新编

    十万个

    为什么

    第七册

    齐豫生 徐茂魁 主编

    台海出版社目 录

    化 学

    什么是化学元素 …………………………………………………

    化学元素是怎样形成的 …………………………………………

    为什么几种化学元素的名称往往会有同一出处 ………………

    地壳中各种元素含量为什么不同 ………………………………

    宇宙中的元素丰度为什么差别巨大 (%) ……………………………

    化学元素形成超重岛的依据是什么 ……………………………

    放射性元素为什么会自发放射线 ………………………………

    超铀元素为什么要人工合成 ( ……………………………………

    化学元素的“指纹” (! !) …………………………………………

    为什么惰性元素不惰性 (! ) ………………………………………

    铂为什么是癌症的克星 ………………………………………

    氨为什么读做“阿摩尼亚” (! ) …………………………………

    液氦为什么会自动从玻璃杯底部向上流 (! %) ……………………

    为什么金属定义会过时 (! )) ………………………………………

    电子衍射为什么能测定薄晶片结构 (! …………………………

    电子的位置和动量为什么不能同时准确测定 ( ) ………………

    为什么说“基本+粒子”并不“基本” ( !) ……………………

    ,射线衍射为什么能测定晶体结构 ( ) …………………………

    为什么软,射线能使古代书画模糊的印章变清晰 ( ) …………

    射线照射为什么能保鲜食品 ( %) …………………………………

    石墨为什么能变成金刚石 ( )) ……………………………………

    红宝石为什么呈红色 () …………………………………………

    · ! · ! 目 录无定形硅为什么能变成单晶硅棒 (! ) ……………………………

    为什么硅胶干燥剂吸潮后会变色 ( ) ……………………………

    为什么硅窗能保蔬果鲜 ( %) ………………………………………

    为什么同样的砖坯能烧成红砖和青砖 ( ) ………………………

    同样的粘沙土为什么能烧成不同的砖 ( ) ………………………

    金粉印花布的金粉花纹为何突然消失 () ………………………

    合金为什么能溶于水 ( …………………………………………

    合金为什么有惊人的记忆力 ( …………………………………

    氧化膜为什么能使不锈钢呈现不同色彩 ( )) ……………………

    变色釉为什么变色 ( ) ……………………………………………

    铁为什么燃烧 ( %) …………………………………………………

    为什么白色或浅色的丝绸容易泛黄变色 ( !) ……………………

    丝绸为什么能吃 ( ) ………………………………………………

    为什么明亮的铝锅会变成黑褐色 ( ) ……………………………

    水是什么 ( ) ………………………………………………………

    碱水为什么会从碗里自己爬出来 ( ……………………………

    化学反应为什么能产生激光 ( ) …………………………………

    古铜镜为什么千古不锈 ( )) ………………………………………

    充满气的气球放入液氮中为什么会瘪掉 ( ) ……………………

    哭的化学基础是什么 (’ ) …………………………………………

    为什么不同人种的肤色各不相同 (’ %) ……………………………

    为什么牛和羊的脂肪颜色不一样 (’ ) ……………………………

    萤火虫为什么会一闪一闪地发光 (’ ) ……………………………

    为什么东北虎的毛色要比华南虎艳丽 (’) ………………………

    番茄、西瓜等各类瓜果的种子，为什么在

    果实内不会发芽 ……………………………………………

    为什么越是新鲜的鸡蛋煮熟后越不易剥壳 …………………

    南极的鱼为什么能经受+!,的低温 (’ ) …………………………

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 一些煮熟的鸡蛋蛋黄为什么会发绿 (! ) …………………………

    经常吃生鸡蛋的人为什么会使头发早白 ……………………

    生长着的花、果香味为什么与采摘下的不同 ( %) ………………

    为什么经树脂整理的织物具有新的性能 ( ) ……………………

    塑料布为什么冬天会变硬 () ……………………………………

    海中漂带为什么能吸附铀 ( ……………………………………

    染料为什么能使织物染色 ( )) ……………………………………

    为什么肥皂能堵住船身上的破洞 ( !) ……………………………

    为什么空气维生素发生器可以改善

    人的情绪和健康 ( ) ……………………………………………

    静电微量喷药为什么灭虫效果好 ( ) ……………………………

    千年古剑为什么不锈不蚀 ( ) ……………………………………

    金属为什么要速冻 ( %) ……………………………………………

    金属为什么能像塑料那样随意成型 ( ) …………………………

    金属为什么能“吃”气 () ………………………………………

    为什么有些磺胺类药要与小苏打合用 ( ………………………

    为什么玻璃钢比钢硬、比铝轻 ( )) ………………………………

    高分子蓄冷剂为什么能蓄冷 ( !) …………………………………

    为什么某些聚合物强度超过最坚固的合金 ( ) …………………

    有机聚合物为什么能绝缘、导电两不误 ( ) ……………………

    为什么吸收波复合材料可使飞机隐身 ( ) ………………………

    为什么衣料也能像皮肤那样透气保温 ( ) ………………………

    为什么化学纤维能抗燃 ( %) ………………………………………

    为什么化学药剂可使水果保鲜 ( ) ………………………………

    为什么制作果酱用的水果不能过熟 () …………………………

    剪羊毛可以不用剪刀吗 ( ………………………………………

    为什么要用开水煮饭 ( )) …………………………………………

    为什么能测出金佛像是假的 ( !) …………………………………

    · ! · ! 目 录为什么!辐射技术可辨出名画真伪 (! ) …………………………

    辐射为什么能接枝 ……………………………………………

    干粉灭火剂为什么几秒钟就能灭火 (! !) …………………………

    为什么红外成像仪可解开古画之谜 ( %) …………………………

    靠破铜烂铁为什么能侦破案件 ( ) ………………………………

    为什么荧光贴膜看上去要比一般的颜色鲜艳夺目 () …………

    为什么热释光技术可以鉴定陶器的年代 () ……………………

    为什么液膜是灭火神“水” ( …………………………………

    为什么液膜是一种十分理想的分离技术 ( )) ……………………

    为什么说合霉素与氯霉素是同胞兄弟 ( ) ………………………

    为什么用盐腌肉能防止肉类变质 ( !) ……………………………

    为什么米粥加盐会变稠，加糖会变稀 ( ) ………………………

    为什么经硅油处理的皮革可以防水 ( ) …………………………

    为什么增白皂可增白 ( % %) …………………………………………

    为什么肥皂能清洗手部的脏污 ( % ) ………………………………

    为什么低泡、无泡洗衣粉也有良好的洗涤效果 ( %) ……………

    为什么特鲜味精在烹饪中不减鲜味 ( % ) …………………………

    为什么白酒有各种不同的酒香 ( % ………………………………

    为什么抑制乙烯的生成和作用，可以贮藏保鲜 ( % ……………

    为什么活杀的鱼马上烹煮，味道不是最鲜美的 ( % )) ……………

    为什么咖啡能提神醒脑 ( % ) ………………………………………

    为什么饮绿茶能消除口臭 ( % ) ……………………………………

    胡萝卜为什么不宜生吃 ( % !) ………………………………………

    为什么常喝鸡汤有助于治疗皮肤病 ( % !) …………………………

    为什么不能用塑料桶长时间盛放食用油和酒 ( % ) ………………

    物 理

    为什么会产生温室效应 ( ) ………………………………………

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么汽车不能一下子停住 (! ! ) …………………………………

    为什么说摩擦跟人形影不离 (! ! ) …………………………………

    为什么能听到对牧师做的忏悔 (! ! ) ………………………………

    声音对脑功能有什么影响 (! ! %) ……………………………………

    立体声为什么会产生使人如临其境的音乐效果 (! ! ) ……………

    什么是深海“声道” (! !) …………………………………………

    为什么不同的钟响声不一样 (! ! …………………………………

    为什么在电场里鱼会冲向阳极 (! ! )) ………………………………

    用管道输送易燃液体为什么会突然起火 (! ) ……………………

    “二次”闪电有什么危害 (! !) ……………………………………

    为什么会发生“日凌中断通信” (! ) ……………………………

    鸟为什么会扑向柴汀卡村的灯火 (! ) ……………………………

    光是什么 (! ) ………………………………………………………

    极光是怎样产生的 (! %) ……………………………………………

    平静的湖面为什么像镜子一样反射光 (! ) ………………………

    酒杯的彩蝶为什么会翩翩起舞 (! ) ………………………………

    为什么会出现幻日 (! ……………………………………………

    为什么会产生霓虹 (! )) ……………………………………………

    “沙漠绿洲”和“海市蜃楼”是怎样形成的 (! ) ………………

    两个相同的塑料袋，一个折起来，一个

    装满空气，哪个重 (! ) …………………………………………!公斤铁和!公斤棉花哪个重些 (! ) ……………………………!米是多长 (! ) ……………………………………………………

    针能浮在水面上吗 (! ) ……………………………………………

    为什么小鸟变成了“炮弹” (! ) …………………………………

    为什么杂技演员表演水流星时，水不会洒出来 (! %) ……………

    为什么冬天铁会粘手 (! ) …………………………………………

    为什么用扇子扇炉火越扇越旺，而扇

    · ! · ! 目 录蜡烛却一扇就灭 (! ) ……………………………………………

    为什么在高山上煮不熟鸡蛋 (! ) …………………………………

    纸做的杯子可以烧水吗 (! %) ………………………………………

    为什么冬季河里的鱼虾不会冻死 (! %) ……………………………

    为什么油着火不能用水灭 (! ) ……………………………………

    声音是什么 (! ……………………………………………………

    为什么人能听到自己的回声 (! !) …………………………………

    为什么听自己录音会觉得声音变了 (! )) …………………………

    为什么能用瓶子奏出曲子来 (! ) …………………………………

    微波为什么能烫平路面 (! ) ………………………………………

    核磁共振扫描仪为什么能发现早期病灶 (!) ……………………

    为什么不能把录音机、电视机、录像机放在一起 (! ) …………

    飞车走壁的演员为什么掉不下来 (! ) ……………………………

    椅子造型为什么不会倒 (! %) ………………………………………

    钉子板为什么不扎脚 (! ) …………………………………………

    铁锤为什么砸不坏肚子 (! ………………………………………

    火柴盒上为什么能站人 (! ………………………………………

    电风扇为什么会摇头 (! )) …………………………………………

    冰上芭蕾舞演员为什么转得那么快 (! ) …………………………

    陀螺为什么转起来就能尖足而立，不转就会歪倒 (! ) …………

    为什么鸭咀暖瓶和气压暖瓶使用起来特别方便 (! ) ……………

    飞行员为什么要坐在火药上 (! ) …………………………………

    为什么要在水下发射运载火箭 (! %) ………………………………

    金属也能“细如发，薄如纸”吗 (! ……………………………

    什么是液滴动力实验 (! !) …………………………………………

    为什么要用分贝作声音强度单位 (! )) ……………………………

    喇叭为什么变调了 (! ) ……………………………………………

    为什么通过敲打瓷碗能辨别好坏 (! ) ……………………………

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么通过声纹能够侦破电话犯罪 (! ) …………………………

    为什么可以利用超声波进行清洗 (! ) ……………………………

    怎样克服声障 (! ) …………………………………………………

    怎样让次声波为人类造福 (! %) ……………………………………

    为什么声波也有唤雨的神通 (! ) …………………………………

    什么是电磁加工技术 (! !) …………………………………………

    磁场为什么能够治病 (! ) …………………………………………

    磁悬浮列车为什么会腾飞起来 (! ………………………………

    为什么不能在架空高压电力线下盖房子 (! )) ……………………

    为什么说雷电也能为人类造福 (! ) ………………………………

    为什么原子钟特别准 (! ) …………………………………………

    为什么要研制模拟人 (! ) …………………………………………

    为什么没有胶卷也能照相 (! %) ……………………………………

    楼房为什么能搬家 (! ) ……………………………………………

    冷刀为什么能“切”除癌肿 (! !) …………………………………

    为什么钢筋混凝土楼板在运输或施工中不可倒放 (! !) …………

    什么是功能膜 (! ) …………………………………………………

    光有压力吗 (! ) ……………………………………………………

    每秒钟 万公里的光速是怎样测定出来的 (! ………………

    道路反光标志为什么能向后反射光 (! )) …………………………

    电致变色薄膜为什么会变色 (! ) …………………………………

    烟火的彩光从何而来 (! ) …………………………………………

    为什么补色法能显示景物的立体感 (! ) …………………………

    亚毫米波究竟有什么独特的用途 (! % ) ……………………………

    潜水艇为什么能上浮和下沉 (! % !) …………………………………

    为什么钢铁造的大轮船能浮在水面上 (! %) ………………………

    为什么热水瓶能保温 (! % ) …………………………………………

    为什么磨刀的时候要在磨刀石上放一些水 (! % …………………

    · ! · ! 目 录为什么压力锅做饭快 (! ) …………………………………………

    电风扇能降低室温吗 (! ) …………………………………………

    什么是超声显微镜 (! ) ……………………………………………

    为什么要发展机器人 (! %) …………………………………………

    机器人为什么能识别物体 (! ) ……………………………………

    为什么要研制会爬墙的机器人 (! ) ………………………………

    哈哈镜照人为什么会变样 (’ ( ……………………………………

    为什么登山运动员戴偏振型太阳镜好 (’ ( !) ………………………

    用一架相机怎样照全景 (’ ( !) ………………………………………

    能用玻璃做大桥吗 (’ () ……………………………………………

    钢化玻璃杯为什么会炸裂 (’ ( )) ……………………………………

    为什么要用彩虹玻璃制造灯具 (’ ( ) ………………………………

    汽车的挡风玻璃和车灯为什么安装偏振片 (’ ( ) …………………

    水晶眼镜养目吗 (’ ( ) ………………………………………………

    什么是电离层，它有哪些本领 (’ ( %) ………………………………

    什么是微电子学 (’ ( ) ………………………………………………

    什么是电子体温计 (’ ( ) ……………………………………………

    什么是电子牙刷 (’ ( ) ………………………………………………

    什么是电离子牙刷 (’ ! ……………………………………………

    什么是电子冷冻 (’ ! !) ………………………………………………

    什么叫电子点火器 (’ ! )) ……………………………………………

    为什么电子密码锁胜过普通锁 (’ ! ) ………………………………

    显像管为什么会爆炸 (’ ! ) …………………………………………

    电子小提琴有什么优点 (’ ! %) ………………………………………

    电子合成器和电子琴一样吗 (’ ! ) …………………………………

    为什么说电子玩具业正发生一场新的革命 (’ ! ) …………………

    为什么玩电子游戏容易形成狭窄性腱鞘炎 (’ ! ) …………………

    家用电器为什么会产生感应电 (’ ………………………………

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 电子手表为什么会有那么多功能 (! ! ) ……………………………

