化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)英語(yǔ)譯文

1、化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)英語(yǔ)教案第1部分 基礎(chǔ)化學(xué)講座（Part I Chemistry Lectures）第1章 化學(xué)的本質(zhì)（Chapter I The Nature of Chemistry）下面是一封小約翰（John C. Bailar, Jr., 父子同名時(shí)用于區(qū)別；senior, adj. n. 年長(zhǎng)的，高級(jí)的；年長(zhǎng)者）給一個(gè)朋友的信，他（小約翰）是伊利諾斯（州）（Illinois, ilini(z)）大學(xué)化學(xué)系部（faculty, fklti）一名已經(jīng)（has been）從教56年教員。親愛(ài)的克麗絲（Chris, kris）：這封信僅僅是關(guān)于你所提出的化學(xué)是什么和化學(xué)家在做什么這些問(wèn)題的一個(gè)回

2、答。我很高興你問(wèn)及的這個(gè)學(xué)科/科目（subject）到底（all about, 關(guān)于的一切，到處，附近）是什么的看法/觀點(diǎn)（view），對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有一個(gè)扭曲的，或者至少是膚淺（superficial）看法/觀點(diǎn)（看法/觀點(diǎn)可以認(rèn)為既是asked的賓語(yǔ)也是distored or superficial的賓語(yǔ)）。正如這封信，我不確定我是否能給予你一個(gè)清晰的畫面/解釋（picture），但是我試圖這樣做。當(dāng)然了，你知道化學(xué)與物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)一道，是屬于物質(zhì)科學(xué)/自然科學(xué)（physical sciences）的一門學(xué)科。生物科學(xué)（biological sciences），諸如植

3、物學(xué)（botany, btni）、生理學(xué)（physiology）、生態(tài)學(xué)（ecology）和遺傳學(xué)（genetics, dinetiks）是親密關(guān)聯(lián)的，但是也屬于稍微不同的學(xué)科門類/種類（倒裝句：親密關(guān)聯(lián)的，但是也屬于稍微不同的學(xué)科門類/種類，是生物科學(xué)（biological sciences），諸如植物學(xué)（botany, btni）、生理學(xué)（physiology）、生態(tài)學(xué)（ecology）和遺傳學(xué)（genetics, dinetiks）。在這兩個(gè)學(xué)科組（physical sciences和biological sciences）之間，或者在任何一個(gè)學(xué)科組內(nèi)的學(xué)科之間，沒(méi)有特別明顯的（shar

4、p），因?yàn)椋╢or）它們相互涵蓋（overlap, uvlp）。通常，很難確定一個(gè)具體的/特定的（specific, spisifik）論題（topic）屬于其中的一個(gè)或者另一個(gè)領(lǐng)域。許多重要的學(xué)科都列入幾種不同的邊緣學(xué)科（boundaries of several different disciplines, vt. n. 懲罰，紀(jì)律，訓(xùn)導(dǎo)，處分，學(xué)科）的范圍（fall within, 列入的范圍）。（用粗體字標(biāo)明的這些術(shù)語(yǔ)的定義（Definitions of terms）列在這封信的末尾）。所有的（其它）學(xué)科都與化學(xué)（學(xué)科）廣泛地（extensively, ikstensivli）重疊/交

5、叉（overlap）：它們依賴于（depend upon）它（化學(xué)）并且在很大程度上（in large measure）是建立在化學(xué)基礎(chǔ)之上的（are based upon）。據(jù)此，我的意思是/認(rèn)為化學(xué)是真正的所有自然科學(xué)（natural sciences）的一部分，一個(gè)人如果沒(méi)有（without可以引導(dǎo)虛擬語(yǔ)氣從句或者短語(yǔ)，can not 如果寫成would not就更能說(shuō)明假設(shè)條件）化學(xué)知識(shí)，他就不能在某個(gè)學(xué)科走的很遠(yuǎn)/研究的很深（go very far, go far揚(yáng)名，取得榮耀）。一個(gè)人如果沒(méi)有足夠的天文學(xué)知識(shí)或生理學(xué)知識(shí)他很有可能成為一名化學(xué)家，而一個(gè)人如果沒(méi)有足夠的化學(xué)知識(shí)，他就

6、不能在天文學(xué)或者生理學(xué)（領(lǐng)域/方面）取得很大的進(jìn)展/成就（這是一個(gè)由without引導(dǎo)的典型的虛擬語(yǔ)氣從句）。化學(xué)知識(shí)對(duì)于其它自然科學(xué)領(lǐng)域（scientific fields）也（as well）是必不可少的（essential）。農(nóng)業(yè)學(xué)家、工程師和醫(yī)生（medical doctors）會(huì)經(jīng)常用到化學(xué)的概念/名詞（concept, knsept）。化學(xué)是關(guān)于物質(zhì)組成和組成變化（的學(xué)科）簡(jiǎn)而言之，化學(xué)是一門物質(zhì)科學(xué)。物理學(xué)主要（chiefly）是關(guān)于能量以及物質(zhì)和能量相互作用（的學(xué)科），包括諸如熱、光、聲、電、機(jī)械能和核能等能量形式。物質(zhì)所有的組成變化（過(guò)程中）或者釋放能量或者吸收能量，因?yàn)檫@個(gè)

7、理由（for this reason），化學(xué)和物理學(xué)的關(guān)系是一種最為密切的（intimate, intimit）關(guān)系（one指代relationship）。我們將任何（any）一種物質(zhì)組成的變化都認(rèn)為是化學(xué)變化（chemical change）。例如，如果你將醋（vinegar）倒在在一個(gè)玻璃器皿承裝的烘干的蘇打（baking soda (NaHCO3, sodium bicarbonate; Na2CO3, sodium carbonate）上，你就會(huì)看到氣泡冒出/逃逸（escaping），（并且）隨著（反應(yīng)過(guò)程中）能量的釋放，（器皿中）的液體會(huì)變熱。當(dāng)停止冒氣泡時(shí)，你能通過(guò)煮沸（boili

8、ng）而蒸發(fā)（evaporate）液體，直到最終僅有一種白色的粉末留下來(lái)。但是，這種白色的粉末已經(jīng)不是原始的/最初的（original）烘干的蘇打。它是一種具有新性質(zhì)的新物質(zhì)（characteristics一般指特性，而properties一般指普遍性質(zhì)）。比如，如果你加入醋它就不再冒氣泡。這種新的物質(zhì)與你最初混合在一起的兩種物質(zhì)之一（either of）在組成上都是不同的（material一般指原料或者原材料，而substance既可以作為原材料也可以作為產(chǎn)物來(lái)指代，product只指代產(chǎn)物）。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生了。相比之下/相反（By contrast），一個(gè)物理變化（physical

9、change）不包含物質(zhì)組成的變化。冰的熔化和橡皮筋的拉伸就是物理變化。常常不可能說(shuō)清楚一個(gè)特定的（particular）變化是化學(xué)變化還是物理變化。令人愉快的是，常常沒(méi)有必要很清楚地區(qū)別這兩種變化。你肯定不會(huì)（must not通常指不允許發(fā)生）設(shè)想（assume, 采用，呈現(xiàn)，猜想）在你化學(xué)的第一堂課（course, 課程）上就能學(xué)習(xí)到有關(guān)食物消化（digestion, didestn, daidestn）的化學(xué)（知識(shí)），或者水泥混合物與水的裝備以及怎樣硬化（的知識(shí)）。這些都是復(fù)雜的（complex, kmpleks, adj. n. vt. 復(fù)雜的，難懂的，復(fù)合的；綜合體，配合物，合成物，

