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Nature自然科研、清華大學(xué)出版社向化學(xué)加網(wǎng)贈(zèng)書《自然的音符-118種化學(xué)元素的故事》
來源：化學(xué)加網(wǎng) 2020-05-13
導(dǎo)讀：本書由本書由Nature自然科研編譯，清華大學(xué)出版社出版，金涌院士、中國(guó)化學(xué)會(huì)、中國(guó)化工學(xué)會(huì)推薦閱讀。在此特別感謝Nature自然科研、清華大學(xué)出版社向化學(xué)加網(wǎng)贈(zèng)送此書。
要說每一個(gè)人既熟悉又陌生的東西，元素周期表應(yīng)該算一個(gè)。說起元素周期表，每個(gè)人都能說上幾句，也大都聽過大明皇帝朱元璋子孫起名字跟元素周期表的梗。再細(xì)想一下，我們真的了解元素周期表中的每一種元素嗎？光聽別人說51號(hào)元素，你知道元素界的Lv是啥不？1：氫(qīng) 氦(hài)
2：鋰(lǐ) 鈹(pí) 硼(péng) 碳(tàn) 氮(dàn) 氧(yǎng) 氟(fú) 氖(nǎi)
3：鈉(nà) 鎂(měi) 鋁(lǚ) 硅(guī) 磷(lín) 硫(liú) 氯(lǜ) 氬(yà)
4：鉀(jiǎ) 鈣(gài) 鈧(kàng) 鈦(tài) 釩(fán) 鉻(gè) 錳(měng) 鐵(tiě) 鈷(gǔ) 鎳(niè) 銅(tóng) 鋅(xīn) 鎵(jiā) 鍺(zhě) 砷(shēn) 硒(xī) 溴(xiù) 氪(kè)5：銣(rú) 鍶(sī) 釔(yǐ) 鋯(gào) 鈮(ní) 鉬(mù) 锝(dé) 釕(liǎo) 銠(lǎo) 鈀(bǎ ) 銀(yín) 鎘(gé) 銦(yīn) 錫(xī) 銻(tī) 碲(dì) 碘(diǎn) 氙(xiān)6：銫(sè) 鋇(bèi) 鑭(lán)系元素 鉿(hā) 鉭(tǎn) 鎢(wū) 錸(lái) 鋨(é) 銥(yī) 鉑(bó) 金(jīn) 汞(gǒng) 鉈(tā) 鉛(qiān) 鉍(bì) 釙(pō) 砹(ài) 氡(dōng)7：鈁(fāng) 鐳(léi) 錒(ā)系元素 钅盧(lú) 钅杜(dù) 钅喜(xǐ) 钅波(bō) 钅黑(hēi) 钅麥(mài) 钅達(dá)(dá) 钅侖(lún) 钅哥 (gē) 钅爾(nǐ) 钅夫 (fū) 鏌(mò) 钅立(lì) 石田(tián) 氣奧 (ào)鑭系：鑭(lán) 鈰(shì) 鐠(pǔ) 釹(nǚ) 钷(pǒ) 釤(shān) 銪(yǒu) 釓(gá) 鋱(tè) 鏑(dí) 鈥(huǒ) 鉺(ěr) 銩(diū) 鐿(yì) 镥(lǔ)錒系：錒(ā) 釷(tǔ) 鏷(pú) 鈾(yóu) 镎(ná) 钚(bù) 镅(méi) 鋦(jū) 锫(péi) 锎(kāi) 锿(āi) 鐨(fèi) 鍆(mén) 锘(nuò) 鐒(láo)
氦是全宇宙豐度第二的元素（僅次于氫）；反氦，是人類所觀測(cè)到的最大的反物質(zhì)原子鋰單質(zhì)是電正性最強(qiáng)的金屬同時(shí)也是最輕和密度最小的固體元素，而且極其易燃。硼氫化物（硼烷）燃燒時(shí)每千克所產(chǎn)生的熱量高于碳?xì)浠衔铩?/span>碳所能構(gòu)成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的種類之多，在元素周期表中無可匹敵。在整個(gè)宇宙中，氧是第三多的元素，只排在氫和氦之后。氟化合物在電子汽車、電子設(shè)備、太空技術(shù)和醫(yī)藥行業(yè)中都扮演著重要的角色。鎂是一種具有相當(dāng)強(qiáng)度的銀白色輕金屬。硅是地殼中含量?jī)H次于氧的元素，大約75%的地球都由硅土組成。微生物可以通過無氧呼吸來依靠硫氧化物的水解衍生物為生。對(duì)單質(zhì)氯最早的觀察記錄可以追溯到1774年。