    为什么把闪电、电弧等叫做等离子体 (! ! !) ………………………

    球状闪电为什么是球状的 (! ! ) ……………………………………

    什么是太阳射电爆发 (! ! ) …………………………………………

    什么叫彩色电视纤维胃镜 (! ! %) ……………………………………

    电视机里为什么会闯进“不速之客” (! ! %) ………………………

    为什么接收超高频电视节目时要采用圆环天线 (! ! ) ……………

    电视机为什么不如收音机收台多 (! !) ……………………………

    电视的稳定度为什么不如广播 (! ! ………………………………

    彩色电视的清晰度为什么高于黑白电视 (! )) ……………………

    彩色电视图像的彩色为什么有时会自动消去 (! ) ………………

    为什么彩电对天线的要求特别高 (! !) ……………………………

    “重演”是怎样实现的 (! !) ………………………………………

    看电视为什么有时能嗅到轻微的腥臭味 (! ) ……………………

    怎样提高彩电接收灵敏度 (! ) ……………………………………

    为什么雷雨大作时最好停看电视 (! ) ……………………………

    彩电的放置为什么可以不考虑方向 (! ) …………………………

    电视机为什么会起火 (! ) …………………………………………

    电视台为什么要播送彩条 (! ……………………………………

    看电视时为什么点红灯最好 (! )) …………………………………

    黑白电视机为什么能收看彩色电视节目 (! ) ……………………

    电视机为什么会发生人体感应 (! ) ………………………………

    电视图像为什么会出现重影 (! !) …………………………………

    电视机里为什么会发生“闪电”与“雷鸣” (! ) ………………

    电视机为什么要罩上布套 (! ) ……………………………………

    为什么要控制电视机的亮度 (! ) …………………………………

    荧光屏上为什么会产生静电场 (! %) ………………………………

    为什么普通电视机不能直接收看卫星转播节目 (! ) ……………

    · ! · ! 目 录为什么电视机荧光屏越小越清晰 (! ) ……………………………

    看电视为什么会损伤视力 (! ) ……………………………………

    为什么看彩色电视时离屏幕要远些 (! % ) …………………………

    为什么看电视会发生猝死和诱发癫痫病 (! %) ……………………

    世界各国生产的电视机为什么不能通用 (! % ……………………

    为什么电视机调到伴音最响时图像并不一定

    处于最佳状态 (! % ) ………………………………………………

    电视图像为什么会出现干扰 (! % ) …………………………………

    为什么电视机只能收看当地电视台的节目 (! % %) …………………

    什么是数字电视 (! % )) ………………………………………………

    什么是电缆电视 (! % ) ………………………………………………

    为什么在列车上能看到彩色电视 (! % ) ……………………………

    为什么要开发水下电视 (! % ) ………………………………………

    液晶显示板为什么能代替显像管显示图像 (! ) ) …………………

    什么是激光电视唱片 (! ) !) …………………………………………

    红外电视为什么能成为监视火情的哨兵 (! ) ……………………

    收音机为什么会有杂音 (! ) ) ………………………………………

    短波频率为什么特别拥挤 (! ) %) ……………………………………

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 化 学

    什么是化学元素

    在自然界里，物质种类繁多、性质各异。但是，组成这些物

    质的基本成分— — —化学元素却数目有限。到! 世纪 年代末

    期，全世界已经发现和人工合成的化学元素总共有 %种，其中

    天然存在的% 种，人工合成的种。

    从古至今，科学家和哲学家一直在探讨物质的组成，寻找什

    么是化学元素。古希腊哲学家认为空气、水、火、土是组成世界

    万物的四种元素。中世纪后期，炼金术士熟练地进行一些化学实

    验时，又提出了硫、汞、盐三元素说。

    ( ( 年英国化学家玻意耳首次提出化学元素的科学定义：

    不由其它物质构成的、一般化学方法不能再分解为更简单的某些

    实物。 ) % 年，法国化学家拉瓦锡列出了第一张化学元素表，其中有些化合物和混和物也包括进去了。到 年，英国化学

    家道尔顿提出了原子说，指出化学元素的原子属性，把同种原子

    称为元素。! 世纪初，科学家发现了原子核由质子和中子组成，还发

    现了同位素，并认识到，化学元素是具有相同核电荷数(质子

    数)的同一类原子的总称。

    % ( %年，用电子显微镜观察到元素铀和钍的单个原子，核

    很小，它由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，质子数

    就是核电荷数。原子直径为 +厘米，而核是它的万分之一；

    原子的质量集中在核，电子只有核的二千分之一。

    · ! · ! 化学·物理卷元素的化学性质主要与原子核外电子数目和排布方式有关，特别是最外层电子的多少和能量高低，基本上决定了该元素的化

    学性质。

    当把各种化学元素按核电荷数增加的顺序排列时，就会出现

    物理、化学性质周期性变化的规律，这就是元素周期律。按此顺

    序和规律列成的表就是元素周期表。化学元素按物理化学性质可

    分为金属元素和非金属元素，其中原子数大于! 的天然元素都

    具有放射性。这些元素形成了数百万化合物，构成了整个世界。

    化学元素是怎样形成的

    探索化学元素的起源和形成是一个既古老又新鲜的问题。关

    于化学元素起源的理论要能够说明现在宇宙中各种化学元素的丰

    度，也就是说，元素及其同位素的分布规律，不仅与原子结构有

    关，而且与元素的起源和演化相联。

    早期的化学元素起源假说有平衡过程、中子俘获、聚中子裂

    变等，它们都试图用单一过程解释全部元素的形成原因，结果是

    顾此失彼，不能自圆其说。 % 年，伯比奇夫妇、福勒和霍伊

    尔以宇宙的元素丰度为基础，推出了元素在恒星中合成的元素起

    源假说，简称’ ( ) (四位科学家姓名的英文字头)理论。这一

    理论认为，所有的化学元素并非通过单一过程一次形成，而是由

    氢通过与恒星不同演化阶段相应的+个过程逐步合成的，然后由

    恒星抛到宇宙空间，就是我们观测到的化学元素及其同位素。

    ,氢燃烧温度高于 - -万度条件下，每+个氢核聚变为

    个氦核。

    ( ,氦燃烧：在温度高于 - - -万度条件下，由氦核聚变为碳

    . (核和氧. 核等。

    , !过程：!粒子与氖.( -相继反应生成镁、硅、硫、氩

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 等。! 平衡过程：温度高、密度高的条件下，生成钒、铬、锰、铁、钴、镍等。

    慢中子俘获过程。

    快中子俘获过程：和生成比铁系更重的元素。

    % 质子俘获过程：生成一些低丰度、富质子同位素。

    过程：生成重氢、锂、铍、硼等低丰度轻元素。

    ( ) +理论不断得到原子核物理、天体物理和宇宙化学等方

    面新成果的补充和修正。主要是温度 , , ,万至!亿度发生碳、氧和硅燃烧过程，解释氖至硅、硅至钙和铁等元素的丰度；大爆

    炸宇宙学认为，宇宙早期温度很高，生成大量氦，解释氦在许多

    天体上丰度大的原因；用宇宙粒子碰撞星际空间的碳-. )、氮-

    . !、氧-. 、氖-) ,等原子，并使其碎裂，来说明锂、铍、硼

    等轻元素的丰度。

    当今，大多数科学家都接受质子聚变(氢聚变成氦，再形成

    锂、硼等轻元素)和中子俘获(氦轰击轻原子产生中子，轻元素

    原子核俘获中形成较重元素)是宇宙形成化学元素的两个主要过

    程，直到今天，这两种过程仍在恒星内部继续合成各种化学元

    素。

    为什么几种化学

    元素的名称往往会有同一出处

    这方面的一个突出的例子是，稀土元素中的钇( 0号元

    素) 、铽( 号元素) 、铒( 号元素) 、镱(% ,号元素)四种

    元素的命名，竟然都源出于瑞典斯德哥尔摩附近一村庄的名字。

    中世纪的炼金术把任何不溶于水又不受加热影响的物质都称

    为“土” 。当时有五种最普通的“土” ，硅石(即二氧化硅) 、矾

    · ! · ! 化学·物理卷土(即氧化铝) 、石灰、氧化镁和氧化铁。! 年，芬兰矿物学

    家加杜林研究了几年前新发现的一种黑色矿物，断定这里面包含

    了一种新的“土” ，并用这种矿物被发现的所在地— — —瑞典斯德

    哥尔摩附近的一个小村庄的名字“意忒耳比” ，将它命名为“意

    忒利亚” (% % ( ) ，随着化学的发展，! ) 年，瑞典矿物学家莫

    桑德又将“意忒利亚”分成三种“土” ，并分别称之为“意忒利

    亚” 、 “忒耳比亚” ( + , - ( )和“耳比亚” (+ , - ( ) 。这三个名词都

    是从那三个小村庄的名字派生出来的。! ) )年，瑞士化学家德·

    马里涅又在“耳比亚”中发现了第四种“土” ，并将它称为“意

    忒耳比亚” (% + , - ( ) 。

    科学的昌明使人们认识到，这四种“土”都是化合物。从它

    们中间发现了四种新的金属元素；被分别命名为“钇”(% , .

    0) 、 “铽” ( + , - 0) 、 “铒” (+ , - 0) 、 “镱” (% + , 1- 0) 。

    后来查明，这四种元素都属于“稀土元素” 。至于上述那几种

    “土” ，现在也查清了它们的“身份” ：“意忒利亚”是氧化钇，“忒耳比亚”是“氧化铽” ， “耳比亚”是氧化铒， “意忒耳比亚”

    则为氧化镱。

    化学元素中的命名中，与地名、国名有关的不少。与这四种

    稀土元素的命名相仿，锰、镁和磁铁的命名，与小亚细亚一个城

    市的名字有关。

    地壳中各种元素含量为什么不同! ) ) 年，美国科学家克拉克等总结了世界各地2 2 种矿样

    分析结果数据，第一次提出各种化学元素在地壳中的平均含量

    值，其百分数，即元素的相对丰度。为纪念克拉克，元素丰度也

    被称为克拉克值。

    元素丰度是一个统计平均值，丰度小的元素其克拉克值往往

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 不够精确，各种参考书中所列元素丰度也不完全相同。

    我们知道，地球形成至今已有! 亿年，现在地壳中各种化

    学元素的含量，一是与各种化学元素本身性质有关，二是与其形

    成初期各种化学元素的量有关。最初形成量大、核稳定的化学元

    素，今天在地壳中含量较高，如原子核稳定的轻元素；而最初形

    成量小、核不稳定的化学元素，在地球中含量就低，像一些放射

    性重元素，由于长期发生放射性衰变，其含量自然就降低。

    在地壳中丰度最大的化学元素是氧，它占总重量的! %；

    其次是硅，占’ % (；以下是铝、铁、钙、钠、钾、镁。丰度

    最低的是砹和钫，约占) (分之一。上述种元素占地壳总重量

    的+ !，其余 多种元素共占) + %。

    地壳中各种化学元素平均含量的原子百分数称为原子克拉克

    值，地壳中原子数最多的化学元素仍然是氧，其次是硅，氢是第

    三位。

    根据元素的相对丰度，哈金斯于) + ) ,年提出哈金斯规律如

    下：偶数质子数元素的丰度大于邻近奇数质子数元素的丰度。

    地壳中各种化学元素的含量和存在方式，对研究地质科学、地球科学、化学以及提取和应用各种化学元素等，都有一定的参

    考价值。例如，大约+ +以上的生物体是由) 种含量较多的化

    学元素构成的，即氧、碳、氢、氮、钙、磷、氯、硫、钾、钠；

    镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼的含量较少；而硅、铝、镍、镓、氟、钽、锶、硒的含量非常少，被称为微量元素。表明人与地壳