10、復(fù)雜；配合，配位）（化學(xué)反應(yīng)）過(guò)程，一個(gè)人在學(xué)習(xí)/理解這些（化學(xué)知識(shí)）之前，他必須首先學(xué)習(xí)一些比較簡(jiǎn)單物質(zhì)的化學(xué)（知識(shí)）。在學(xué)習(xí)演奏鋼琴（曲）的時(shí)候，一個(gè)學(xué)生不會(huì)一開(kāi)始就學(xué)習(xí)/演奏謝爾蓋瓦西里耶維奇拉赫瑪尼諾夫C#小調(diào)序曲（Rachmaninoffs Prelude in C# Minor）。一個(gè)學(xué)習(xí)音樂(lè)的學(xué)生，首先必須學(xué)習(xí)音階（scales, 等級(jí)，尺度，音階），之后再學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的曲目。只有經(jīng)過(guò)幾個(gè)月或者幾年的演練之后，一個(gè)人才能演奏大師（master, adj. n. vt. 精通的，技術(shù)熟練的；碩士（首字母大寫），大師，專家，主管，主人，掌管人，船長(zhǎng)，校長(zhǎng)；精通，掌握，控制）的音樂(lè)（曲

11、目）。對(duì)于化學(xué)（知識(shí)的學(xué)習(xí)/這個(gè)學(xué)科）也是如此。你必須首先學(xué)習(xí)基本的化學(xué)原理（fundamental principles, prinspl）和一些簡(jiǎn)單物質(zhì)的性質(zhì)（something）如水和氧氣。對(duì)這樣一些物質(zhì)（化學(xué)）行為/作用/變化的很好的理解將會(huì)使你能夠理解更復(fù)雜物質(zhì)的化學(xué)行為?；瘜W(xué)科學(xué)是非常廣闊的以至于（sothat）沒(méi)有一個(gè)人能在它（化學(xué)科學(xué)）的所有方面成為專家。如果你想成為一名化學(xué)家，學(xué)習(xí)化學(xué)的分離的不同分支/專業(yè)是必要的，專門從事于這門學(xué)科的一個(gè)或者兩個(gè)分支（是必要的）。直到大約150年以前（ago表示從過(guò)去的某個(gè)時(shí)間以前，before表示從現(xiàn)在開(kāi)始以前），人們（還）相信（it w

12、as believed）非生命物質(zhì)和生命物質(zhì)具有完全不同的性質(zhì)和起源。非生命物質(zhì)被認(rèn)為是“無(wú)機(jī)的”（意思是“無(wú)生命的”）而生命物質(zhì)或材料由生命物質(zhì)衍生而來(lái)被稱為“有機(jī)的”。然而，在1828年，一個(gè)名叫Friedrich Whler的德國(guó)化學(xué)家加熱一種被認(rèn)為是無(wú)機(jī)物的材料，得到一種被所有化學(xué)家都認(rèn)為是生命過(guò)程中形成的產(chǎn)物的物質(zhì)。于是在“無(wú)機(jī)的”和“有機(jī)的”之間的區(qū)別就打破了。我們?nèi)匀辉谑褂眠@些術(shù)語(yǔ)，但是它們今天所具有的含義已經(jīng)不同于早期（those指代meanings）。所有的生命物質(zhì)都包含化學(xué)（結(jié)構(gòu)）上結(jié)合了H元素的C元素，所以由C和H組成的化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)，無(wú)論它們的起源，就被稱為有機(jī)化學(xué)（o

13、rganic chemistry）。那些不包含C元素和H元素的物質(zhì)即是“無(wú)機(jī)的”，其化學(xué)被稱為無(wú)機(jī)化學(xué)（inorganic chemistry）。C在其化學(xué)行為方面是非常多功能的（versatile, v:stail, 多才多藝的）并且在相當(dāng)大量的化合物中是一個(gè)關(guān)鍵性的元素/物質(zhì)，包括絕大多數(shù)與生命息息相關(guān)（essential to, 必不可少的）的物質(zhì)。還有其它一些化學(xué)分支。分析化學(xué)（Analytical chemistry）是關(guān)于檢測(cè)或者鑒定一個(gè)原料具有什么樣的物質(zhì)組成（定性分析，qualitative analysis）和每一種組分的含量（定量分析，quantitative analys

14、is, kwntittiv）（的化學(xué)分支學(xué)科）。物理化學(xué)（Physical chemistry）是應(yīng)用物理學(xué)的方法和理論去研究物質(zhì)化學(xué)變化和性質(zhì)（的化學(xué)分支學(xué)科）。物理化學(xué)真正形成了其它所有化學(xué)分支學(xué)科的基礎(chǔ)。生物化學(xué)（Biochemistry）正如其名稱所暗示（imply暗示；suggest暗示（某種客觀規(guī)律），意味著，可能會(huì)發(fā)生；indicate明示，表示），是與生命活動(dòng)發(fā)生過(guò)程相關(guān)的化學(xué)。無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)是化學(xué)（學(xué)科）的重要分支，但是其中幾個(gè)部分/分支的結(jié)合，或者在許多方面的精心設(shè)計(jì)（elaborate, .ilbreit, adj. vt. 精心設(shè)計(jì)，精

15、心制作；復(fù)雜的，精心設(shè)計(jì)的）（組合）都是有可能的。例如，生物無(wú)機(jī)化學(xué)（Bioinorganic chemistry）涉及在生命物質(zhì)以及對(duì)生命必不可少的金屬元素的功能。藥物化學(xué)（Pharmaceutical chemistry）則與藥物相關(guān)：它們（藥物）的生產(chǎn)加工、組成和對(duì)身體的效果/影響。臨床化學(xué)（Clinical chemistry）主要針對(duì)血液、尿樣（urine, jurin）和其它生物材料的分析。聚合物化學(xué)（Polymer chemistry）涉及諸如人造纖維（rayon, . rein）、尼龍（nylon, nailn）和橡膠（rubber）類物質(zhì)的形成和行為。（一些還包括無(wú)機(jī)聚合物如

16、玻璃和石英（quartz）。環(huán)境化學(xué)（Environmental chemistry），當(dāng)然了，涉及大氣組成和自來(lái)水（water supplise, 供水系統(tǒng)）的純度尤其是，涉及與我們周圍環(huán)境相關(guān)的化學(xué)。農(nóng)業(yè)/農(nóng)藝化學(xué)（Agricultural chemistry）則涉及肥料（fertilizers）、殺蟲劑（pesticides）、植物生長(zhǎng)、家禽/家畜營(yíng)養(yǎng)（nutrition of farm animals）以及任何其它與農(nóng)耕/畜牧業(yè)（farming）相關(guān)的論題。一個(gè)提及的更多的論題/分支是化學(xué)工程（Chemical engineering），涉及大規(guī)模地（on a large scale）

