课本上学不到的化学2

《课本上学不到de化学（Ⅱ）》是“初中科学拓展阅读丛书”之一，由余宇主编。
哪一个国家获诺贝尔奖的次数最多？这个国家的第一个诺贝尔奖是怎么得到的？
民间传说中的“鬼火”是怎么回事？人体真会自燃吗？
为什么说TNT是“炸”？为什么C―4最受恐怖分子青睐？
为什么历史上只有王公贵族才可以穿紫色衣服？胭脂虫曾经贵比黄金吗？
塑料都有毒吗？塑料盒的“身份证”是怎么回事？
……
这些课本上学不到的化学知识，《课本上学不到de化学（Ⅱ）》将为你一一揭秘！

导言 学化学，从变魔术说起
1.称称原子有多重
2.灰飞烟未灭
3.化学家的语言与公式
4.生命体内的化学
5.揭开燃烧的秘密
6.的前世今生
7.变色的紫罗兰
8.养活了世界的合成氨
9.为世界增色添彩
10.从《寂静的春天》说起
11.神奇的高分子材料
12.让地球冷下来

    “燃素说”的时代
     说到燃烧，人们自然而然想到的就是火。火是物质燃烧过程中散发光和热的最直观的现象。在人类历史上，燃烧――也就是火，起到了关键性的作用，正是火的使用让人类脱离了其他动物而迅速进化。在化学发展的早期，由于科学水平的局限，从古希腊时代到18世纪，人们一直错误地用“燃素说”来解释燃烧的本质。
     人们对燃烧现象雾里看花般的揣度归根结底源自于对物质组成元素的不解，自从亚里士多德等哲学家将“四元素说”科学化，中世纪炼金术师提出“三原本说”之后的一段时间里，科学家对元素的研究并没有实质性的进步。“三原本说”里所指的3种元素有一种叫做“硫”元素（不是我们现在的S元素），后来被医学化学家叫做“油土”，代表的是存在于一切可燃物体中的一种油性的土。在此基础上，1703年医学教授恩斯特？斯塔尔把这种“油土”改称为“燃素”，并提出更为广泛的理论体系――“燃素说”。
     那么，什么是燃素呢？这首先还得从火这个上千年来都神秘无比的现象说起。斯塔尔认为它是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体，这种火的实体微粒既能同其他元素结合而形成化合物，也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰，当人靠近火焰时，会接触到弥散出来的火微粒，从而有热的感觉，这种火微粒所代表的元素就是“燃素”。而那些包含有燃素的化合物就是我们所说的可燃物质，当把它们在空气中加热时，空气就会将其中的燃素夺取出来变成游离态形成火，最后留下不含燃素的残留成分。比如氢气被空气夺走燃素之后变成水，所以水就是脱燃素的氢气。金属是灰碴与燃素的化合物，可以被腐蚀剂夺取其中的燃素，变成一堆不含燃素的锈，或者被煅烧成渣滓，失去燃素也失去尊贵的光芒。
     对于不同的物质燃烧的程度和可能性不一样，斯塔尔认为这是其中所含燃素多少的原因。物体中含燃素越多，燃烧起来就越旺；含的燃素越少，燃烧起来就越弱。油、脂、木、炭这些燃料含有特别多的燃素。另一方面，具有吸收燃素能力的空气也会因吸收量的多少而改变助燃程度，让燃烧进行的剧烈程度有所不同。比如氮气被认为是已经被燃素饱和了的空气，不能再吸收燃素，因此在氮气中不能进行燃烧。氧气是一点儿也没吸收燃索的空气，吸收燃素的能力十分强，在氧气中发生的燃烧都十分剧烈，而自然界的空气则是由这两种气体混合而成的，吸收燃素的能力也介于两者之间。除了最常见的空气之外，燃素还能在其他物质之间转移，一些被去掉燃素后的物质也能从别的含燃素物质中吸收燃素，比如讲氢气通过铁燃烧后所得的渣滓，这些渣滓就能重新恢复金属光泽，这是因为它们抢走了氢气中的燃素，而生成的水正是氢失去燃素的证明。
     斯塔尔的“燃素说”解释了氧化、呼吸、燃烧、分解等很多当时不能解释的现象，成为化学界的公认理论，受到了绝大多数科学家的赞同。为了得到稳定的安静的燃素，斯塔尔和他的一些追随者展开了前仆后继的工作。但是非常不幸的是，他们之中的任何一位都没能成功。燃素仿佛是一个来无影去无踪的隐士，一直羞涩与世人见面。尽管饱受争议和怀疑，“燃素说”在后来的一百多年时问里仍然被大多数人所接受。1756年，罗蒙诺索夫用实验证明化学反应前后物质的质量相等，18年后拉瓦锡也提出了类似的“物质不灭定律”，那段时间里拉瓦锡还发现了氧气，在这些基础上建立起相应的“氧化说”与“燃素说”分庭抗争，这两个学派开始了长达一个世纪的争论和对峙，直到19世纪，越来越多的实验数据证实了“氧化说”的正确性，“燃素说”才退出了历史舞台。
     解密燃烧
     从化学本质来说，燃烧就是由可燃物跟氧化剂（氧气等）一起发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。燃烧必须满足的3个要素称为“火三角”：首先物质必须可燃；其次必须要有氧化剂的存在；第三，温度要达到一定临界点，这个临界点就叫做燃点。
     可燃物质多种多样，状态各异，燃烧的形式也各不相同。表面看上去很简单的燃烧现象，其实细究起来也有很多有趣的地方，现在就让我们来仔细看看其中的奥妙吧。
     在气、液、固3种状态的可燃物中，毫无疑问气体是最容易发生燃烧的。这些常温下就呈气态的可燃物与空气混合后，一遇火源就有可能立即燃烧起来。为什么是有可能而不是一定会呢？我们来打个比方，如果我们把100克盐溶解在一杯水里，那味道肯定咸得让人受不了，但如果是溶解在一个像游泳池那么多的水里面呢？相信几乎尝不出任何的咸味了。可燃气体在空气中的情况就与此类似。我们试想，如果空气中氢气的浓度相当低，比如说一大片空气中只有一个氢气分子，这个氢气分子在高温下跟氧气化合，甭管反应的程度再什么剧烈，也不会产生火焰的，因为每个氢气分子释放出来的能量实在是小得太可怜了，这些能量还来不及聚集到一起产生火焰就弥散到周围的空气中去了，因而宏观上看起来便是平静无比。这就是说，气体要燃烧起来，在空气中不能太稀，浓度必须要超过一定的下限，即爆炸下限。
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