氬是大氣中僅次于氮和氧的第三多的成分（約占大氣成分的0.94%）。鉀是生命體必需的元素（我們每天都要消耗1~5g）。鈣是生命體必需的元素，然而上層大氣中存在的鈣都來源于外星。茶葉中含有比其他植物更多的鈧，但含量依然極低，喜歡喝茶的人并不需要擔(dān)心。二氧化釩已被廣泛應(yīng)用在涂料和傳感器上。一直到20世紀(jì)50年代，人們才認(rèn)識(shí)到人體需要錳。鐵在地殼內(nèi)普遍存在，約占其總質(zhì)量的1/3。在4000多年前的中東，鈷礦石就被用作藍(lán)色染料。鎳在全球碳循環(huán)里有一個(gè)大放異彩的角色。唯一能限制銅的用場(chǎng)的，只有人的想象力。鎵主要被應(yīng)用在半導(dǎo)體行業(yè)中。鍺現(xiàn)在用于光纖、聚合催化劑和微芯片制造所需的硅鍺合金，芯片的特征尺寸可達(dá)7nm。砷化合物可能是最臭名昭著的化合物，尤其是三氧化二砷（砒霜）。自然界中一般很難發(fā)現(xiàn)硒單質(zhì)，硒也只存在于少數(shù)礦物中。銣原子鐘在150億年內(nèi)也只會(huì)有1秒不到的誤差。釔最重要的影響也許是其在高溫超導(dǎo)體（零電阻）發(fā)現(xiàn)過程中所扮演的角色。金屬鋯在高溫下仍能保持穩(wěn)定，因此可用來保護(hù)重返地球大氣層時(shí)被加熱的太空飛行器。鈮的有機(jī)化學(xué)性質(zhì)目前尚未得到廣泛的探索。锝是唯一一個(gè)在意大利 “發(fā)現(xiàn)的”元素。釕已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了150多年，但它的化學(xué)性質(zhì)仍在不斷提供著新的發(fā)現(xiàn)和有潛力的技術(shù)。鈀是唯一同時(shí)擁有全滿d軌道和全空s軌道前沿的過渡金屬。銀持有三項(xiàng)世界之最：最好的導(dǎo)電性，標(biāo)準(zhǔn)情況下最亮的元素以及最好導(dǎo)熱性的金屬。物理學(xué)家將鎘辨識(shí)度非常高的一個(gè)紅色譜線波長(zhǎng)被定義為埃這個(gè)長(zhǎng)度單位。51號(hào)元素在中文語境的新作用之一是一個(gè)梗。碲對(duì)我們生活造成的最大影響可能來自碲化鎘太陽能電池板。一般人體內(nèi)含有10~20mg 的碘，其中90%以上儲(chǔ)存在甲狀腺中。氙最激動(dòng)人心的新應(yīng)用之一當(dāng)屬在太空旅行中氙離子噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。銫是少數(shù)在室溫附近就是液態(tài)的金屬元素之一。可以通過氫氧化鋇與石膏（硫酸鈣）反應(yīng)生成硫酸鋇來修復(fù)舊壁畫。第57號(hào)元素鑭為鑭系元素賦名，但它真的和其他14 種元素一起屬于這個(gè)系列嗎？鈰的很多應(yīng)用是基于三價(jià)鈰和四價(jià)鈰氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。鐠在高溫超導(dǎo)體中有非常重要的應(yīng)用。由于它的不穩(wěn)定性，在任何給定的時(shí)間，估計(jì)地球上只有大約500g的钷。摻入了二價(jià)銪和一價(jià)銅的塑料，能夠高效地將陽光中的紫外線部分轉(zhuǎn)化為可見光。目前釓最重要的用途是在醫(yī)療領(lǐng)域，用作磁共振成像的造影劑。發(fā)綠光的鋱化合物可以和發(fā)紅光、發(fā)藍(lán)光的銪化合物組合起來做成發(fā)白光的熒光燈。“為什么我們要對(duì)鏑感興趣？”已經(jīng)變成了“為什么我們要對(duì)磁各向異性感興趣？”在泌尿外科，鈥激光可用于去除泌尿結(jié)石和治療前列腺肥大。目前鉺激光器常被應(yīng)用于口腔和皮膚的護(hù)理中。瑞典化學(xué)家首先分離出了銩，它以歐洲北部角落里一個(gè)神秘的地方命名。