17、化學(xué)應(yīng)用?；瘜W(xué)工程師設(shè)計(jì)并運(yùn)轉(zhuǎn)/操作化學(xué)工廠；他們?cè)谏虡I(yè)層面上處理制造化學(xué)品的經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題（economics, i:knmiks, ek-）。他們也參與諸如大量物質(zhì)的蒸餾（distilling）、研磨（grinding）和干燥過(guò)程甚至研究液體和氣體在通過(guò)管道中的摩擦作用（friction）。在你承擔(dān)這些寬廣的化學(xué)領(lǐng)域任何之一的學(xué)習(xí)任務(wù)之前，你將有必要學(xué)習(xí)一門經(jīng)常被稱為“普通化學(xué)”（General Chemistry）的課程，它是更加專業(yè)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。你將很快地了解到基礎(chǔ)化學(xué)是由相互關(guān)聯(lián)的（interrelated, int(:)rileitid）兩部分組成：描述化學(xué)（discriptive ch

18、emistry）和化學(xué)原理（principles of chemistry）。描述化學(xué)通常涉及“（是）什么”的問(wèn)題：物質(zhì)看起來(lái)像什么？當(dāng)它受熱的時(shí)候發(fā)生了什么？當(dāng)電流（electric current）經(jīng)過(guò)的時(shí)候發(fā)生了什么？當(dāng)它和另一種特定的物質(zhì)混合的時(shí)候發(fā)生了什么？化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)家則是針對(duì)許多大量物質(zhì)的工作。他們知道這些物質(zhì)的性質(zhì)（nature，通性，單復(fù)數(shù)同形）是很重要的：它們（物質(zhì)）在水或者其它液體中的溶解性（solubility, sljubiliti），它們的易燃性（flammability），它們的毒性（toxicity, tksisiti:），它們是否在潮濕空氣中發(fā)生化

19、學(xué)變化（它們是否能在潮濕空氣中經(jīng)受的住化學(xué)變化），和其它一些化學(xué)性質(zhì)。有時(shí)候一種物質(zhì)的可用性（availability, veilbiliti，有效性，可能性）和成本/價(jià)格也很重要。普通化學(xué)課程的描述部分主要涉及一些簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的行為/性質(zhì)/作用，但是也常常包括一些簡(jiǎn)短的有機(jī)物和生物化學(xué)物質(zhì)的討論。（普通化學(xué)）課程的原理部分則涉及化學(xué)行為理論。即（That is, 更確切地說(shuō)，換句話說(shuō)），它試圖回答“為什么”的問(wèn)題：為什么一個(gè)物質(zhì)不能溶解在水中？為什么一個(gè)混合物加熱后發(fā)生了爆炸？為什么在一個(gè)化學(xué)變化中形成了某一個(gè)特定的物質(zhì)而不是另外一種（a different one）？為什么（如果）很小量的某

20、種物質(zhì)加入后，能明顯地（dramatically, drmtikli，引人注目地，戲劇性地，顯著地）加速一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？化學(xué)原理的學(xué)習(xí)具有很大地實(shí)際的和智力的（intellectual, intilektjul）益處（interest，n. 利息，利益，好處，興趣；vt.）（as well as主要強(qiáng)調(diào)其前面成分的重要性，而and強(qiáng)調(diào)名列的成分的同等重要性）。例如，當(dāng)一種特殊燃料燃燒時(shí)，我們能計(jì)算出有多少熱釋放出來(lái)，并且能確定如何去加速（speed up）或者減慢（slow down）它的燃燒（combustion, kmbstn）。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。根據(jù)這個(gè)描述/說(shuō)法，我的意思并不是說(shuō)化學(xué)家

21、在關(guān)于化學(xué)組成變化方面沒(méi)有理論（知識(shí)）在什么條件下它們（changes）將或不將發(fā)生，它們?cè)趺窗l(fā)生以及將有什么產(chǎn)物產(chǎn)生。（他們）總是有理論（理論總是存在的）。然而理論必須總是要遵從（be subject to, 受支配，從屬于）實(shí)驗(yàn)（結(jié)果）（理論是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的凝練，是理想模型的完美概括和描述，然而大多數(shù)物質(zhì)并不是理想模型，會(huì)受到外部各種環(huán)境因素的影響，所以它們所表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往會(huì)與理論描述稍微有點(diǎn)出入）。如果一個(gè)人的理論不是依據(jù)（in accordance with/to, 與一致）仔細(xì)地有效的（executed, eksikju:tid）實(shí)驗(yàn)，那么，這個(gè)理論而不是實(shí)驗(yàn)，肯定是錯(cuò)誤的（一些

22、主觀的或者人為的實(shí)驗(yàn)結(jié)論肯定會(huì)得到錯(cuò)誤的理論）。這個(gè)理論隨后肯定會(huì)被丟棄或修正。在這點(diǎn)上/從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)（in this regard），化學(xué)非常不同于社會(huì)科學(xué)（social science），諸如社會(huì)學(xué)（sociology）和經(jīng)濟(jì)學(xué)（economics, i:knmiks, ek-）。工作在那些（社會(huì)科學(xué)）領(lǐng)域的人也許有關(guān)于通貨膨脹（inflation），失業(yè)或者婚姻的不美滿（marital unhappiness）方面的理論，并且他們會(huì)完成/進(jìn)行/實(shí)現(xiàn)（carry out）一些實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)他們的理論。但是這些實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)不會(huì)在同樣條件下被重復(fù)或驗(yàn)證，因?yàn)椋╢or）在進(jìn)行（in the act of,

23、 正要做，在狀態(tài)下）這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，（實(shí)驗(yàn)）條件已經(jīng)無(wú)可挽回地（irretrievably, 不可重復(fù)地）改變了。在某種程度上，在生物科學(xué)方面這個(gè)（實(shí)驗(yàn)方法/實(shí)驗(yàn)結(jié)果）也是正確的。一個(gè)藥理學(xué)家（pharmacologist）可能會(huì)在一個(gè)小鼠身上來(lái)試驗(yàn)一個(gè)給定（given）藥物的效果并且從針對(duì)于這個(gè)小鼠發(fā)生了什么而得出一些結(jié)論（draw some conclusions）。但是他不能在同樣一個(gè)小鼠身上進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗荒艽_定這個(gè)小說(shuō)的健康狀況通過(guò)首次的藥物處理沒(méi)有發(fā)生了變化。他能在另一只小鼠身上做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是他不能確定第二只小鼠與第一只小鼠正好有同樣的回應(yīng)。化學(xué)家就更幸運(yùn)（fortunate）

24、一些；在同樣的條件下，純的化學(xué)品之間將總是以確切的（exactly, 精確的）方式發(fā)生反應(yīng)。這個(gè)技巧/技藝（trick, n. vt. adj. 詭計(jì)，花招，騙局，惡作劇，戲弄，戲法，把戲，技巧，技藝，竅門，幻覺(jué)；欺騙，哄騙；騙人的，令人迷惑的，產(chǎn)生幻覺(jué)的）可以用于確證（sure）化學(xué)品是純的以及實(shí)驗(yàn)條件正好是相同的。無(wú)論如何，你正好會(huì)問(wèn)“化學(xué)家在做什么呢？”這是一個(gè)難以回答的問(wèn)題，因?yàn)榛瘜W(xué)家在做許多不同的事情。在美國(guó)大約有一半的化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室（laboratory, lbrt()ri, lb()rt()ri）工作。其中一些是“質(zhì)量控制（quality control）”化學(xué)家（檢驗(yàn)員）。通過(guò)

