给孩子讲元素的故事
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自序

我们脚下的地球,头顶上的太阳、房屋、汽车、植物,以及我们自己的身体是由什么组成的呢?

环顾四周,你们可以轻松数出数十种,甚至数百种彼此各不相同的物质。看一看你们面前翻开的这本书:它是由纸、硬纸板、装订布、印刷油墨、淀粉糨糊制成的。放着书的桌子是由木头制成的,木头上面涂有油漆,并用胶粘在一起。在房间的一角,你们会看到由生铁铸成的暖气片,刷在墙上用来覆盖水泥和砖头的白粉。在自己的房间里,你们会发现窗户和台灯上不同的玻璃、电线里的铜丝和橡胶外皮、灯座上的瓷、墨水、钢笔尖、各种颜色的颜料和其他许多东西。当您走在街上时,各种新物质会映入眼帘。在工厂车间里也会发现新材料。在森林里、山顶上、海底深处——随处可见一些新物质,而且世界日新月异。各种各样的活着的与死去的物质,不是数以千计,而是数以万计。单就宝石这一项来说,地球上就有数百种,铁矿石和木材的种类数以千计,天然和人造颜料的种类数以万计。

这数不胜数的物质的性质是如此多样化呀!一种物质坚硬的程度让人难以想象,另一种物质则脆弱到孩子稚嫩小手的一压可能就碎;一种物质香甜可口,另一种物质则辣到火烧舌头;有些物质是透明的,有些物质是有光泽的,有些是磨砂的,有些是泥灰色的,有些是雪白的;有些物质不会冻结,并在-250℃的低温下仍保持液态;有些物质在耀眼的电弧火焰中,也不会熔化并保持原来的固体状态;有一种物质,无论是进行加热、冷却,还是受潮,还是与热酸结合,它都不会发生反应,而又有一种物质,只要用手掌轻轻一触摸就足够发生化学反应,手心发热就会使它炸成碎片,带着火星和爆裂声四处飞散。

自然界中的一切都处于永恒的运动中。在每一寸土地上,物质都在进行千变万化。一些物质消失了,取而代之的是另一些物质。表面上看来,不计其数的物质似乎是在混乱、无序中发生无穷尽的变化,然而事实并非如此。人们很早就已经猜到自然界那形形色色的外表内部蕴含着某种统一的规律。事实已经证明,所有物体都包含一些相同的且简单的成分,这种成分被称为“元素”。

元素的数量不是很多,但是它们能够以不计其数的排列组合方式结合起来。这就是地球上的物质丰富多样的原因。在声音的世界中也可以观察到类似的情形:我们的母语——俄语的单词是由33个字母组成的,将相同的音调进行组合,就会创作出数千种旋律,譬如,颂歌和送葬曲,简单的儿歌和复杂的交响乐。

元素并不是一下子被发现的。许多元素自古以来就为人们所熟知,但过去了好几个世纪,人们才认识到它们实际上是元素,而不是化合物。相反,有一些化合物长期以来被误认为元素,因为化学家们不知道它们可以被分解,还有一些元素人们很少遇到,或隐藏在人眼很难发现的地方,人们付出了很大努力才找到它们。

在寻找元素这项科学事业上,科学家们花费了数百年的时间,付出了很多心血,充分展现了他们在发明、发现过程中的聪明才智。本书通过故事体的叙述形式,把最重要的元素发现的历史事迹告诉大家。