鐿比較新的一個(gè)應(yīng)用是原子鐘，這種原子鐘經(jīng)過500 億年后誤差也不會(huì)超過1s。镥和鉿常一起被用于地質(zhì)放射性年代測(cè)定。镥-176經(jīng)β衰變成鉿-176，該過程是镥-鉿地質(zhì)年代計(jì)的基礎(chǔ)。在長(zhǎng)達(dá)60多年的時(shí)間里，鉭和鈮都被認(rèn)為是同一種元素。鎢是具有最高熔點(diǎn)的金屬，也是生物體所能利用的最重的元素。錸（Rhenium）的名字來自于德國(guó)萊茵河的拉丁語名字。鋨是已知最大密度金屬，也是最稀有的穩(wěn)定元素。金是最貴重的元素，金可能將會(huì)是所有反應(yīng)最好的催化劑。鉈有毒，曾是小說中謀殺案的常用武器，但也因此救過現(xiàn)實(shí)生活中的人命。鉍-209的半衰期長(zhǎng)達(dá)1.9 × 1019年，而宇宙的年齡估計(jì)才為1.4×109年。釙是居里夫婦利用他們新開發(fā)的放射化學(xué)分離法發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)元素。砹-211 在醫(yī)學(xué)方面的研究興趣來源于其在癌癥靶向治療中的潛力。鈁擁有所有元素中最大的原子直徑，并且僅有一個(gè)外殼電子。在成功分離元素鐳一年后，居里夫人因發(fā)現(xiàn)釙和鐳而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。錒元素，很有可能會(huì)使追求高效、安靜、可追蹤的癌癥療法成為現(xiàn)實(shí)。金屬釷的熔點(diǎn)到沸點(diǎn)的溫度范圍是所有元素中最廣的。在自然界自然存在的眾多元素中，鈾是原子序數(shù)最高的。在以天體命名的所有元素中，钚是迄今為止唯一一個(gè)飛往其同名天體（冥王星）的元素。镅是唯一一個(gè)政府要求人們帶回家的放射性元素。2016年，锫的第一個(gè)單晶結(jié)構(gòu)被制得。锎是元素周期表中最后一個(gè)具有宏觀化學(xué)意義的元素。锿開啟了用著名科學(xué)家名字命名新元素的潮流，锿主要被用來制造更重的元素。鐨得名于領(lǐng)導(dǎo)建造了第一座核反應(yīng)堆的費(fèi)米。
這本書的獨(dú)特之處在于每篇元素故事都是由世界各地的資深科學(xué)家撰寫而成的，最初是發(fā)表在《自然-化學(xué)》的專欄文章。雖然出自專業(yè)人士的手筆，內(nèi)容卻并不晦澀，相反，有趣又有料的小故事在這本書里俯拾皆是。相信看完這本書，你會(huì)對(duì)不少耳熟能詳?shù)脑馗锌涸瓉砟闶沁@樣的元素。
到2019年，元素周期表已經(jīng)誕生了150周年，早已是大眾眼中的理所當(dāng)然。然而，這張表的背后是眾多科學(xué)家的苦苦探索和撥云見日。或許，這本書的問世，能讓更多人，不論是學(xué)生，還是老師、研究人員，或僅僅對(duì)科學(xué)感興趣的人，都以一種輕松的方式了解每一個(gè)元素背后并不簡(jiǎn)單的故事。
出版社為了更好呈現(xiàn)這些故事也是煞費(fèi)苦心，不單為故事添加了有趣的插圖，還采用了全彩印刷，在版式設(shè)計(jì)上巧妙地用7種顏色結(jié)合音樂中簡(jiǎn)譜的7個(gè)基本音和7個(gè)元素周期。為了方便大家在讀書的時(shí)候隨時(shí)查閱元素周期表，還專門設(shè)計(jì)了118種元素周期表的明信片隨書贈(zèng)送。希望這些細(xì)節(jié)之處的用心能為讀者帶來更好的閱讀體驗(yàn)和樂趣。
目前，本書紙質(zhì)版已經(jīng)在當(dāng)當(dāng)、京東上線，想要收藏的小伙伴可以入手嘍～想看電子版的小伙伴可以去得到APP或者Kindle。
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