25、各種各樣的實(shí)驗(yàn)技巧/技術(shù)手段（technique, tekni:k）（一些簡(jiǎn)單，一些復(fù)雜），他們分析或者（相反）檢測(cè)一些將要被使用的材料或者化學(xué)工廠的產(chǎn)品（藥廠，食品廠或者鋼廠）以確保這些產(chǎn)品是相同的（uniform, n. vt. adj. 制服，校服；使一律化，使成一樣，使一致，使穿軍（制）服；全都相同的，一律的，清一色的，統(tǒng)一的，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，均勻的，均質(zhì)的）和純的。一些化學(xué)家做實(shí)驗(yàn)室研究工作，他們希望能發(fā)現(xiàn)一些新的化學(xué)品或者已知化學(xué)品新的用途，或者改進(jìn)方法制造有用的化學(xué)品。一些化學(xué)家探尋和挖掘新的化學(xué)行為原理，他們的工作活動(dòng)范圍從實(shí)驗(yàn)室工作一直到僅僅應(yīng)用純數(shù)學(xué)（mathematics,

26、mimtiks）。當(dāng)然了，沒(méi)有一個(gè)是胡亂的（hit and miss, 不論命中不命中，不管成功不成功，胡亂地）實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)方法（experimentation）。一個(gè)化學(xué)家總是受化學(xué)理論和實(shí)際實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)兩個(gè)方面的引導(dǎo)，并且這些（化學(xué)理論和實(shí)際實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)）越廣泛，化學(xué)家就將會(huì)越成功。但是，那些不在實(shí)驗(yàn)室工作人怎么樣（在做什么）呢？他們也是化學(xué)家嗎？他們的確是，盡管（though一般用在句中，而although一般用在句首表示強(qiáng)調(diào)）他們可能將他們的化學(xué)活動(dòng)與其它一些專業(yè)工作結(jié)合在一起。一些人會(huì)花費(fèi)他們的時(shí)間去尋找研究化學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些物質(zhì)新的用途和市場(chǎng)；一些人是教師（或者分配他們的時(shí)間用于教學(xué)和

27、研究）；一些人成為一些報(bào)紙和雜志科技文章的撰稿人。你也許還疑惑你是否應(yīng)該學(xué)化學(xué)（at all, 根本）。我希望你這樣做，正因我前面提及的/指出的，化學(xué)知識(shí)是很有用的，無(wú)論你從事什么職業(yè)（no matter what profession you follow）。如果你決定成為一名機(jī)械工程師，你有必要知道有關(guān)燃料、合金（alloy, li, n. vt. 合金；鑄成合金）以及腐蝕方面一些事情；如果你決定成為一名土木工程師（civil engineer），你必須有關(guān)于水泥（cement, siment, n. vt.）、石膏（plaster）、鋼和其它一些建筑材料方面的知識(shí)；如果你決定成為一名電動(dòng)

28、工程師，你就需要有一些關(guān)于電池如何產(chǎn)生電能和充電時(shí)發(fā)生的變化方面的知識(shí)，以及半導(dǎo)體/晶體管（transistor）和激光/激光器（laser, leiz）方面的知識(shí)。如果（Should放在句首同樣可以引導(dǎo)虛擬語(yǔ)氣）你要成為一名藥劑師，你將要涉及所有化學(xué)工廠中最復(fù)雜的化學(xué)工廠（指the human bady）和人體中大量的化學(xué)品（it指代the human bady）。我的兒子，John，是一名大學(xué)生（undergraduate），學(xué)習(xí)化學(xué)有三年時(shí)間了，但是他在醫(yī)學(xué)學(xué)校學(xué)習(xí)一年之后，他回到他的大學(xué)參加物理化學(xué)的暑期課程學(xué)習(xí)，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)在他的醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)中需要額外的化學(xué)知識(shí)。 如果你決定進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，

29、你也需要知道有關(guān)化肥（fertilizers）、殺蟲劑（pesticides），以及動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)（nutrition）方面的知識(shí)。即是你進(jìn)入一些似乎與化學(xué)不相關(guān)的行業(yè)，比如法律，你也將發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)非常有用。律師會(huì)頻繁地（frequently）處理與化學(xué)發(fā)明相關(guān)的專利案件。一些美國(guó)國(guó)會(huì)議員經(jīng)過(guò)廣泛地化學(xué)培訓(xùn)，這給予他們很大的受益，在討論環(huán)境污染（environmental pollution）、核能、食品與藥品管理局（administration）規(guī)章制度，以及其它一些涉及科學(xué)問(wèn)題（scientific matter）的法律法規(guī)（legislation）?；瘜W(xué)行業(yè)是如此的寬廣以致于許多不同興趣愛(ài)好（

30、interests）和性格（temperaments）的人都在其中找到滿足/樂(lè)趣。一個(gè)學(xué)習(xí)化學(xué)有較長(zhǎng)時(shí)間的人會(huì)培養(yǎng)起清晰地和符合邏輯地思維習(xí)慣。一旦他取得（化學(xué)學(xué)業(yè)的）成功，他就幾乎能勝任其它任何種類的工作。我希望你能喜歡學(xué)習(xí)化學(xué)。我發(fā)現(xiàn)它（化學(xué)）是一門迷人的/有吸引力的學(xué)科，因?yàn)樗臍v史、邏輯美和廣泛地應(yīng)用。作業(yè)：Page 8, 02.謝爾蓋瓦西里耶維奇拉赫瑪尼諾夫（俄語(yǔ)： ，1873年4月1日1943年3月28日），是一位出生于俄國(guó)的作曲家、指揮家及鋼琴演奏家，1943年臨終前入美國(guó)籍。他的作品甚富有俄國(guó)色彩，充滿激情，且旋律優(yōu)美，其鋼琴作品更是以難度見(jiàn)稱，納入于不少鋼琴演奏家的表演曲目中

31、。第2章 作為定量科學(xué)和物質(zhì)科學(xué)的化學(xué) （Chemistry as a Quantitative Science and a Science of Matter）2.1 引言在你周圍的世界每一個(gè)學(xué)科都可以用化學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述（in terms of, 就而言，從化學(xué)方面來(lái)說(shuō)）。自然界發(fā)生的（occurring, k:ri）你能觀察到的許多事件都包括化學(xué)變化：秋季不斷變化的樹葉的顏色，一個(gè)池塘轉(zhuǎn)變成一片沼澤（swamp, swmp）（池塘干枯），鐵的生銹。對(duì)于一些世界上能被觀察到的事情的好奇心（curiosity, kjurisiti）致使人們學(xué)習(xí)化學(xué)（對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)）。讓我們來(lái)描述在一個(gè)具體的/特

32、定的化學(xué)變化中看到了什么。其中包括兩種物質(zhì)，一個(gè)是黑色粉末狀（powdery）固體，另一個(gè)是無(wú)色的液體，這種液體如果濺到皮膚上會(huì)引起疼痛。如果一些黑色固體盛于一個(gè)容器中，并慢慢加入這種液體，一些事情就發(fā)生了。黑色固體開(kāi)始溶解。形成的溶液不是黑色的，而是淺綠色的（pale green）。同時(shí)，有氣冒逸出?？諝庵谐涑饬艘环N難聞的/令人討厭的氣味，就像臭雞蛋的味道（that指代smell）。在此，能提出許多問(wèn)題。這些問(wèn)題是什么呢？為什么黑色固體溶解了？（在它的位置）形成了什么？需要多大量的液體才能使所有的固體溶解？能產(chǎn)生多大量的氣體呢？這種變化需要多長(zhǎng)時(shí)間呢？如果我們加熱這個(gè)混合物，這個(gè)事件/過(guò)程將