    在化学元素组成上的某种相关性。

    宇宙中的元素丰度为什么差别巨大

    从) +年克拉克发表地壳中各种化学元素平均含量以后，人们注意积累有关陨石、太阳、恒星、星云等各种天体中化学元

    · ! · ! 化学·物理卷素及其同位素分布的资料。! 年哥希密德首次绘制出太阳系

    的各种元素原子数密度相对值曲线，即太阳系元素丰度曲线。! % 年，修斯和尤里根据地球、陨石和太阳的资料，绘制出更

    为详细、更为准确的元素丰度曲线。

    通常可以用列表法或作图法表示元素的丰度，一般把硅的丰

    度值取为! ，其它元素的丰度按比例确定。

    (世纪)年代时，人们只知道大多数恒星的化学组成与太

    阳相似，因而就认为整个宇宙的元素丰度可能一样。后来发现，不同类型恒星的元素分布差别很大。! 年，卡梅伦综合许多

    人的工作，绘制了一个更广泛的太阳系元素丰度分布图。

    从太阳系元素丰度看，氢最多，为! !，其次是氦，为! ，以下是氧、碳、氖、为! ，氮、镁、硅为! 。丰度最小的化

    学元素是铀、镎、钚、钽、镥等，仅为!(。

    宇宙中化学元素的丰度，主要取决于该元素的形成和它本身

    的性质。一般来说容易形成并且形成比较多的稳定轻元素，丰度

    就大；形成比较困难，形成量比较少，而又不稳定的重元素，丰

    度很小。根据化学元素形成的+ ( , -理论，各种化学元素都是由

    氢逐步形成的，氢当然是最丰的元素，氢聚变生成稳定的氦，氦

    再形成碳、氧等。用+ ( , -理论能够较满意地解释宇宙中化学元

    素的丰度差别。

    化学元素形成

    超重岛的依据是什么

    化学元素超重岛是用来形象地比喻理论上预言可能存在的稳

    定超重元素，也叫超重稳定岛。

    现在已经发现和人工合成的化学元素有!多种，同位素

    (多种。如果以核内的中子数为横坐标，质子数为纵坐标，· ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 把所有稳定的和放射性的核素都标在坐标图上，便可以明显地看

    出，自然界中已知的稳定核素都聚集在中子数接近质子数的一定

    范围内，在平面图上称为稳定线或稳定带；在立体图上，如果把

    不稳定的核素所分布的区域称为海洋的话，则可把稳定核素分布

    的区域称为稳定半岛。

    稳定半岛是高低不平的，这表示了原子核稳定程度的不同。

    当核内的质子数和中子数为!、、! 、! 、 、 !和% ! 等幻

    数时，核就处于“山峰”地带，很稳定，丰度也较大。如氦’(

    的质子数的中子数都是!，氧’% 质子和中子各为，钙’( 质

    子数和中子数均为! ，铅’! 质子 !、中子% ! ，它们都是双

    幻数元素；铁’ 质子数! 、中子数) ，锡’% ! 质子 、中

    子 ，这两种元素是单幻数。而核的质子数、中子数不是单幻

    数时，核就不稳定，其数值与幻数相差越大，稳定性也越差，在

    坐标图上也就离稳定半岛越远。这些核会通过!衰变、衰变、质子发射等使其质子数、中子数趋近或变成幻数，成为稳核，进

    入稳定半岛。

    % + 年前后，核理论工作者根据壳层模型理论预测，质子

    的下一个幻数是% % (，而中子的下一个幻数是% (，由双幻数核

    组成的质量数为! + (% (,% % 、原子序(质子数)为% % (的

    原子核将特别稳定；% + 年前后，理论计算值又推测质子数%

    % % %、中子近似% (的核最稳定，这些质子和中子的组合可以

    形成近百个超重核，在坐标图上就形成一个超重核稳定岛。

    虽然寻找超重稳定元素的实验未获成功，但化学家们一直相

    信，在铅’! 双幻数核以后，还是有可能存在一个超重双幻数

    核的，并且可能形成一个超重核稳定岛，即使超重岛上核的寿命

    达不到预言那么大，但也会有一定的相对稳定性的。一些科学家

    认为，重离子合成反应可能是合成超重化学元素的一种现实途

    径，它是通往超重岛的探索之舟。

    · ! · ! 化学·物理卷放射性元素为什么会自发放射线! 年，法国科学家贝可勒尔研究硫酸双氧铀钾盐的荧光

    现象，想知道其中是否有%射线。他把铀盐放在用黑纸包起来

    的照相底片上，让太阳光的紫外线照射铀盐激发荧光，如果该荧

    光中含有%射线，就会穿过黑纸使照相底片感光，结果感光了，贝可勒尔以为是%射线的作用。可是，有一次连续几天阴雨不

    见太阳，他的实验无法重复进行，把铀盐的黑纸包着的照相底片

    放进抽屉里，过几天他冲洗底片发现已被强烈辐射作用变得很

    黑。于是发现了铀的放射性，对人类认识微观世界，特别是原子

    核做出很大贡献。

    放射性是原子核自发地放射出某些射线的现象，这些射线主

    要有! 、和 ，还有正电子、质子、中子、中微子等。!射线是

    高速运动的带正电荷的氦核粒子，它电离作用大，贯穿本领小，穿不过一张薄纸；射线是高速运动的电子流，电离作用小，穿

    不透一张薄金属片；射线是波长很短的电磁波，电离作用小而

    贯穿能力强，可穿透!厘米厚的铅板。现在已经知道许多天然和

    人工合成的同位素都具有放射性，能自发放射出射线的同位素

    (现在常叫核素)称为放射性同位素(核素) ，也叫不稳定同位素

    (核素) 。化学上把一种元素通过放射线变成另一种元素的现象称

    为放射性衰变，例如，铀’ ( )经过! !次连续衰变，最后变为

    铅’ +这种稳定同位素。

    实验表明，温度、压力、磁场、化学催化剂等，都不能影响

    同位素的放射性。因为这些因素只能引起原子核外电子状态的变

    化，而放射现象是由于原子核内部各粒子(核子)组成，相互作

    用和变化所引起的。长期以来人们一直在探索放射性核素自发产

    生射线的原因和微观机制(过程) 。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 现已知道，组成原子核的中子、质子等统称为核子，核子通

    过核力相互作用形成原子核。核力是很复杂的相互作用，核力是

    一种近程力，两个核子相距!!费米(费米为 % 米)时彼

    此为弱吸引力；!!费米时是强吸引力，比质子间的库仑力大

    得多，足以克服质子间的库仑排斥力； ! 费米时是排斥

    力。放射现象与衰变过程有关，在放射时，衰变过程是由原子

    核通过强相互作用和隧道效应发射粒子而发生的。放射伴随

    着衰变过程，它分为三种类型，一是放出电子和反中微子的；

    二是放出正电子和中微子的；三是俘获一个轨道电子并放出一个

    中微子。 衰变是通过弱相互作用而发生的。

    超铀元素为什么要人工合成

    在化学元素周期表中，第( !号元素铀以后的化学元素称为

    超铀元素。迄今所发现的绝大部分超铀元素都是人工合成的放射

    性元素。! 世纪) 年代，元素周期表中最后一个元素是铀。 ( )年

    美国科学家费米认为铀不是元素周期表的终点，而存在原子序大

    于( !的超铀元素。 ( 年，美国科学家麦克米伦等利用中子照

    射氧化铀薄片，发现了第一个人工合成的超铀元素— — —( )号元

    素镎，从此开始了人工合成超铀元素的新时代。紧接着美国化学

    家西埔格又发现的第(号元素钚，他们两人都因对超铀元素的

    研究和发现而荣获 ( 年度诺贝尔化学奖。

    后来发现，镎和钚在自然界中也存在，主要是在铀矿中。然

    而，天然铀矿中的镎和钚含量极其微小，供研究和应用的全部超

    铀元素都由人工方法合成，其主要途径有两大类核反应。一类是

    中子俘获反应，利用铀为起始核，通过一次或几次俘获中子的核

    反应，再经一次或几次衰变，使铀核电荷— — —原子序增加一或

    · ! · ! 化学·物理卷几，获得超铀元素。例如核反应堆中铀经中子俘获和!衰变生成

    钚，再进而生成! 号元素镅和! 号元素锔等；核爆炸时极高通

    量的脉冲中子使铀多次俘获中子，并连续多次!衰变，生成比铀

    原子序大许多的超铀元素，直到! !号元素锿和 % %号元素镄。

    另一类是带电子粒子核反应，加速器产生的高能粒子轰击做

    为靶子的元素，形成激发态的复合核，然后失去一定数目的中

    子，即合成比做为靶的元素更重的元素。例如，用加速到 兆

    电子伏的氮离子轰击 %微克的锎’( ! )靶，制得第 % 号元素。

    人工合成超铀元素，原子序越大，自发裂变几率越大，半衰

    期越短。 % 号元素锎同位素中半衰期最长的为 天，而 %

    号和 % 号元素半衰期不到一秒，这给重元素的人工合成的鉴定

    带来很大困难。目前，世界上人工合成钚每年达数吨，镎、镅、锔年产量达数公斤，锎仅为数克，对原子序大于 % %的元素合

    成，产物少得可怜，一次实验往往仅能产生几十个甚至几个原

    子。例如， ! 年第一次合成钔时，用粒子轰击第! !号元素

    锿’( +原子，三个小时才产生个钔’( 原子。好在科学家

    们已经掌握了非常高超的辐射探测技术和仪器，他们在仪器上装

    了一个警铃，只要有一个钔原子生成，它衰变时放射出的标识辐

    射就会使警铃发出很响的声音，证明它的存在。

    从 ! ) %年以后，已经用人工合成的方法制得了从第! +号到

    % !号的 个超铀元素，约 %多种同位素，其中美国、前苏

    联和欧洲的一些科学家做出的贡献最多。

    人工合成的超铀元素对核能的发展和利用有重要意义，钚’

    ( ! +是核反应堆和核电站的重要燃料，钚’( + 用于制造心脏起

    搏器，锎’( (是理想的自发裂变中子源。此外，人工合成超铀

    元素对探索元素起源、扩展元素周期表、研究物质结构和星体起

    源和天体演化等都有重要意义。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 化学元素的“指纹”

    世界上没有哪两个人会有相同的指纹；并且，一个人的指

    纹，从生到死，终身不变。所以，指纹是区别每一个人最准确最

    可靠的依据。

    化学元素也有自己“指纹” 。科学家们就是通过元素“指纹”

    来鉴别它们。那么，什么是元素的“指纹”呢？德国的化学家本

    生发现各种金属及其盐类在火焰中呈现特有的颜色。以后，他又

    与德国物理学家基尔霍夫密切合作，发现金属及其盐类的火焰光

    透过三棱镜后被分成若干条不同颜色的线：每种元素的色线都按

    一定顺序排列在固定的位置上，就是几种盐混合以后进行的灼

    热，其中各种元素特有的彩色线条和位置不变。因此，他想，这

    些彩色线条的排列位置就是元素的鲜明标志，如同人的“指纹”

    一样。科学家就是根据元素特有的彩色线条和固定位置的性质，来进行物质成分的分析，这种方法就是光谱分析法。

    光谱分析法对于化学这门学科的发展有着举足轻重的作用。

    它显示出极大的优越性，并在科研和生产中得到迅速推广。许多

    化学家都把它作为寻找新元素的法宝。铯、铷、铊、铟、钪、锗

    等元素都是采用光谱分析法这个法宝发现的。! 年法国的科

    学家也是采用光谱分析法，从远离地球! %亿公里的太阳上发现

    了氦元素。

    光谱分析是分析化学工作者有利的武器，是一种相当精细的

    分析方法。这种方法不需要与被测物质直接接触，哪怕只有!

