含氦的混合气体来解决深海潜水员的氮麻醉问题。但是，吸入氦气的潜水员的嗓音会变得尖细，就像是米老鼠在说话。这是由于声波在氦气中的传播速度比在空气中要快。有文献记载，在1925年的一次实验中，潜水员吸入氦气和氧气的混合气体后会发出奇怪的吱吱声，连交流都变得困难。不久，氦的生产和使用变得更为广泛，比如，它常常被用来填充深受孩子们喜欢的派对气球。
氦气的沸点是所有物质中的，它可以用来过冷其他物质。过冷是指降低物质温度使其达到凝固点以下而不凝固的过程。氦的用途非常广泛，一些汽车的安全气囊中就含有氦气，这是因为在减压时它会迅速扩散。另外，它还应用于大型强子对撞机，或者核磁共振扫描仪内的超导磁铁中，以及冷却火箭使用的液态氢。
氦的供应是我们切实需要担心的问题。自20世纪90年代美国期货私有化以来，氦的市场价格已大幅下跌。它是一种有限的资源，并且在地球内部的形成非常缓慢。虽然派对气球很有趣，但是用氦气来填充它显然是不太明智的选择，因为气球里的氦气可以逃逸并离开大气层！
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