33、被加速嗎？如果是這樣的，每度溫度能加速產(chǎn)生多大量（氣體）？注意（notice引導(dǎo)從句很常見(jiàn)）有多少問(wèn)題是定量的問(wèn)題。觀察和測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面都發(fā)揮著極重要的（vital, vaitl）作用在回答這些化學(xué)問(wèn)題中。一個(gè)化學(xué)變化是難以完全理解的，直到它被以測(cè)定和數(shù)字的形式定量地理解。我們對(duì)于化學(xué)的理解是通過(guò)測(cè)量來(lái)考察的/檢測(cè)的。如果一個(gè)預(yù)言是基于我們認(rèn)為我們所理解的，并且這個(gè)預(yù)言通過(guò)定量檢測(cè)獲得預(yù)期的數(shù)據(jù)而被表明是正確的，我們就會(huì)在理解知識(shí)方面得到很大的自信。（這句話的意思是說(shuō)，我們經(jīng)常會(huì)通過(guò)我們對(duì)一些化學(xué)知識(shí)的理解而預(yù)言一些其它現(xiàn)象可能存在，如果通過(guò)驗(yàn)證確實(shí)證明我們的預(yù)言是正確的，那么我們就會(huì)對(duì)某些知識(shí)

34、的理解或?qū)ψ约核莆盏闹R(shí)很自信，我們自己就會(huì)感覺(jué)自己很了不起。）在學(xué)習(xí)化學(xué)中，你將會(huì)不得不面對(duì)數(shù)百年來(lái)觀察和測(cè)量所累積起來(lái)的事實(shí)。你也將學(xué)到化學(xué)原理是如何用來(lái)解釋被觀察到的問(wèn)題。檢測(cè)對(duì)化學(xué)原理的理解，你將會(huì)解決一些問(wèn)題（比如碰到臭雞蛋味的氣體我們就會(huì)想到它可能是H2S氣體），一些頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題，這些問(wèn)題使用了（包含了）一些物理性質(zhì)測(cè)量的結(jié)果。（檢測(cè)我們對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解程度，就是合理正確地推測(cè)某些問(wèn)題的答案，這些問(wèn)題中包含了一些物理性質(zhì)測(cè)量的結(jié)果。）2.2 物理量中的數(shù)字1. 測(cè)量和有效數(shù)字（significant figures）（1）一個(gè)物理性質(zhì)測(cè)量的結(jié)果用數(shù)值（numerical val

35、ue）和測(cè)量單位一起來(lái)表示，例如，180 磅，91千克（2）精確數(shù)字沒(méi)有不確定性；通過(guò)直接計(jì)算所有項(xiàng)或者定義來(lái)表示。來(lái)自于測(cè)量的數(shù)字永遠(yuǎn)是不精確的。由于測(cè)量的誤差總是存在某種程度的不確定性：測(cè)量?jī)x器的局限性，每個(gè)人進(jìn)行測(cè)量時(shí)的可變性，或者其它實(shí)驗(yàn)條件。（3）有效數(shù)字包括所有的具有確定性的已知數(shù)字，加上第一個(gè)數(shù)字得到右邊的數(shù)字，這個(gè)數(shù)字（右邊的數(shù)字）就是一個(gè)不確定值。例如，一個(gè)粉末樣品質(zhì)量的不確定性，如從“分析天平”讀得，即3.1267 g，是0.001 g。（4）在測(cè)定中誤差包括兩個(gè)方面：（i）偶然誤差（Random errors）來(lái)自于實(shí)驗(yàn)中的一些不可控可變因素（variables）并且影響

36、精確度/精密度（precision）測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性/再現(xiàn)性（reproducibility）。（ii）能被指定而確定的系統(tǒng)誤差（systematic errors）引起并影響準(zhǔn)確度（accuracy, kjursi）與實(shí)驗(yàn)或測(cè)量真實(shí)結(jié)果的接近度。2. 找出有效數(shù)字的位數(shù)我們能找到從左到右計(jì)算得到的有效數(shù)字的位數(shù)，開(kāi)始于第一個(gè)非零數(shù)字而結(jié)束于最后一個(gè)不確定數(shù)值。例如：（略）（digit表示單個(gè)的數(shù)字，而number表示一個(gè)具有完整意義的數(shù)值、數(shù)據(jù)、位數(shù)等。）注意給定的一個(gè)沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)的末尾數(shù)字零提出了一個(gè)問(wèn)題因?yàn)樗鼈兪悄＠鈨煽傻?引起歧義的（ambiguous）。一般來(lái)說(shuō)，我們推薦（recomm

37、end, rekmend，引導(dǎo)虛擬語(yǔ)氣，其后that從句謂語(yǔ)使用動(dòng)詞原型）此類末端零被假定不是有效的（此類零會(huì)隨單位變化而取舍）。如果加上小數(shù)點(diǎn)這種模棱兩可就會(huì)被排除。（1 kg可表示為1000 g，末端的0不代表測(cè)量精度；而1.0 kg可表示為1000.0 g，末端的0則代表測(cè)量精度。）那么，小數(shù)點(diǎn)前面的（preceding）0卻是有意義的。例如（Ex. example）在這些數(shù)字中有多少位有效數(shù)字（significant figures）呢？3. 有效數(shù)字的計(jì)算/算術(shù)（Arithmetic）（用有效數(shù)字計(jì)算）（1）加法和減法：取整解答（在附近的解答）以具有最大的不確定性的某處（數(shù)據(jù)）為準(zhǔn)，

38、例如：（略）（2）乘法和除法：取整解答（在附近的解答）以同樣某個(gè)具有最少有效數(shù)字的數(shù)字為準(zhǔn)，例如：（略）（3）例如，進(jìn)行下列運(yùn)算并以正確的有效數(shù)字位數(shù)表示結(jié)果。4. 科學(xué)計(jì)數(shù)法（指數(shù)計(jì)數(shù)法）（1）在標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)計(jì)數(shù)法中，一個(gè)數(shù)字的有效數(shù)字保留為110之間的因數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的位置采用10的冪/乘方來(lái)標(biāo)明。（2）用科學(xué)計(jì)數(shù)法計(jì)算2.3 測(cè)量單位1. 測(cè)量體系（1）stone（st）是英國(guó)特有的重量單位，1 stone = 14 pounds，1 kg = 2.2 pounds（2）公制體系（metric system）：1793年由法國(guó)國(guó)家科學(xué)院創(chuàng)制/發(fā)明。（3）國(guó)際單位制（International S

39、ystem, SI）：1960年被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)局采用，它是公制體系的修訂和擴(kuò)展。遍及全世界的科學(xué)家和工程師們被敦促僅僅使用國(guó)際單位制。（4）單位之間的換算2. 化學(xué)中的測(cè)量單位長(zhǎng)度，體積，密度，熱和能質(zhì)量和重量：國(guó)際單位制和公制體系都依賴于克，以及克的倍數(shù)和分?jǐn)?shù)，作為質(zhì)量單位。嚴(yán)格地說(shuō)，重量應(yīng)該以力的單位來(lái)表示。事實(shí)上，無(wú)論怎么說(shuō)，重量和質(zhì)量之間的區(qū)別常常被忽視。我們常常用到諸如“這個(gè)材料的重量超過(guò)30 g”或者“那個(gè)蘋果有多重”的表述。溫度：存在三種溫標(biāo)/溫度刻度/度數(shù)，以kelvin為測(cè)量單位的SI溫標(biāo)，以攝氏度為測(cè)量單位的攝氏度溫標(biāo)，和以華氏度為測(cè)量單位的華氏溫標(biāo)。力和壓強(qiáng)壓力單位包括大氣壓