    亿克的微量物质，也能测定出来，比一般的化学分析精确，而且快!多倍。现在，光谱分析法在激光和电子计算机技术的

    帮助下，使之臻于完善，在现代的生产和科研上成为科学工作者

    的得力助手，发挥着巨大作用。

    · ! ! · ! 化学·物理卷为什么惰性元素不惰性! 年月! 日，德国天文学家简孙利用日全食观察太阳

    光谱，从分光镜中发现了太阳光谱中有一条与钠线不在同一

    位置的黄线，简孙据此断定太阳上有一种地球上尚未发现的元

    素，命名为氦(拉丁文原意“太阳” ) 。此后，在! 年至! %

    年间，美国化学家赫列布莱得用硫酸处理一种铀矿，获得氦气，然而他却误认为是氮气。一直到! %年英国化学家雷塞姆确认，赫列布莱得认为的氮气是氦。! ( 年卡文迪许做氧、氮化合实验时，最终残留了!)的气

    体(氩元素) ，当时未引起人们的注意。! % 年英国物理学家雷

    莱怀疑空气中含有尚未发现的较重气体。! % +年雷塞姆断定雷

    莱怀疑空气中存在的较重气体为一种新元素，定名为氩(拉丁文

    原意是“不活动” ) 。

    氖、氪、氙三种元素的发现，是雷塞姆根据周期律设想它们

    还属于当时周期表尚未设立的一族，并预料在氦和氩之间有尚未

    发现的元素。! % 年，他在几天之内相继发现了氖、氪、氙三

    种元素。! % 年，道纳发现氡。

    化学家们发现了氦、氖、氪、氙、氡这些元素，依照惯例，需要进行化学性质的实验。可是，令人奇怪的是，当时，已知的

    几十种元素都能和其它物质发生化学反应，唯独这几种元素酸碱

    不吃，火烧不着，他们用尽浑身解数，也奈何不了它。因此，出

    于无可奈何，化学家们把它们几位一概都称为惰性元素。在其后

    的一段时间，人们又发现惰性元素具有饱和电子层结构，所以在

    一般情况下不显化学活动性，因此，它们的惰性又找到了理论根

    据。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! ! 年英国血统的加拿大化学家巴特利特，从六氟化铂化

    学物质急需电子这种特性上去思考，惰性元素的最外层电子是最

    多的，六氟化铂就有较大可能夺取惰性元素外层的电子。根据这

    一构思，他把六氟化铂与惰性元素氙进行化合实验，得到了第一

    个化合物— — —六氟化铂氙。巴特利特首战告捷，鼓励了许多科学

    家在新物质探索中进行勇敢探索，惰性元素的化合物一个又一个

    问世。氟化物、氧化物、四氟氧化氙等相断问世。现在，连惰性

    元素的酸和盐，如氙酸、高氙酸钠也居然制造出来了。

    人们为什么要破坏惰性元素的惰性，花很大力气制造惰性元

    素的化合物呢？因为惰性元素化合物的化学性质很活泼，能夺取

    卤素离子中的电子，因此它是一种强氧化剂或氟化剂。科学家们

    在火箭系统中把惰性元素的化合物作高能氧化剂，在有机合成上

    作催化剂。随着科学技术的发展，我们相信，将会有更多的惰性

    元素化合物出现，如果再叫它们为惰性元素已经不准确了。

    铂为什么是癌症的克星

    铂有个俗称叫白金，是一种比黄金还要贵重的金属。铂在大

    自然中和金子一样，相当稀少，常以纯金属形式存在砂砾中。! % 年西班牙科学家安东尼奥·乌格阿在平托河金矿中发现了

    铂。现在，全世界铂的年产量也只有 (吨。

    铂以其耐高温和耐腐蚀的长处常常用来制做贵重饰物和耐高

    温和腐蚀的容器，以及用作催化剂，成为化学工业上重要的催化

    剂。如今，铂在人们眼中更加倍受赏识，它还能用来治疗癌症，成为癌症的克星。

    铂为什么能够成为癌症的克星？是什么样的机遇使其从事这

    项伟大事业？! (年，美国密歇根州立大学的生物物理学家伯纳德·卢森

    · ! · ! 化学·物理卷堡在研究电磁场对细胞作用时，发现了由铂电极和氯化铵发生化

    学反应生成的一种名叫二胺二氯铂的铂化合物。它有二种分子结

    构：一种是顺式结构，它的两个氯原子和两个氨原子团分别连在

    铂原子的两侧；另一种是反式结构，在铂原子团的两侧各有一个

    氯原子和氨原子团。对癌细胞有抑制作用的顺式结构的铂化合物

    (简称顺铂) ，它的有效率可达! 。

    然而，顺铂有着令人头痛的副作用，尤其是对肾脏有害。所

    以，科学家为了克服顺铂这个缺陷，对铂合化物进行了大量筛

    选，以期寻求毒性较小的铂药。后来，研究人员几经周折终于找

    到了一种铂化合物。这种铂化合物以维生素为基本结构，铂

    原子按顺铂结构方式连接在维生素的分子上。由于维生素

    对人体无毒性，所以这种铂化合物不会危害人体健康。

    另外，铂还可用来制作一种治癌的胶囊。在这种胶囊的外面

    涂有一层铂，涂层中间留有一个小缺口，胶囊内含有少量的放射

    性同位素。通过手术的方式植入肿瘤内，由于铂不会受人体排

    斥，可以使胶囊固定在体内的特定位置上，胶囊内的放射性同位

    素发射出来的射线通过涂层缺口，射到肿瘤上，杀死癌细胞。由

    于铂涂层对射线具有屏蔽作用，人体正常细胞就可以免受射线杀

    伤。

    现在，顺铂和其他铂化合物已显示出同癌症抗争的威力，科

    学家也发现了它与病毒、细菌、寄生菌作斗争的潜力。此外，铂

    化合物也有希望成为诊断一些疾病的重要工具。

    氨为什么读做“阿摩尼亚”

    在英语中，氨叫% ( ) % (阿摩尼亚) 。氨为什么会得到这

    么一个怪名称，说来话长。

    古希腊的亚历山大大帝征服了近东的中东后，希腊文化就传

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 播到这些地区。征服者在被征服者的一切方面都打上了自己的烙

    印，宗教也不例外。当时，在北非沙漠中的一块绿洲上建立了一

    座新的庙宇。被命名为宙斯— — —阿摩庙宇。宙斯是希腊诸神中的

    主神，阿摩(! )则是古埃及诸神中的佼佼者。把宙斯与

    阿摩对应起来，并将宙斯放在阿摩之前，在这里，征服者的烙印

    清晰可见。

    骆驼粪是沙漠中普遍使用的燃料，连神圣的宙斯也只好屈尊

    俯就。由于长期烧骆驼粪，使宙斯— — —阿摩庙宇的墙和天花板蒙

    上一层烟灰。这种烟灰里包含着一些像盐那样的白色晶体，不时

    散发出一阵阵刺鼻的气味。当地人把这处白色晶体称做% (

    ) (阿摩神之盐) 。+ , , -年，英国化学家普利斯特列单独收

    集了这种带有刺鼻气味的气体，对它进行研究。他发现这种气体

    可溶于水，并表现出碱性，因而把它称为“碱气” 。可是，这个

    名词没有为化学界所接受，最后，人们还是从这种气体的来源

    “阿摩神之盐”中，给它取了个名字“ ) ”(阿摩尼亚) 。

    这就是我们今天称之为“氨”的化合物。

    氨分子(. 0)由三个氢原子和一个氮原子组成。如果在氨

    分子中去掉一个氢原子，就成了“氨基” 。含有一个或多个碱性

    氨基以及一个或多个酸性羧基的化合物叫做“氨基酸”( )

    1 ) 2 ) 。迄今为止，人们在自然界中已发现了八十多种氨基酸，蛋白质就是由其中的二十种氨基酸聚合而成的。这样看来，我们

    身体内最重要的物质之一— — —蛋白质和古埃及神阿摩之间还有如

    此一段姻缘呢!

    液氦为什么会自动

    从玻璃杯底部向上流

    近年来，低温超导研究十分火热，某些物质在相当低的温度

    · ! · ! 化学·物理卷下电子流动成为没有阻力的了，那么原子或分子流动是否也会没

    有阻力呢？答案是肯定的，氦就是这样一种物质。

    氦在常压下即使处于超低温的条件下，甚至绝对零摄氏度

    时，也不凝固，仍然是自由流动的液体。氦在! (%是开尔

    文的符号，即过去习惯称呼的绝对温度的度)液化，进一步冷却

    到 ，就会出现与我们通常习惯的经验完全不同的奇特现象，即超流动性。例如，在一个直立的玻璃杯里装半杯液氦，在

    时，液氦很快地自动沿杯内壁爬上来，越过杯口经杯外壁

    流下去；与此相反的过程也会发生，把空口朝上的玻璃杯部分浸

    入 液氦中，液氦很快自动沿杯外壁流上来，越过杯口沿杯

    内壁进入杯底，直到杯内外液面相平为止。温度越低，液氦超流

    动性越强，当达到绝对零摄氏度时，恐怕就没有任何粘滞阻力

    了。

    奇特现象不止于此，这种超流动液氦还不施力于任何物体。

    例如，它从高压消防水龙带喷出来甚至连一个竖立的硬币也射不

    倒，而是沿着硬币边缘自由流动，没有任何外力作用到硬币上。

    关于低温下液氦没有粘滞阻力的超流动性原因，现在认为是

    量子力学的简并效应所致。从量子力学的角度来看，氦原子的自

    旋量子数为零，任何自旋为零的粒子都能处于相同的量子态，具

    有相同的能量，并且遵守玻色—爱因斯坦统计法则，所有处于超

    流态的氦原子都处于基态。如果这种氦原子粘滞性不为零，即彼

    此有粘滞阻力，那它们就必须跃迁到激发能态，可是这时没有能

    量提供给它们跃迁。所以各个氦原子的运动互不影响、互不限

    制，它们既能附于容器壁上，也能自由流动，甚至可以通过氦气

    分子(实际是氦原子)也通不过的微小夹缝或细微小孔。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么金属定义会过时

    对现代人来说， “金属”是一个多么普通的概念。制作炊具

    的铝，制造罐头的锌，打制首饰的金，还有制作各种工具的铁……不都是金属吗？

    《辞海》中的“金属”条目曰： “具特有光泽而不透明(对可

    见光强烈反射的结果) ，富有展性、延性及导热性、导电性的这

    一类物质。 ”

    在门捷列夫的元素周期表中，左下角绝大部分是金属的领

    域，仅右上角才是非金属的地盘。在人类至今认识的! 种化学

    元素中，非金属中只有 种，而金属占了近% 。这些金属在

    常温常压下，都是具有光泽而不透明的固体(除汞外) ，与上述

    的金属定义相符合，它们与非金属之间存在着一条泾渭分明的界

    限。可是，在非常温、常压下，金属与非金属之间，是否仍然是

    “鸡犬之声相闻，老死不相往来”呢？

    科学家发现，金属元素的许多特点，如坚硬、有光泽、致

    密、敲击时铿锵作声等，也是当代许多陶瓷所共有的特性，它们

    已不是金属的“专利”了。可是至今为止，金属的定义中还保留

    着一个“避难所”— — —电的良导体。

    如今，这唯一的“避难所”也已摇摇欲坠。科学家们已合成

    了许多种称作“分子金属”的物质，这些“分子金属”具有长长

    的链式分子，能像金属那样导电。不过，目前这些“分子金属”

    还只能在一个方向上导电，而不能像金属那样在三个方向上导

    电。但是，科学家们正致力于合成具有三维导电能力的“分子金

    属” 。一旦研制成功，金属的最后“避难所”也将彻底崩溃。

    金属与非金属之间的那条“楚河汉界”正在日益消失。在一

    定的条件下(主要指温度和压力) ，金属和非金属是能够互相转

    · ! · ! 化学·物理卷化的。在临界密度之下，电子属于特定的原子，并不显示金属

    性；而在临界密度以上，电子便自由了，出现了金属所具有自由

    电子的“海洋” 。例如，在硅中掺入少量的磷，尽管是两种非金

    属，但只要在外界温度低于! ! ! ! ，电流照样能在其中通行无

    阻。又如，在固体物理学界身价倍增的超导材料— — —铱钡铜氧化

    物，它的真实面目却是一种陶瓷，而并非人们想象中的金属，这

    正是金属与非金属界线消失的一大明证!

    除了外界环境能够改变物质的属性外，物质数量上变化也会

    戏剧性地改变物质的属性。

    我们不妨做一个有趣的数学游戏：银可算是一种典型的金属

    了吧，但是，一个银原子算不算金属呢？不能算。两个、三个银

    原子呢？也不行。因为它们都不能形成一个自由电子所需要的化

    学环境。那么，究竟几个银原子才能满足这一要求呢？

    科学家们用高分辨的电子显微镜拍摄了具有% ! !个银原子

    组成的一簇。发现它呈多面体的结构，具有五重对称性，这下可

    称它为金属了吧？还是不能，因为这些原子的电子还各有其主，并未开成自由电子的“海洋” 。

    那么，% ! ! ! !个银原子组成的簇又怎样呢？科学家们发现，由% ! ! ! !个银原子组成的簇，它的整个结构经过了一次重整，已

    变成了名副其实的金属，而不再是高度对称的高能态晶格了，它

    已是呈线状方式排列的低能态金属。

    可见，在% ! !!% ! ! ! !之间，必定存在一个数，在这一点

    上，银原子簇突然从“非金属”向“金属”过渡了。量变引起了

    质变，这情形有些类似搭积木，不太高时，积木呈规则堆积，达

    到一定高度后，它就会崩塌下来。对银原子来说，% ! !!% ! ! ! !