40、、吧、鎊/平方英尺、砣和毫米汞柱。2.4 因次理論法（量綱理論法）和問(wèn)題的解決1. 量綱理論法（1）一個(gè)測(cè)量的數(shù)值應(yīng)該總是與正確的單位一起來(lái)表達(dá)。其中的問(wèn)題是，隨著數(shù)字的計(jì)算變化（被乘、除和刪掉）單位就被精確地乘、除和刪掉。如果一個(gè)問(wèn)題被正確的建立和解決，她就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)答案附帶正確的單位。（2）例如：P. 14.2. 轉(zhuǎn)換因子（1）一個(gè)物理量從一個(gè)單位到另一個(gè)單位的轉(zhuǎn)換通過(guò)由兩個(gè)單位之間的數(shù)值關(guān)系衍生而來(lái)的轉(zhuǎn)換因子來(lái)完成。選擇正確的轉(zhuǎn)換因子允許刪除一些不需要的（unwanted, 多余的/無(wú)用的/不受歡迎的）單位。轉(zhuǎn)換因子或者物理常數(shù)應(yīng)該包括足夠的有效數(shù)字的位數(shù)以致于不影響答案的不確定性。（如

41、果一個(gè)轉(zhuǎn)換因子是一個(gè)精確的數(shù)值，它就能按照盡可能多的需要的有效數(shù)字位數(shù)來(lái)看待）。（2）例如：P. 14.3. 問(wèn)題解決的方法（1）解決一個(gè)問(wèn)題，首先要確定你精確地理解了什么是已知的和什么是未知的。然后試圖找出/計(jì)算出已知的和未知的之間是怎么關(guān)聯(lián)的。特別要注意單位和轉(zhuǎn)換因子。在建立和解決一個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，要檢查并領(lǐng)會(huì)/明白/保證答案是否以正確的單位呈現(xiàn)。要確定使答案的有效數(shù)字的正確位數(shù)服從/遵守規(guī)則。最后，要保證一個(gè)答案看起來(lái)是否合理。（2）例如：P. 14.2.5 原子和元素1. 元素和元素符號(hào)化學(xué)上不能再分為更簡(jiǎn)單物質(zhì)的那些物質(zhì)歷史上稱為元素?；瘜W(xué)元素用一個(gè)或者兩個(gè)現(xiàn)代名稱的字母縮寫來(lái)表示，

42、或者在一些情況下用它們的早期的拉丁語(yǔ)名稱（的字母縮寫）。2. 原子所有的物質(zhì)都是由被稱為微笑粒子的原子組成，原子本身又由更微笑的粒子組成。一個(gè)原子有一個(gè)密度很大的中心核，或者原子核，包含帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子。極輕的（與dense相比較而言），帶負(fù)電荷的電子占據(jù)著原子核周圍一個(gè)相對(duì)很大的空間。如果一個(gè)原子被擴(kuò)展為一個(gè)我們最大體育館之一的大小，原子核將大約是該（體育館）中心一個(gè)彈子/大理石的尺寸大小。2.6 原子的結(jié)構(gòu)：五個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)1. 陰極射線（cathode ray）：電子e當(dāng)在一個(gè)氣體放電管的兩個(gè)電極上添加一個(gè)電勢(shì)的時(shí)候，放電管中的氣體就開(kāi)始發(fā)光（輝光放電），而且當(dāng)（氣體的）壓力

43、足夠低的時(shí)候陰極射線就會(huì)從陰極流向陽(yáng)極。這就是人們現(xiàn)在已知的被稱為電子的基本的亞原子粒子流（streams of particles）。一個(gè)電子被指認(rèn)為帶一個(gè)相對(duì)單位負(fù)電荷（等于1.601019 C，首次被Millikan確定，質(zhì)量為9.111028 g或者5.49104 u，原子質(zhì)量單位1u = 1.66061027 Kg）。2. 極遂射線（陽(yáng)極射線）：質(zhì)子p+（歐內(nèi)斯特盧瑟福，ca. 用于年代之前，表示大約，Latin circa）（歐內(nèi)斯特盧瑟福爵士（18711937），新西蘭物理學(xué)家，被認(rèn)為是核物理學(xué)之父。通過(guò)對(duì)-粒子散射的試驗(yàn)他提出了原子的正電荷和實(shí)際上整個(gè)原子的質(zhì)量都集中在中心核上

44、，同時(shí)他還完成首次物質(zhì)的人工蛻變。1908年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）當(dāng)電子在氣體放電管中流動(dòng)的時(shí)候，它們會(huì)忘帶/留下/丟棄（leave behind）帶正電荷的離子，這些帶正電荷的離子本身以陽(yáng)極射線的形式從陰極流向陽(yáng)極。帶正電荷的H離子是被稱為質(zhì)子的基本的亞原子粒子流。質(zhì)子與電子具有相同的電荷但是是正電荷標(biāo)志（一個(gè)相對(duì)單位正電荷），質(zhì)量為1.671024 g或者1.01 u。3. -粒子散射：核-粒子是氦的原子核。一些放射性的元素會(huì)自發(fā)衰變而放射極高速度的-粒子。當(dāng)這種粒子轟擊一個(gè)金屬箔片的時(shí)候，其中一些就會(huì)被反射回它們的放射源。盧瑟福（Rutherford）由此推論靶向原子具有一個(gè)密度大的中心核，原

45、子的絕大多數(shù)質(zhì)量和電荷就聚集在這個(gè)中心核上。4. 20年后：中子（詹姆士查德威克爵士（18911974），英國(guó)物理學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)中子而獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）5. X-射線光譜：原子序數(shù)從不同元素X-射線光譜的研究中，Mosely發(fā)現(xiàn)每種元素產(chǎn)生的波長(zhǎng)與一個(gè)單一量有關(guān)，這個(gè)單一量相對(duì)應(yīng)于這個(gè)原子核中正電荷的單位量（Mosely發(fā)現(xiàn)每種元素產(chǎn)生的波長(zhǎng)與這個(gè)元素原子核中正電荷的單位量有關(guān)）。原子序數(shù)，Z，等于原子核中質(zhì)子的數(shù)量（之和）。1860年俄羅斯化學(xué)家門捷列夫在為著作化學(xué)原理一書考慮寫作計(jì)劃時(shí)，深為無(wú)機(jī)化學(xué)缺乏系統(tǒng)性所困擾。于是，他開(kāi)始搜集每一個(gè)已知元素的性質(zhì)資料和有關(guān)數(shù)據(jù)，把前人在實(shí)踐