    之间这一神秘数字究竟是多少呢？科学家们还不能正确告诉我

    们。

    “金属”的定义正在日趋过时，终有一天，人们会感叹地说：

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! “这种关于‘金属’的定义”只是上一世纪的事了，它早已进了

    科学历史的博物馆了。

    电子衍射为什么能测定薄晶片结构

    与!射线衍射相似，高速运动的电子束作用于晶体(或气

    体)中的原子，也会产生衍射现象。电子衍射也可以用于测定晶

    体(或气体分子)的结构。由于电子带负电荷，原子对电子束的

    散射是由带正电荷的原子核电势和核外电子的负电位所组成的原

    子静电位引起的。

    对同一种原子而言，它对电子束的散射能力比对!射线的

    散射能力大 倍。散射强度比对!射线散射强度大 万

    倍。因此，!射线衍射要用毫米的晶体，而电子衍射只需 %! 毫米的晶体即可。由于电子束的穿透能力很弱，远远不如!射线，作透射式衍射只能是厚度也就是 %! 毫米的薄片

    晶体。

    原子对电子的散射能力随衍射角的增大而迅速下降，因此，与!射线相比，电子衍射的衍射点更集中在低角度区域，可收

    集到的衍射点也较少。对电子衍射，重原子和轻原子对衍射强度

    贡献的差别不像!射线衍射那样悬殊，因此，用电子衍射比用!射线衍射更容易测定晶片中轻原子所处的位置。

    由于电子束的穿透力弱，很容易被空气吸收，因此，电子衍

    射不能在空气中进行，从发射电子束的电子枪、晶体样品和感光

    胶片等，都必须放在高真空容器中。在电子枪的阴极和阳极之间

    加上高速电子束。在电子枪与试样之间有环形磁透镜，把电子束

    聚焦以便在通过样品后落到照相底片或荧光屏上。

    反射式电子衍射可用于研究数百埃厚的薄片晶体表面层结

    构。利用能量较低的电子束进行电子衍射研究晶体表面结构技

    · ! · ! 化学·物理卷术，称为低能电子衍射。

    电子的位置和动量

    为什么不能同时准确测定

    我们可以根据初等数学和普通物理知识，准确测定某一时刻

    火车运动的位置和动量，但是科学家们却不能同时确定一个运动

    电子的准确位置和动量，这是为什么呢？

    原来，电子是微观粒子，质量很小而速度很高，其运动规律

    和特点与火车等宏观大块物体不同。要测定火车的位置和动量，可以让光线照在火车上再反射到观测者或仪器中，光线照射对火

    车运动几乎没有丝毫干扰和影响。但是，测定电子的位置和动量

    就不同了。由于电子质量很小，只要被一个光子打中(把光子再

    反射出来) ，就会改变其位置和动量，测定过程干扰了被测对象，测量的结果是不准确的。! 年，德国物理学家海森堡提出了

    不确定原理，也叫测不准原理，很好地解释了微观粒子位置和动

    量或时间和能量不能同时准确测定的现象。他指出，对于比原子

    还小的微观粒子，要想准确测定其位置，就无法准确测定其动

    量；反之，要想准确测定其动量，就不能准确测定其位置，总

    之，不可能同时准确测定微观粒子的位置和动量或能量和时间。

    用一个关系式表示：!% ·!’

    即位置不确定量!%与动量不确定量!之积大于等于普朗

    克常数的一半’ 。这个关系式称为不确定关系，也叫测不准关

    系。公式表明，对微观粒子的测量是有一定限度的，普朗克常数

    (基本作用量子)是测量准确程度的尺度，最理想的测量只能

    是!% ·!(’ ，而不会出现!% ·!’ 的结果。

    不确定原理是微观粒子运动规律的反映，不确定关系是微观

    · ! · 新编十万个为什么 %粒子特有的属性决定的。英国物理学家狄拉克指出，我们必须假

    定，对我们观察力的精确程度和对伴随发生的干扰的微小程度有

    一个限度，这个限度是事物本质中所固有的，观察者方面的改进

    技术或提高技巧，都不能超越这个限度。

    实际上，日常生活中也有同样的现象。要测轮胎的气压，就

    必须把轮胎里的气体放出一点到气压表中，这样，我们在测量过

    程中便改变了轮胎的气压，测得结果并不是原来的气压；将温度

    计放进水盒中测水的温度，由于温度计吸收的热量而改变了水的

    原来温度；电流计测电路中的电流时，也要消耗电路中的一点电

    流使电流计指针移动，如此等等。任何测量都或多或少对被测对

    象造成干扰，测不准确原理是普遍适用的，只是在宏观现象中这

    种干扰很小，完全可以忽略不计；而在研究电子、光子等微观粒

    子时这种干扰相对来说大到不能忽略罢了。例如，质量为! 克

    的子弹和质量为 %%( )克的自由电子，都以 米秒的同

    样速度运动，动量不确定量均为 %+，同时测定其位置和动

    量，则用不确定关系计算得二者的位置不确定量!,分别是步枪

    子弹为%( 米；自由电子为(%米。电子的大小在

    %% 米，其位置不确定量(%米是它的% % 倍，不能忽略；

    而步枪子弹大小在%(米，其位置不确定量%( 米是它

    的% ( %分之一，完全可以忽略不计。

    为什么说“基本-粒子”并不“基本”

    在历史上，人们曾认为原子是不可分割的最小单元。本世纪

    初弄清了原子结构的秘密，知道了原子是由原子核和绕核旋转的

    电子构成的。原子已经很小很小了，它的直径只有一亿分之几厘

    米，原子核更小，直径只有十万亿分之一厘米。如果把原子核比

    · ! · 化学·物理卷作一粒直径!毫米的小米，那么原子就是一个直径! 米的大球。

    原子核是由两种叫做“核子”的基本材料构成的。一种核子

    带有正电荷，它与电子的电荷在数量上相等，这种核子叫做质

    子；一种核子不带电荷，是电中性的，所以叫做中子。质子和中

    子的质量大致相等，分别是电子质量的! % !倍和! %倍。

    原子核中的质子数和核外的电子数完全相等，质子数决定了元素

    的原子序数及化学性质，而质子数和中子数的总和决定了原子的

    质量数。

    自从发现了原子结构以后，人们又认为质子、中子、电子、光子是构成物质的最小单元。质子和中子构成各种原子核，原子

    核与电子组成了世界上一切原子和分子；光子是电滋波的最小单

    元。于是就把这四种粒子称为“基本粒子” 。但是随着时间的推

    移，科学家们在研究中又发现了一些新的粒子，由于它们的质量

    介于质子、中子这些重子和电子、正电子等轻子之间，所以就管

    它们叫“介子” ， “基本粒子”原有的天地被打破了。然而事情并

    没有到此结束，从! ( )年起，又有一些新粒子加入了“基本粒

    子”行列，人们发现了一批质量超过质子和中子的“超子” 。再

    后来又发现了很多共振态粒子，到现在光是这种共振态粒子就发

    现了 多种。总的计算起来，现在人们已经发现了几代“基本

    粒子” ，共有 多种。这些“基本粒子” ，论质量有的竟是电子

    的% 倍，而有的轻得没有静止质量；论寿命，有的可以“永

    久生存” ，而有的还不到亿亿分之一秒。

    自然界是没有穷尽的，人类的认识也是没有止境的。迄今为

    止，我们认识的那些“基本粒子”仍不能说是最基本的，它们都

    会有自己更精细的内部结构，只是这些细节我们目前尚未掌握而

    已。物质结构是没有尽极的，可以肯定将来还会发现其它的新粒

    子。

    · ! ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! !射线衍射为什么能测定晶体结构

    年，德国物理学家劳厄发现，!射线通过晶体时，产

    生强度随方向而变化的散射效应，其强度变化是由于次生电磁波

    互相叠加和干涉造成的，这就是晶体!射线衍射。如果能找到

    一种波长适当的电磁波，让它通过晶体发生衍射，就能提供晶体

    内原子排布的信息，从而测定出晶体结构。 %年，劳厄因这

    一发现而荣获诺贝尔物理学奖金。!射线波长很短，约为 (厘米，晶体中原子间距离也在这

    个范围内，晶体恰好可以做为!射线的衍射光栅。!射线射入

    晶体使晶体中原子的电子发生周期性振动，并向周围空间发出电

    磁波，即次生!射线，从而引起散射。散射能力的大小与原子

    序和方向有关，原子序数大的原子具有较多的电子，散射能力

    强；在!射线入射的方向上散射能力强。

    在晶体结构研究中，劳厄提出了描述晶体!衍射基本条件

    的劳厄方程； )年，英国物理学家布喇格提出了比较直观的!射线衍射方程，即布喇格方程，并因此荣获 年度的诺贝

    尔物理学奖金。这两个方程的实质是一样的，都把!射线衍射

    方向和晶体单元晶胞参数联系起来，是确定晶体结构的重要依

    据。

    用!射线衍射测定单晶结构的具体方法有几种，依衍射强

    度记录方式不同可分为照相法和衍射仪法。例如，劳厄照相法，是用连续的!射线照射在静止不动的单晶体上，用平板底片拍

    摄衍射图，测量底片上衍射图的黑度获得衍射强度的数据，来测

    量晶体的对称性晶体的定向。韦森堡照相法是在晶体转动时底片

    也来回摆动，将原在同一层线的衍射线感光点分开，这种方法可

    以确定晶体微观对称性和晶格参数。现在最为通用的四圆单晶衍

    · ! · ! 化学·物理卷射仪，晶体取向和计数器调节都很方便，能准确测定晶体参数，并将衍射点的强度数据依次自动收集，简化了实验过程，提高了

    测试精确度，是当前晶体结构分析的强有力工具。

    用!射线衍射测定多晶样品成分和结构的方法即多晶!射

    线衍射法，也叫粉末法。

    为什么软!射线能使

    古代书画模糊的印章变清晰

    一般书画珍品，多为书画收藏家所珍藏，并在其中盖上自己

    的印章。所以，鉴别印章，也就在一定程度对古代书画的年代价

    值一目了然了。但是，书画上的印章已难以看清，那么采用什么

    方法呢？文物工作者已借助软!射线解决了这个难题。

    《上虞贴》原是东晋书法家王羲之的一件信札，真迹早失。

    传世的仅是后人摹本，历来为人们所珍重。其中一幅摹本盖有宋

    徽宗赵佶的收藏章和明代王府的收藏章。一般都认为这是幅唐代

    摹本。但是也有不同的看法，因为《上虞贴》在宋时有过刻本，刻本与摹本的字形有不一致的地方。所以，对摹本的鉴定，一直

    悬而未决，争论颇多。

    怎样才能解决这个难题呢？ 《上虞贴》上的宋徽宗赵佶收藏

    印十分清晰，所以，确定是宋徽宗之前是没有问题的。那么，要

    确定是唐代摹本，却又没有足够的根据，因为，唐至宋徽宗之间

    有好几百年的时间。

    这个问题困惑着文物工作者。文物工作者知道摹本上还有一

    方朱印，但已完全看不清了，以致在它所在的位置上，重叠盖有

    另一方小印。要弄清《上虞贴》的年代，就要看这方小印了。

    软!射线技术，是最近几年发展的新技术。所谓软!射线，其射线的波长比普通所说的!射线长，大约在 ! %埃之

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 间。一般说来，!射线波长愈短，它的穿透能力越强。软!射

    线波长愈长，它的穿透能力则越弱。对于金属来说，它是无力穿

    透的。但对于低原子序数的非金属、轻金属、动植物体以及人体

    软组织就容易穿透。所以，应用软!射线新技术是解决《上虞

    贴》之谜的希望所在。

    果不出所料。《上虞贴》那方小印，虽然历经久远的年代，早已模糊不清，但它是盖在纸上，总有部分印泥(氧化汞，汞为

    重金属)渗透入纸层内部，也就是汞渗入纸层内部。所以，根据

    软!射线穿透纸张，而对重金属元素汞不易穿透的道理，把原

    来模糊的印章清楚地再现出来。用软!射线对《上虞贴》处理

    的照片上，清楚地看到《上虞贴》左下方多了一方醒目的印章：

    “内合同印” 。

    “内合同印”是五代南唐后主李煜的宫庭收藏印。可见摹本

    进入了唐相近的南唐宫廷，则《上虞贴》是摹本基本上可以定下

    来了。

    射线照射为什么能保鲜食品

    早在 %年，法国人就取得了辐射食品的专利。但是，由

    于没有搞清射线照射对食品产生的作用，担心会造成危害，因此

    长期没有广泛派上用场，直到 %世纪’ %年代才进行试验应用。

    现在已经认识到，用一定剂量的辐射线照射食品，可以除虫、灭

    菌、抑制发芽、延缓成熟、防止腐烂和发霉变质，达到保鲜和延

    长保藏期的目的。

    我们知道，向人们提供蛋白质、糖类和油脂等营养的绝大多

    数食品是动植物机体的可食性部分。射线照射在食品上，会引起

    一系列化学和生物变化，影响和破坏生物细胞中维持生命活动的

    各种生物化学活性物质，如脱氧核糖核酸的损伤；生物酶的纯

    · ! · ! 化学·物理卷化、降低乃至失去生物催化活性；其它化学成分或生物组织的变

    化等，使细胞的生长、繁殖等生活机能出现异常，从而改变了食

    品原来的某些性质和特点。此外，用射线照射食品，还能直接消

    灭其中的害虫、细菌等有害、有毒物，使食品免遭害虫、病菌的

    侵害。用辐射线照射处理的食品称辐照食品。

    用射线照射马铃薯、洋葱等块根植物食品，可以抑制其发

    芽；辐照水果和蔬菜，可以延迟成熟，避免和减轻霉菌滋生、腐

    烂发酵；辐照鱼、肉和禽类等高蛋白动物性食品，可以实现完全

    杀菌、消毒，消灭任何引起食物腐烂变质的有害生物；辐照冷冻

    的肉、蛋、禽类和其它易污染的食品，可以消灭沙门氏杆菌……

    能够应用辐射线照射处理的食品种类很多，效果也很明显。特别

    是对热带地区和远途运输、长期保藏的食品，辐照处理更显得必

    要。例如印度，由于地处热带，温度高而湿度大，食物非常容易

    腐烂变质，辛辛苦苦生产出来的食品常有! 多因腐烂而损失，如果用射线辐照，损失就会大大减轻。

    为了既保持食物的营养和风味尽可能不变或轻变，又不使食

    物有放射性危害，一是要选择适当的辐射源，目前所采用的辐射

    物只限于钴— 、铯—% 等少数几种放射性同位素以及(射线

    等。二是控制辐射剂量，例如，为消灭鱼、肉食品中的沙门氏杆

    菌，辐射剂量在 !% 万拉德；为抑制土豆发芽的剂量为!万

    拉德。拉德是实用辐射剂量单位，每克受辐照物吸收% 尔格射

    线能量为%拉德，%拉德的辐射剂量很小，% 万拉德也只能使

    食品温度升高!度，所以与加热高温消毒相比，食品辐照处理可

    称为冷消毒。这么小的放射性剂量不会破坏食物营养和风味，也

    不会造成放射性污染，当然也不会危害人的健康和安全了。

    近二十年来，由于科学技术的发展和人民生活的需要，对辐

    照食品的研究取得很多成果，世界卫生组织已经认定了若干种可

    用辐照处理的食品，很多国家广泛开展食品辐照研究和应用。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 石墨为什么能变成金刚石