46、中所得的成果，凡能找到的都收集在一起。他在研究前人所得成果的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)一些元素除有特性之外還有共性。于是，門捷列夫開(kāi)始試著排列這些元素。他把每個(gè)元素都建立了一張長(zhǎng)方形紙板卡片。在每一塊長(zhǎng)方形紙板上寫上了元素符號(hào)、原子量、元素性質(zhì)及其化合物。然后把它們釘在實(shí)驗(yàn)室的墻上排了又排。經(jīng)過(guò)了一系列的排隊(duì)以后，他發(fā)現(xiàn)了元素化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律性。花了大約20年的功夫，門捷列夫才終于在1869年發(fā)表了元素周期律。他把化學(xué)元素從雜亂無(wú)章的迷宮中分門別類地理出了一個(gè)頭緒。此外，因?yàn)樗哂泻艽蟮挠職夂托判?，不怕名家指?zé)，不怕嘲諷，勇于實(shí)踐，敢于宣傳自己的觀點(diǎn)，終于得到了廣泛的承認(rèn)。為了紀(jì)念他的成就，人們將美國(guó)化學(xué)家希

47、伯格在1955年發(fā)現(xiàn)的第101號(hào)新元素命名為Mendelevium，即“鍆”。 元素周期律揭示了一個(gè)非常重要而有趣的規(guī)律：元素的性質(zhì)，隨著原子量的增加呈周期性的變化，但又不是簡(jiǎn)單的重復(fù)。門捷列夫根據(jù)這個(gè)道理，不但糾正了一些有錯(cuò)誤的原子量，還先后預(yù)言了15種以上的未知元素的存在。結(jié)果，有三個(gè)元素在門捷列夫還在世的時(shí)候就被發(fā)現(xiàn)了。1875年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德蘭，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)待填補(bǔ)的元素，命名為鎵，原子比重為4.7。這個(gè)元素的一切性質(zhì)都和門捷列夫預(yù)言的一樣，只是比重不一致。門捷列夫?yàn)榇藢懥艘环庑沤o巴黎科學(xué)院，指出鎵的比重應(yīng)該是5.9左右，而不是4.7。當(dāng)時(shí)鎵還在布瓦博德蘭手里，門捷列夫還沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)

48、。這件事使布瓦博德蘭大為驚訝，于是他設(shè)法提純，重新測(cè)量鎵的比重，結(jié)果證實(shí)了門捷列夫的預(yù)言，比重確實(shí)是5.94。這一結(jié)果大大提高了人們對(duì)元素周期律的認(rèn)識(shí)，它也說(shuō)明很多科學(xué)理論被稱為真理，不是在科學(xué)家創(chuàng)立這些理論的時(shí)候，而是在這一理論不斷被實(shí)踐所證實(shí)的時(shí)候。當(dāng)年門捷列夫通過(guò)元素周期表預(yù)言新元素時(shí)，有的科學(xué)家說(shuō)他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通過(guò)實(shí)踐，門捷列夫的理論受到了越來(lái)越普遍的重視。后來(lái)，人們根據(jù)周期律理論，把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的100多種元素排列、分類，列出了今天的化學(xué)元素周期表，張貼于實(shí)驗(yàn)室墻壁上，編排于辭書后面。它更是我們每一位學(xué)生在學(xué)化學(xué)的時(shí)候，都必須學(xué)習(xí)和掌握的一課?，F(xiàn)在，我們知道，在人類生活

49、的浩瀚的宇宙里，一切物質(zhì)都是由這100多種元素組成的，包括我們?nèi)吮旧碓趦?nèi)。 可是，化學(xué)元素是什么呢？化學(xué)元素是同類原子的總稱。所以，人們常說(shuō)，原子是構(gòu)成物質(zhì)世界的“基本磚石”，這從一定意義上來(lái)說(shuō)，還是可以的。然而，化學(xué)元素周期律說(shuō)明，化學(xué)元素并不是孤立地存在和互相毫無(wú)關(guān)聯(lián)的。這些事實(shí)意味著，元素原子還肯定會(huì)有自己的內(nèi)在規(guī)律。這里已經(jīng)蘊(yùn)育著物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的變革。終于，到了19世紀(jì)末，實(shí)踐有了新的發(fā)展，放射性元素和電子被發(fā)現(xiàn)了，這本來(lái)是揭開(kāi)原子內(nèi)幕的極好機(jī)會(huì)。可是門捷列夫在實(shí)踐面前卻產(chǎn)生了困惑。一方面他害怕這些發(fā)現(xiàn)“會(huì)使事情復(fù)雜化”，動(dòng)搖“整個(gè)世界觀的基礎(chǔ)”；另一方面又感到這“將是十分有趣的事周期性

50、規(guī)律的原因也許會(huì)被揭示”。但門捷列夫本人就在將要揭開(kāi)周期律本質(zhì)的前夜，1907年帶著這種矛盾的思想逝世了。門捷列夫并沒(méi)有看到，正是由于19世紀(jì)末、20世紀(jì)初的一系列偉大發(fā)現(xiàn)和實(shí)踐，揭示了元素周期律的本質(zhì)，揚(yáng)棄了門捷列夫那個(gè)時(shí)代關(guān)于原子不可分的舊觀念。在揚(yáng)棄其不準(zhǔn)確的部分的同時(shí)，充分肯定了它的合理內(nèi)涵和歷史地位。在此基礎(chǔ)上誕生的元素周期律的新理論，比當(dāng)年門捷列夫的理論更具有真理性。 門捷列夫周期律說(shuō)明：簡(jiǎn)單物體的性質(zhì)，以及元素化合物的形式和性質(zhì)，都和元素原子量的大小有周期性的依賴關(guān)系。門捷列夫在排列元素表的過(guò)程中，又大膽指出，當(dāng)時(shí)一些公認(rèn)的原子量不準(zhǔn)確。如那時(shí)金的原子量公認(rèn)為169.2，按此在元

51、素表中，金應(yīng)排在鋨、鉑的前面，因?yàn)樗鼈儽还J(rèn)的原子量分別為198.6、196.7，而門捷列夫堅(jiān)定地認(rèn)為金應(yīng)排列在這三種元素的后面，原子量都應(yīng)重新測(cè)定。大家重測(cè)的結(jié)果，鋨為190.9、鉑為195.2，而金是197.2。實(shí)踐證實(shí)了門捷列夫的論斷，也證明了周期律的正確性。在門捷列夫編制的周期表中，還留有很多空格，這些空格應(yīng)由尚未發(fā)現(xiàn)的元素來(lái)填滿。門捷列夫從理論上計(jì)算出這些尚未發(fā)現(xiàn)的元素的最重要性質(zhì)，斷定它們介于鄰近元素的性質(zhì)之間。例如，在鋅與砷之間的兩個(gè)空格中，他預(yù)言這兩個(gè)未知元素的性質(zhì)分別為類鋁和類硅。就在他預(yù)言后的四年，法國(guó)化學(xué)家布阿勃朗用光譜分析法，從門鋅礦中發(fā)現(xiàn)了鎵。實(shí)驗(yàn)證明，鎵的性質(zhì)非常象

52、鋁，也就是門捷列夫預(yù)言的類鋁。鎵的發(fā)現(xiàn)，具有重大的意義，它充分說(shuō)明元素周期律是自然界的一條客觀規(guī)律；為以后元素的研究，新元素的探索，新物資、新材料的尋找，提供了一個(gè)可遵循的規(guī)律。元素周期律象重炮一樣，在世界上空轟響了！ 英國(guó)物理學(xué)家莫塞萊（Moseley, Henry Gwyn-Jeffreys）1887年11月23日生于多塞特郡韋默思；1915年8月10日卒于土耳其的格利博盧。年僅27歲。莫塞萊先后就讀于伊頓公學(xué)和牛津大學(xué)（在這兩所學(xué)校，他都獲得了獎(jiǎng)學(xué)金）。后來(lái)，他在盧瑟福的指導(dǎo)下進(jìn)行研究，在盧瑟福的那些才年橫溢的青年助手當(dāng)中，數(shù)他年齡最小，也最聰明。在勞厄和布喇格父子證明X射線會(huì)受到晶體的

53、衍射之后，莫塞萊便利用這項(xiàng)技術(shù)去確定和比較各種元素的標(biāo)識(shí)X射線輻射的波長(zhǎng)。莫塞萊在進(jìn)行上述研究時(shí)，明確證實(shí)了巴克拉的猜想，即標(biāo)識(shí)X射線的波長(zhǎng)隨發(fā)射元素原子量的增大而均勻地減小。莫塞萊把這一規(guī)律歸因于原子量增大時(shí)原子中的電子數(shù)的增加和原子核中的正電荷的增加。（后來(lái)發(fā)現(xiàn)，核電荷反映了核內(nèi)帶正電的質(zhì)子的數(shù)目。）這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了門捷列夫元素周期表的一項(xiàng)重大改進(jìn)。門捷列夫曾按照原子量的順序排列出他的元素周期表，但是為了說(shuō)明周期性，表中在兩個(gè)地方變更了這一順序。莫塞萊證明，如果元素是按照它們的核電荷數(shù)目（也就是說(shuō)，按照原子核中的質(zhì)子數(shù)即此后所說(shuō)的原子序數(shù)）排列的，便沒(méi)有必要作這樣的改動(dòng)。再者，在門捷列夫周期

54、表中的任意兩個(gè)相鄰的元素之間，均可設(shè)想插入數(shù)目不等的一些元素，因?yàn)橄噜徳卦谠恿可系淖钚〔钪禌](méi)有什么規(guī)律。然而，如果按照原子序數(shù)去排列，情況便迥然不同。原子序數(shù)必須是整數(shù)，因此，在原子序數(shù)為26的鐵和原子序數(shù)為27的鈷之間，不可能再有未被發(fā)現(xiàn)的新元素存在。這還意味著，從當(dāng)時(shí)所知的最簡(jiǎn)單的元素氫到最復(fù)雜的元素鈾，總共僅能有92種元素存在。進(jìn)而言之，莫塞萊的X射線技術(shù)還能夠確定周期表中代表尚未被發(fā)現(xiàn)的各元素的空位。實(shí)際上，在莫塞萊于1914年悟出原子序數(shù)概念時(shí)，尚存在七個(gè)這樣的空位。此外，如果有人宣稱發(fā)現(xiàn)了填補(bǔ)某個(gè)空位的新元素，那么便可以利用莫塞萊的X射線技術(shù)去檢驗(yàn)這個(gè)報(bào)道的真實(shí)性，例如，為鑒定

55、于爾班關(guān)于celtium和赫維西關(guān)于鉿（hafnium）的兩個(gè)報(bào)道的真?zhèn)危褪褂昧诉@種方法。就這方面而言，X射線分析是二十世紀(jì)出現(xiàn)的一種復(fù)雜的化學(xué)分析新技術(shù)，它與海洛夫斯基的旋光分析法一樣，不再借助于古老的稱重和滴定方式，而是采用測(cè)定吸光性能和電位變化等更為精密的方法。換言之，莫塞萊的工作雖然并沒(méi)有對(duì)門捷列夫的周期表作重大的改動(dòng)，但卻使各種元素在周期表中應(yīng)處的位置完全固定下來(lái)。 這時(shí)爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)，莫塞萊立即應(yīng)征入伍，當(dāng)上了工程兵中尉。當(dāng)時(shí)的人們還很不理解科學(xué)對(duì)人類社會(huì)的重要性，因此不認(rèn)為有什么理由不讓莫塞萊與千百萬(wàn)其他軍人一樣去戰(zhàn)場(chǎng)出生入死。盧瑟福曾設(shè)法爭(zhēng)取派莫塞萊從事科學(xué)工作，但沒(méi)有

56、成功。1915年6月13日，莫塞萊乘船開(kāi)赴土耳其，兩個(gè)月之后在格利博盧陣亡，為一場(chǎng)無(wú)足輕重而稀里糊涂的戰(zhàn)役送了命。他的死并沒(méi)有帶給英國(guó)和全世界任何好處（如果硬要找的話，倒也有一點(diǎn)，就是他把自己的財(cái)產(chǎn)遺贈(zèng)給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)）。從他已取得的成就來(lái)看，年僅27歲的他在戰(zhàn)爭(zhēng)所殺害的無(wú)數(shù)人當(dāng)中，要數(shù)他的死給人類造成的損失最大。如果莫塞萊能活下來(lái)的話，無(wú)論科學(xué)的發(fā)展多么難以逆料，他會(huì)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)這一點(diǎn)則是可以肯定的。因?yàn)槲鞲癜嗬^承了莫塞萊的研究工作，并獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。 2.7 原子核的算術(shù)1. 原子量，同位素和質(zhì)量數(shù)一種元素（原子的）質(zhì)量數(shù)（A）等于其原子核中中子數(shù)（N）和質(zhì)子數(shù)（Z）的數(shù)量（之和）（A

57、 = N + Z）。一些元素存在不同的形式，稱為同位素，這些元素的原子含有不同的中子數(shù)所以具有不同的質(zhì)量數(shù)。2. 原子質(zhì)量一個(gè)原子的實(shí)際質(zhì)量是其以克為單位的質(zhì)量。原子質(zhì)量的單位u，一個(gè)相對(duì)原子質(zhì)量單位，被定義為126C原子質(zhì)量的1/12，或者1.66061024 g。同位素的質(zhì)量常常用原子質(zhì)量單位來(lái)表示。一種元素的原子質(zhì)量（以單位u表示）是實(shí)際存在的（各種）同位素混合物的平均質(zhì)量。2.8 物質(zhì)的種類1. 純物質(zhì)和混合物物理性質(zhì)是指那些能夠測(cè)量或觀察并且在物質(zhì)性質(zhì)/個(gè)性和組成上沒(méi)有變化的性質(zhì)?；瘜W(xué)性質(zhì)僅僅能在化學(xué)反應(yīng)中觀察到，其中至少有一種物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生了變化。純物質(zhì)總是有相同的物理和化學(xué)性質(zhì)，

58、并且要么是一種元素要么是一種化合物。在由一種元素組成的物質(zhì)中（一種元素是一種物質(zhì)）含有同種原子量的一類原子。（一個(gè)原子可被定義為一種元素能參加化學(xué)反應(yīng)的最小微粒）。（一種）化合物是由兩種或更多種元素原子按一定比例鍵合而形成的一種物質(zhì)?；旌衔锸怯蓛煞N或者更多種保持其各自性質(zhì)的物質(zhì)組成。由兩種或更多種物質(zhì)形成的任何同質(zhì)混合物都是溶液。（在同質(zhì)混合物中物質(zhì)是完全（thoroughly, rli）摻和/混合均勻的，而且混合物的組成和外表都是完全均一的，而異質(zhì)混合物中，混合物的各個(gè)成分保持物理上的分離并且可以被看作是分離的成分，盡管在一些情況下需要電鏡來(lái)觀察）（如真溶液與膠體的關(guān)系）。溶質(zhì)成分以較少的量呈現(xiàn)被看作溶解在溶劑中。在水溶液中，溶劑是水。2. 物質(zhì)的