    石墨和金刚石都是由元素碳所组成的，由于各自的晶体结构

    不同，而表现在硬度上差别极大。石墨很软，例如我们使用的铅

    笔笔芯的主要成分就是石墨；而金刚石则用做割玻璃的刀尖、钻

    探岩石用的钻头等。然而，我们却有办法把石墨变成金刚石。

    早在! 年，英国化学家坦南特就用实验方法确定了金刚

    石是碳的一种特殊结晶形态；! ! 年，英国科学家布喇格用%

    射线衍射法测得金刚石的晶体结构。但是，天然金刚石很少，价

    格昂贵，人工合成金刚石的实验研究始终没有停止。! 年，美国首次在高温高压下合成金刚石。此后人工合成金刚石逐渐发

    展起来，到! 年时，全世界一年人工合成金刚石已达( ) ) )万

    克拉(!克拉等于 ) )毫克) 。现代工业上使用的金刚石大部分

    是人工合成的，通常都是!毫米以下的小颗粒，最大的只有几克

    拉，现在也合成了宝石用金刚石。

    现在，人工合成金刚石的具体方法很多，例如，在!! )万

    个大气压和 ) ) )摄氏度的温度下，加上金属触媒，可以把石墨

    转化为金刚石；用烈性炸药引爆后产生强烈冲击波作用于石墨，瞬间产生几十万个大气压和相当高的温度，使石墨直接转变为金

    刚石。

    石墨合成金刚石，从表现上看只是形态、硬度、比重、导电

    性等物理性质的变化。但从微观上看，则是固体晶格结构和化学

    键的变化，在这一变化过程中，石墨中每层碳原子内的共价键和

    金属键及层间的范德华引力，转变为金刚石中碳原子之间纯粹的

    共价键；石墨中每个碳原子+ , 杂化变为金刚石中每个碳原子的

    + , 杂化，结果使石墨的层状晶格变成了金刚石的立方和六方晶

    格，石墨每层碳原子之间距离! - ( 埃和层间碳原子距离 - 埃

    · ! · ! 化学·物理卷都变为金刚石中碳原子间距离! 埃。正是这种化学结构上的

    变化，才导致其性质的变化，即从一种物质石墨变成另一种物质

    金刚石。

    红宝石为什么呈红色

    自然界的红宝石，是一种称为刚玉矿物的变种，化学成分为

    三氧化二铝，硬度%级，仅次于金刚石。红宝石独特的红色，是

    由于含铬离子所造成的，含量愈高，色泽愈深。常见的有粉红、血红直至暗红，而以血红者为最佳，俗称“鸽血红” 。其艳红如

    鲜血，光彩灿烂夺目，为稀世珍品、无价之宝。还有一种“石榴

    籽红宝石” ，淡红晶莹，宛如真的石榴籽，相当名贵。

    红宝石与钻石、蓝宝石、祖母绿、金绿猫眼石、翡翠同属于

    高档宝石。优质红宝石，可与宝石之王— — —钻石相媲美。! %

    年国际宝石市场上，一颗珍贵的红宝石每克拉(( )克)价格达

    ! ( ( (多美元，比同样重量的钻石还要昂贵。

    红宝石原是东方古代文明的珍宝，著名的产地有缅甸、泰

    国、斯里兰卡。它的梵文名称意即“宝石之冠” 。英国皇冠上重! 克拉的红宝石，伊朗皇冠上+ 颗红宝石扣子，都是缅甸的

    产物。

    红宝石的开发利用已有) ( ( (多年历史。传统的用途是作戒

    指、项链等高级首饰镶嵌品。有些国家，以浓红色的红宝石称

    “男性红宝石” ，淡红色的称“女性红宝石” ；戴红宝石戒指象征

    “火红的爱情” 、 “幸福的人” 。红宝石还代表正午和明丽的仲夏，因而被定为七月份的诞生石，生在七月份的人尤爱选用。) (世纪+ (年代初期，科学家用红宝石制出了第一台激光

    仪，从此，红宝石在现代科学技术中开拓了新的用途。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 无定形硅为什么能变成单晶硅棒

    在地壳中，硅的含量仅次于氧，居第二位，占地壳总重量的! %。它主要以二氧化硅的形式存在，岩石和沙土中都含有大

    量二氧化硅。元素硅的原子结构和化学性质与元素碳相似，单质

    硅是重要的合金和半导体原料。! 世纪 年代，半导体应用的发展，带动了单晶硅的生

    产。单晶硅是由许多硅原子以金刚石晶格结构排列成晶核长成晶

    面取向相同的晶粒并平行结合变成单晶硅。超纯单晶硅是最早使

    用的半导体材料，其纯度可高达’ %，在这样纯的

    单晶硅中，每一万亿个原子中有一个杂质原子。

    单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉

    法或悬浮区熔法从溶体中生长出棒状单晶硅。单晶的生长方法很

    多，主要有四种：

    区熔法。( !年，由美国科学家蒲凡所发明。在一个长棒

    形固体非单晶原料中，有一段短的区域被加热融熔，并且缓慢地

    从一端移向另一端，使原料内物质在结晶过程中重新分布，达到

    提纯物质重新结晶的目的。区熔法目前仍在广泛使用。

    水热法。单晶体在高温高压条件下从溶液中生长，所使用的

    容器是高压釜。通常把原料放在温度比较高的底部，籽晶放在温

    度较低的上部，容器内充满溶剂。在高压釜底部的高温部分，原

    料溶解在溶剂中，由于温差对流，溶解的原料被溶液带到釜上

    部，在籽晶附近达到饱和状态，并在籽晶上结晶。溶液的循环，使底部的原料不断溶解；而上面的籽晶不断生长。目前水热法主

    要用于生长水晶以及其它氧化物单晶。

    此外，还有外延生长法和升华法。现在的半导体材料锗和砷

    化镓等，其制造方法在技术上已经相当成熟。一块 )平方厘米

    · ! · ! 化学·物理卷的集成电路，可以把!万个固态器件的功能完全表现出来，这几

    乎与人脑的神经细胞密度一样高。

    为什么硅胶干燥剂吸潮后会变色

    硅胶是由硅酸凝胶充分洗涤后，除去可溶性盐类，干燥脱水

    以后，形成一种多孔性固体。硅胶对水等极性分子具有较强的吸

    附作用，在工作、生活上常常被派作防止霉变和锈蚀的用场。现

    在商品硅胶是将硅酸凝胶用二氧化钴溶液进行浸泡，干燥活化后

    制得一种干燥剂。

    应用硅胶干燥剂可使人放心。如果被保管的环境湿度大，硅

    胶干燥剂就会变蓝，告诉人们被保管的环境湿度大了，变潮了，应引起注意。为什么硅胶干燥剂吸潮后会变色了呢？

    硅胶干燥剂就是利用二氧化钴吸水和脱水时发生颜色变化的

    脾气，来指示硅胶吸湿的状态。金属钴是瑞典化学家格·波朗特

    在 %年发现的。二氧化钴是钴的一种重要化合物。它的脾气

    古怪：二氧化钴在无水状态下是蓝色的，在潮湿的空气中，二氧

    化钴随着吸水的多少，使它的结晶水数目不同而呈现不同的颜

    色，逐渐形成一水、二水……直至六水二氧化钴；颜色便由蓝色

    依次转变为蓝紫、紫红、粉红色。二氧化钴为六水二氧化钴，变

    成了粉红色，这就告诉人们它已经喝饱了水，再也没有能力吸水

    了。如果硅胶干燥剂呈粉红色，则表明它的吸湿程度已趋饱和，此时，干燥能力很差，需要换掉，或者重新处理。

    硅胶的吸收作用主要是物理吸附，对干燥能力变差的硅胶可

    以设法使其复活以利再次使用。具体做法：将失去干燥能力的硅

    胶放入约 !的烘箱内，促使其水分逐渐蒸发，粉红色的六水

    二氧化钴就会脱水，又重新变成蓝色的无水二氧化钴，使它的吸

    附能力得到恢复，可以继续供人们使用。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么硅窗能保蔬果鲜

    日常生活中，人们常常为蔬果贮藏的问题大伤脑筋。现在有

    个简单又方便的好方法：买个硅窗塑料保鲜袋，把新鲜的蔬菜或

    水果放进去，用绳子把袋口扎紧。这样做，在!! %的温

    度下，蔬菜可放三个月，苹果可存半年以上，而且色泽鲜艳，风

    味不变，清脆可口。

    那么，硅窗塑料保鲜袋为什么能保鲜呢？

    这得从保鲜的原理说起。原来，生长着的植物也和动物一

    样，都需要进行呼吸，既吸进氧气又放出二氧化碳。当蔬菜和水

    果收摘下来以后，这种吸呼作用仍在进行。这是它们维持组织内

    部细胞生命和进行物质转化过程所不可缺少的。要使蔬菜和水果

    能长时间地进行贮藏保鲜，关键就要抑制它们的新陈代谢，使它

    们的呼吸作用降低到最低程度。研究表明，影响呼吸作用的主要

    因素有温度、氧气和二氧化碳的浓度，以及植物激素的作用等。

    温度高、氧气含量高，呼吸作用就会加剧，熟化速度加快，不利

    于贮藏，这是人们比较熟悉的道理。植物激素的作用人们了解得

    比较少。在天然的植物激素家族中，有一种气态的物质叫乙烯，它是植物体内普遍存在的一种物质。 ( 年意大利植物学家格

    尔尼用香蕉从化学上证明乙烯是果实成熟时的一种代谢产物。它

    一经产生，便会迅速扩散，促进果实内部其它组织和其它果实的

    呼吸作用，加速熟化。少量的乙烯往往就能引起菜库、果库的蔬

    果大量腐烂。后来，科学家发现，二氧化碳是乙烯的拮抗剂，能

    有效地抑制乙烯的生成和排放。

    现在，菜库、果库的贮藏保鲜，一般都用空调加气调的方

    法。空调，一般把温度制在)左右；气调，就是形成低氧高二

    氧化碳的气氛。氧的浓度一般为!+，二氧化碳浓度一般在(

    · ! · ! 化学·物理卷!!，其余部分用氮气调节。二氧化碳虽然有拮抗乙烯、阻止

    呼吸的作用，但浓度也不能太高，若是超过 ，蔬菜水果就

    会出现酒味，甚至引起二氧化碳中毒，起黑斑、黑心等等。气调

    法，因为要有补充氧气和排除多余的二氧化碳的动力系统，设备

    比较复杂，投资比较大，全面推广有困难，特别是家庭蔬果保鲜

    就用不上了。近年来，科学家们发明了硅窗保鲜袋，它能使蔬果

    的贮藏气氛自动维持上述范围内，自动进行保鲜。

    硅窗保鲜的秘密全在于一种加成型硅橡胶薄膜上，这种硅橡

    胶的主链，同一般的硅橡胶一样，都是由硅原子和氧原子组成

    的。不同的是：加成型硅橡胶的分子中有不饱和双键和氢原子，它们在含铂的催化剂作用下，发生加成反应，彼此交联。因而，不需要另外进行加工硫化；再就是侧链上有许多甲基，因而分子

    链之间空隙较大，引力较弱，非常柔软。把这种胶液涂在一定规

    格的涤纶或尼龙布上，就形成了硅窗薄膜。

    一般的橡胶和塑料薄膜都有许多微型气孔。而加成型硅橡胶

    是没有气孔的。因此，气体分子不是靠气孔透过，而首先溶解在

    它上面，然后再进行扩散，从压力高的一边向压力低一边扩散开

    去。

    这种加成型硅橡胶同一般的橡胶塑料相比有两个独特的性

    能：一、它的透气性能比后者要高几百倍甚至上百万倍；二、它

    对各种气体有很好的选择透过作用，即不同的气体透过的速度是

    不同的。如果把氧的渗透系数当作，则二氧化碳为! % ，乙烯

    为。也就是说，在这三种气体当中，乙烯透过速度最快，二

    氧化碳次之，氧为第三。

    硅窗薄膜的这种选择透过性能，与蔬菜保鲜的要求，真可说

    是良缘巧合、天衣无缝。我们知道，空气中氧占 ，二氧化

    碳占( % ( ，而在硅窗保鲜袋中，由于蔬菜和水果呼吸作用，三五天内，氧的含量就会降到百分之几，二氧化碳则可迅速增至

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! ! 以上。因为气体总是由浓度大的地方向浓度低的地方扩散。

    所以，氧气就会自动地从外向内渗入补充，二氧化碳就会自动地

    向外逸出。至于乙烯穿出的速度就更快了。由于硅窗薄膜对氧和

    二氧化碳透过的速度不同，所以，经过一段时间以后，袋子里面

    氧和二氧化碳的浓度就可自动维持在保鲜要求的范围之内。

    正因为加成型硅橡胶具有如此之好的选择透过性能，所以，自! % 年美国化学家坎姆米格之后，科学家们就用它做人工肺、人造腮和排除核反应堆放射性气体等。 年代，法国科学家最

    先用它做成蔬菜水果保鲜袋。现在，我国也已经生产了。

    这种硅窗保鲜袋优点很多，且制作简单，只是在一个麻包大

    小的普通塑料袋上，开一个如小人书大小的窗口，上面贴上一层

    硅橡胶薄膜即成。菜库、果库贮藏，只要根据蔬菜的呼吸量、贮

    藏数量和贮藏温度等，选择大小合适的窗口即可。

    为什么同样的

    砖坯能烧成红砖和青砖

    建筑物的墙体有的是用青砖砌成的，有的则是用红砖砌成

    的。其实红砖和青砖都是用泥土制成的，只是制作方法不同而

    已。为什么同样的砖坯能烧成红砖，也能烧成青砖呢？

    我们不妨做个小实验。取一块鸡蛋大小的青瓦碎片，然后把

    它放置在煤饼炉的第一只煤饼和第二只煤饼之间(从炉口往下

    数) 。这样大约经过’ 分钟的时间，把碎瓦取出，你就会发现青

    瓦已变成了一块红瓦。如果你把这块红瓦放在第一只煤饼上面继

    续烧’ 分钟的时间，那么，红瓦又会变成青瓦。有兴趣的话，可以反复试几次，都会获到上述结果。

    为什么同样一块青瓦块，在煤饼的不同层上，竟然有如此大

    的区别呢？这里的奥秘何在？

    · ! ! · ! 化学·物理卷说来也简单。这是化学中的氧化还原反应起了重要作用。煤

    炉中间的第一只煤饼和第二只煤饼中间是氧化层。煤饼中的碳与

    空气中的氧发生氧化反应，产生二氧化碳并放出热量。青瓦块在

    第一只和第二只煤饼中间，受到高温的作用，加上有充足的氧

    气，青瓦中的黑色氧化亚铁变成了红色氧化铁，于是青瓦变成了

    红瓦。

    第一只煤饼的上部是还原层，从下面来的二氧化碳与炽热的

    煤进行作用，进行还原反应，同时煤块在高温下被干熘，产生可

    燃性气体、一氧化碳、氮气等。这些气体上升到炉口与空气进行

    接触，产生淡蓝色的火焰。红瓦放在这里与还原性气体接触，红

    色的氧化铁被还原成黑色的氧化亚铁，红瓦就变成了青瓦。

    在工业生产中就是根据上面的原理，一般用大火将砖坯里外

    烧透。然后熄火，使窑和砖自然冷却。此时，窑中空气流通，氧

    气充足，形成了一个良好的氧化气氛，使砖坯中的铁元素被氧化

    成三氧化二铁，由于三氧化二铁是红色的，所以也就会呈红色。

    如果待砖坯烧透后，往窑中不断淋水，此时，由于窑内温度很

    高，水很快变成水蒸气，将会阻止空气的流通，使窑内形成一个

    缺氧的环境，砖中的三氧化二铁便被还原成氧化亚铁，并存在于

    砖中。由于氧化亚铁是青灰色的，因而砖就会呈青灰色。

    同样的粘沙土为

    什么能烧成不同的砖

    在农村居住过的人，大都见过烧砖，先用粘沙土打成砖坯，放到砖窑里烧，就能得到砖。

    可是你想过吗？用一样的粘沙土，可以烧成青砖，也可以烧

    成红砖，这是为什么呢？

    制砖使用的粘沙土，成份极其复杂，主要含硅酸盐，另外，· ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 还含有少量的铁。

    在烧砖的过程中，先要用大火将砖坯从里到外彻底烧透，然

    后停火，使砖和窑慢慢地冷下来。整个过程中空气非常充足，砖

    坯中的铁的氧气发生作用，变成三氧化二铁，它是红色的(颜料

    店里卖的铁红，就是三氧化二铁的细粉) ，砖里有它，就显出红

    色，这样就得到红砖。

    要想得到青砖，应该用厚土把窑顶压实，在砖坯被烧透以

    后，不让它自然冷却，而要从窑顶上不断向下淋水，使水慢慢渗

    下去把砖冷却。这时窑内温度很高，由于从上面不断渗水，阻止

    了空气的进入，在砖窑里形成一个缺氧的环境，这时砖内的三氧

    化二铁转变成氧化亚铁，砖里混有氧化亚铁，得到的就是青砖。

    读到这里，你就会明白：原来砖的颜色是由铁的不同存在形

    式决定的。

    金粉印花布的金

    粉花纹为何突然消失

    一件用金粉花纹印在褐黄色底色上的新上衣，悬挂在房间内

    的煤炉旁，谁知，过了一段时间，当主人取这件衣服准备出门穿

    时，不禁大吃一惊，衣服上的金粉花纹竟然不翼而飞，消失得干

    干净净。主人百思不得其解。

    用金色细线条构成的花纹的印花布，它在光线照射下，会显

    现出闪闪发光的花纹，这种印花布称为“金粉印花布” 。它是由

    铜和锌合金研磨成的细粉，借助粘合剂粘印到织物表面而成的。

    这种细粉是一种平滑的鳞片状颗粒，表面似镜，在光线照射下，能闪发出惹人喜爱的金光。可是，这种面料的衣服，不论干湿，都不宜悬挂在煤炉或烤火盆附近。因为煤球、煤饼燃烧时，会有

    一些含硫化合物的气体逸出，主要是硫化氢，面料上的“金粉”

    · ! · ! 化学·物理卷会与硫化氢等气体生成带褐黄色的硫化铜，恰好与面料的底色相

    同，使衣服上的金色花纹全部“消失” 。如果花布的底色是其他

    颜色，原来的花纹虽可辨认，但花纹却变成无光的褐黄色。那件

    褐黄色的新上衣花纹全部消失的原因就在于此。

    合金为什么能溶于水

    通常的金属是不溶于水的。但是，在合金中加入一定的催化

    剂，就能促使某些金属与水发生化学反应，使合金溶于水。

    有一种新型的铝合金材料，它在强度、加工性能、导电率等

    方面都与普通金属完全一样，但在冷水中却很容易溶解。不过，如果没有水存在的话，在大气中是稳定的，可连续长期存放。这

    种合金有如保险丝一样，可用于带有警报器的电路上，作为检测

    渗漏水之用。

    在氧化钯中添加镁、铁系氧化物，在! ! % 高温下熔

    炼，采用“液体超急冷却法”而制得的合金，可溶于水，并成为

    胶状物。

    一些科学家研制成功的铝、镓、铟、锡合金，可以溶解在水

    中，并且释放大量的氢气。据报道，每克铝合金可产生升多

    氢气。这种氢气可以代替汽油用做未来汽车的理想燃料。值得一

    提的是，铝合金溶于水放出氢气后，作为催化剂作用的镓等金属

    则沉淀在水底，可供重复再利用。

    合金为什么有惊人的记忆力

    不久以前，国外有人做过这样的时髦表演：表演人把一个揉

    搓得像乱纸团一样的小金属块投到一个热水缸里。几秒钟过后，只见金属神奇般地“伸胳膊，伸腿” ，在众目睽睽之下，生长起

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 圆圆的身躯，鼓起两只圆圆的眼珠，长出了背鳍，展开着摆动尾

    巴，一条精雕细刻的金属鱼就栩栩如生地“游戏”在鱼缸里。这

    不是在表演魔术，也非特异功能表演，是一次别开生面的“形状

    记忆合金”的实验。能在鱼缸里变成金属鱼的合金就是形状记忆

    合金。

    人们把形状记忆合金，叫做“记忆合金” 。记忆合金来到世

    界已有! 多年。从一开始，科学家就对它十分偏爱。这些记忆

    合金有着惊人记忆力，永不忘却；即使借助于外力把它们揉搓得

    不成样子，一旦遇到特定的温度条件立刻被唤醒记忆，恢复自己

    的原形。开头所叙的试验就是一例。

    用来制造金鱼的合金是镍和钛配制而成的。在! 年前，美

    国的一个海军兵器研究所的科研人员在一次偶然的机会，发现了

    记忆合金和温度的关系。以后他们顺藤摸瓜，进一步研究温度和

    记忆的种种联系，发现不同成分的合金片，唤醒记忆的温度也不

    同。人们通过对镍、钛两种金属的配合比例的调节，能动地控制

    合金的唤醒温度。如将两种金属对半掺，则合金的唤醒温度为

    ；如把镍的比例少千分之一，而使钛的比例相应增加千分之

    一，合金的唤醒温度就下降% ，变成 ；当镍的比例降为

    ( ) (，钛的比例增加到( ) +时，合金的唤醒温度恰巧是

    。

    记忆力合金的作用原理，至今还无法讲得很清楚。目前，据

    科学家使用电子显微镜观察的结果发现，温度使合金内部的晶格

    结构产生了种种变化，这是合金产生惊人记忆的原因。

    记忆合金的特殊功能，使它具有相当广泛的应用价值，在许

    多尖端科学研究领域发挥着作用。

    · ! · ! 化学·物理卷氧化膜为什么能

    使不锈钢呈现不同色彩

    现代建筑装饰和生活用品要实现“多样化、高级化、个性

    化” ，需要色彩鲜艳，具有艺术魅力的不锈钢。为了适应广大群

    众对美化生活的需要，各国科学家正在打破传统观念，探索研究

    钢铁彩色化。彩色不锈钢的问世给人们带来希望。

    彩色不锈钢并非喷上一层油漆，因为这样会丧失不锈钢的固

    有金属光泽，而且油漆容易脱落。目前主要采用酸性浴氧化着色

    法，主要包括着色处理和硬膜处理两个工序，在不锈钢表面形成

    一层无色透明的氧化膜。无色透明的氧化膜何以使不锈钢呈现不

    同色彩呢？其原理如肥皂泡在水上油膜可呈现出彩虹似的颜色那

    样，是光的一种干涉现象。

    原来，白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成

    的复色光。当一束平行光线照射到氧化膜表面，一部分光线!

    进入氧化膜，再从下表面反射回来，共同形成干涉光! 。如果干

    涉光中两列光波正好是波峰与波峰或波谷与波谷相遇，则使光波

    的振动加强；相反，如果波峰与波谷相遇，则使光波的振动减

    弱。白光产生上述干涉现象后，究竟哪种颜色的光波被加强了，主要取决于氧化膜的厚度。当氧化膜的厚度从 %微米增加到

    微米，则相应显示蓝色!金色!红色!绿色。

    彩色不锈钢在保持其固有金属光泽前提下，具有色调艳丽、柔和、自然的特点，在长时间紫外线照射下会褪色。

    彩色不锈钢在工业污染的环境中和海水里进行长达’年的暴

    露试验，几乎未被腐蚀。实践证明，彩色不锈钢的耐腐蚀性超过

    了未着色的不锈钢。

    彩色不锈钢能在沸水中浸泡% (天，在 ) 干燥条件下暴

    · ! · 新编十万个为什么 露! 天，在 %以上直至! %的短时间内，仍能保持原有的

    色调和光泽，说明彩色不锈钢具有良好的耐热性。

    彩色不锈钢的耐磨试验目前还没有一种标准方法，通常可进

    行橡皮摩擦试验和钢针刻痕试验。试验表明，着色氧化膜能经受

    带 克负荷的橡皮摩擦 次以上而未被擦穿；能经受带 ! 克负荷的钢针刻划而不划穿。家用烟灰缸经两年以上的使

    用试验，没有明显的磨损现象。

    彩色不锈钢的氧化膜非常致密，吸附力强。它能经受 %

    的疲劳弯曲试验，直至不锈钢产生断裂，而氧化膜仍未剥落，故

    可进行冲压成型。但在变形程度大的加工中，在延伸部分产生变

    色现象。应先压制成型再进行着色处理，或采取其它保护氧化膜

    的措施。

    酸性浴氧化着色工艺，是 ( ) 年由英国际镍公司首先提出

    专利权，其工业产品于 ( ) 年投放市场。近年来，彩色不锈钢

    的应用日益广泛。

    在我国台湾省台北市的亚洲信托大楼，其外壁和窗框均采用

    金色不锈钢制成；在美国华盛顿的国立宇航博物馆，高耸着一座! 米高的钢铁结构塔，也是采用彩色不锈钢建造的；在美国得

    克萨斯州休斯敦市的 层彩色不锈钢大楼，由于阳光入射角的

    改变，从早到晚可以显示七种颜色的连续变化和相互辉映，十分

    壮观，深受人们的喜爱。

    彩色不锈钢不仅可用于高层建筑、商品广告、陈列橱窗、家

    用器具、体育用品、工艺美术，还可用于太阳能吸收装置、照相

    机、钟表、车辆和精密机械等零部件，被广泛作为理想的消费材

    料和生产材料。

    · ! · ! 化学·物理卷变色釉为什么变色

    众所周知，陶瓷制品的颜色是稳定的，可以历经千年不变。

    那么，世界上有没有会变色的陶瓷呢？回答是肯定的，有。变色

    陶瓷的问世是在! 年秋季在北京的一次国际博览会上，是中

    国的科学技术人员，让世人一睹变色陶瓷的神奇。变色陶瓷在阳

    光下呈现出紫色或红色，而在高压汞灯下几乎变成了深绿或蓝绿……

    变色釉为什么变色？其中的奥秘就在稀土元素的发色、助色

    功能。

    稀土元素是由镧、铈、镨、钕、钜、钐等! %种难以把它们

    互相分辨的元素组成。它们的化学性质十分活跃，原子结构独具

    特色，尤其外层电子层中有一层没有充满电子的电子层。

    电子层是个不饱和的电子层，能够产生多种多样的电子能级。当

    受到不同波长的光照射时，电子层的电子就会对光进行有选

    择的吸收和反射，能吸收一种波长的光后又放出一种波长的光，从而产生变色效应。陶瓷科技人员巧妙地把稀土元素的这种特殊

    本领应用于陶瓷制品中，掺入了稀土元素的陶瓷基釉施在胚体表

    面，在! ( ) )左右的还原焰烧成，发生一系列的物理、化学变

    化，从而产生了一种新的固熔体。又由于稀土元素化学性质相

    近，难以把它们分开，这样往往有几种稀土元素离子同时固熔在

    釉的硅酸盐晶体中，如镨和钕往往富集在一起，这种新的固熔体

    在可见光的范围内，对各种光具有强烈选择性、吸收和反射特

    性。因此变色釉就能够在不同性质光源的照射下，变幻着各种各

    样的颜色。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 铁为什么燃烧! !年月日，印度东部的维沙卡帕特南港发生一场罕

    见的大火灾。这场大火是在装满铁砂的巴拿马货轮“塞尼克斯”

    号上燃起来的。熊熊大火无法救灭，足足燃了!个月才熄灭，一

    共烧去了% 多吨铁砂。十分令人不解的是：火灾是突然发生的，又没有肇事者，货轮上不是装易燃的木材、石油制品，而是多孔

    的铁矿石，难道铁还会燃烧？

    说来凑巧，类似的火灾曾经发生在美国东部的纽黑文港。! 年月!日，一艘希腊货轮满载着多孔铁矿砂，也发生了

    一起铁矿砂燃烧的事件。

    如何解释铁能燃烧的现象呢？的确在常人眼里大为迷惑不

    解。

    其实只要重复一下铁丝在氧气中燃烧的实验，一切就可迎刃

    而解。不仅铁丝可以在氧气中燃烧，就连大铁块也能在氧气中化

    为灰烬，这是由于氧气的化学性质所决定的。

    氧气这种能力在一些化工厂的火灾中表现得淋漓尽致。在! 世纪末，有一家英国化工厂的工人在用氯酸钾制取氧气时，不慎着火，立刻发生爆炸，大火把工厂的一切，包括铁制的卷扬

    机也化为乌有。一般说来，火燃钢铁决不会在含氧( )的空气

    中自动燃烧的，钢铁自燃是有条件的，只有钢铁和空气接触面积

    大，氧化反应才能很快进行，并产生大量的热，这种现象极为罕

    见。铁砂能够燃烧，只有在用新的还原法直接提炼的球铁砂内部

    才会发生。人们在炼球铁矿砂时，将采用的铁矿砂放在还原性气

    体一氧化碳或氮中加热，得到了内部具有占矿砂表面积% !

    %)的空隙矿砂。这种矿砂与空气接触的面积很大，弄不好就会

    发生剧烈的氧化反应，使原来很难燃烧的铁砂变成可怕的火种，· ! · ! 化学·物理卷酿成重大的灾祸。

    人们发现，铁矿砂自燃主要取决于货物密度、舱内通气度以

    及铁矿砂生锈的程度等许多因素。

    为什么白色或

    浅色的丝绸容易泛黄变色

    在生活中，如果你是个有心人，就会观察到白色或浅色的丝

    绸织物，即便是从未穿的或洗涤过的，放置的时间长了都会自行

    泛黄变色，这是为什么呢？

    这是因为在丝绸纤维中含有的丝朊对光照特别敏感，当它受

    到光照射后，就会发生光化学反应，丝纤维的分子长链就会断

    裂，丝纤维中所含的色氨酸、苯基丙氨酸、酪氨酸会被氧化，而

    且酪氨酸被氧化后会生成一种黄棕色的物质，这些都会导致丝绸

    织物泛黄变色。此外，丝绸织物在染整加工过程中，如果受到诸

    如整理时溶碱性过重，采用氧化剂漂白，漂染后用烷基苯磺酸盐

    作皂洗、选用染料不当等因素的影响，也会引起或加速织物泛黄

    变色。

    目前，在染整加工中，已采用树脂整理工艺，合丝绸纤维表

    面形成一层保护性薄膜，这可以减少因光照影响而致泛黄色的程

    度。也有采用“甲基化法”使丝纤维化学改性，把丝纤维中的羟

    基、羧基和氨基等基团加以甲基化而“封闭”起来，也可降低丝

    绸织物的光照敏感性，使织物的泛黄变色程度显著降低。另外，在日常洗涤时，就注意不要用高于! 的温水洗涤，必要时，在洗涤时可用荧光加白剂加工，以减少泛黄变色的程度。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 丝绸为什么能吃

    众所周知，丝绸是制作精美的服装的原料，如果有人告诉

    你，丝绸可以作为食品饱腹充饥，恐怕你会怀疑此人精神是否正

    常。科学的发展往往令常人难以置信。如今科技工作者推出一种

    可食的丝绸食品。其制法比较简单，把丝绸放入! ! 的氯

    化钙溶液中，丝绸就会溶解。然后把液体倒在透析膜上，再在水

    中漂%!天，氯化钙就进入水中，透析膜中只剩下丝绸溶液。

    这就是可食丝绸的主体，再用含有果汁的柠檬酸等酸性物质使丝

    绸溶液保持’ (值为!左右的酸性，并使它在室温中凝固成胶

    状，如果在丝绸溶液中再加入果汁或酒，这冻胶的味道就变好

    了。如混进苹果汁的冻胶，吃起来水分很多，有入口就化的感

    觉。丝绸的浓度可变，冻胶的硬度也可自由调节；用电子显微镜

    观看，可见水积聚在三维蛋白质的网目中。

    这种丝绸溶液不仅可做成冻胶，还可把丝绸溶液混在麦粉中

    做成丝绸面条，丝中含有叫丙氨酸的氨基酸约 ，有增强肝

    脏功能的作用。丝绸本身无味，因此便于做成丝绸面条、丝绸豆

    腐、丝绸冻胶。目前，由于化学纤维不断涌入市场，丝的消费量

    一直在下降。因此，可食丝的出现，将有助于丝的销售。

    可食丝绸食品的问世，使丝的用途开辟了新的天地。丝不仅

    仅可以用来编织人们的衣服，使人们潇洒大方，遮风挡寒，而且

    还能给人们的餐桌增加美味，这不是件好事吗？

    为什么明亮的铝锅会变成黑褐色

    刚买回来的铝锅，银白银白，十分令主人喜欢。可是，好景

    不长，用它煮过几次水以后，锅内凡是水浸到的地方，漂亮的光

    · ! · ! 化学·物理卷泽被破坏了，一层黑褐色竟然鬼斧神工般地涂上了。这其中的奥

    妙是什么？

    用化学家的话来说，发生这种现象的原因是铝和水中的铁盐

    发生了金属置换反应。

    我们日常食用的水看来是无色透明的，其实，水中的杂质还

    不少呢。在这些杂质中，有一种叫做碳酸氢亚铁，另一种叫碳酸

    氢亚锰。如果新买的铝锅放入含有较多的这种铁盐、锰盐的水，少量的铝就和铁盐、锰盐发生置换反应，铝变成铝离子进入水

    中，铁离子、锰离子分别变成金属铁、金属锰覆盖在铝锅的内表

    面上。随着这种反应的不断进行，光亮如银的铝锅内表面就变成

    黑褐色了。

    为什么有的铝锅内表面会是黄褐色的呢？这是由于铁有二价

    离子和三价离子之分。在深井水里，由于溶解的氧少，而且又含

    有游离的碳酸，因而只有二价铁离子以溶解的、无色的碳酸氢亚

    铁形态存在着。如果深井水汲出后，不马上使用，在与空气接触

    后，碳酸分解成二氧化碳跑掉，二价铁离子被氧化成三价铁离

    子，部分碳酸氢亚铁就转变成氢氧化铁。氢氧化铁是红棕色的，它难溶于水，以肉眼看不见的小颗粒悬浮在水中。这样含有碳酸

    氢亚铁、碳酸氢亚锰和氢氧化铁的水长时间与铝锅接触，氢氧化

    铁就和铁、锰一起沉积在铝锅的表面上，这就是产生黄褐色的缘

    由。

    铝锅内表面的黑褐色、黄褐色对人体并没有害处。如果嫌其

    不雅、难看，除去它，反而会破坏铝锅坚硬的氧化层薄膜，影响

    铝锅寿命。

    水是什么

    水是我们非常熟悉的一种物质，是人类宝贵的自然财富。水

    · ! ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 在自然界里分布很广，江、河、湖、海约占地球表面积的四分之

    三，地层里，大气中以及动物、植物的体内都含有大量的水。例

    如，人体含水约占体重的三分之二；鱼体含水达! ! ；某

    些水果、蔬菜含水更多。没有水，人和动物、植物都不能生存。

    水对于农业和工业生产都有重要意义。人们要用大量的水来灌溉

    农田，利用水来溶解物质，加热或冷却物质，制造化肥、农药、塑料、合成纤维等多种工业产品。

    我们每时每刻都离不开水，水是什么东西呢？十八世纪中

    叶，人们第一次认清了水的本来面目。

    当时，英国有个化学家叫普利斯特利，他常给朋友们表演这

    样一个魔术：手拿一个“空”瓶子，在朋友面前晃几下，然后，他敏捷地把一支燃着的蜡烛移近瓶子。 “啪”的一声巨响，把朋

    友们吓了一大跳。瓶口喷出长长的火舌，但立刻又熄灭了。

    原来，这位化学家早已在瓶子里装满了氢气和空气。氢气和

    空气都没有颜色，所以瓶子看起来是空的。氢气有个特性，它与

    空气混合后一烧起来，就会发出巨大的声响，人们把这种现象叫

    做“爆鸣” 。这种混合气体，在化学上叫做“爆鸣气” 。

    普利斯特利给朋友们表演了很多次这种魔术。后来他发现，变完魔术后的瓶壁上有不少水珠。这是为什么？开始他以为是因

    为瓶子本来就没有擦干。于是，他用干燥的氢气和干燥的瓶子，重新一次又一次进行耐心的试验。

    实验证明，氢气在空气中燃烧，即与空气里的氧气发生反

    应，就变成了水。也就是说，水是由氢和氧两种元素组成的。科

    学家们继续研究证明，氢气燃烧而生成了水。在燃烧过程中，每

    两个氢原子和一个氧原子化合，生成一个水分子。

    为了证实水是由氢和氧两种元素化合而成的，人们通常用电

    解的方法把水分解成氢气和氧气。

    方法很简单：在一盆水里，加进少量硫酸(为了增强导电

    · ! · ! 化学·物理卷性) ，然后把干电池的两个电极上的铜丝，插进水中。我们可以

    看到，两个电极上都有气泡产生。

    把从正极出来的气体收集在试管内，检验一下它的性质，它

    能使点燃的木条燃烧得更旺，证明它是氧气；把从负极出来的气

    体收集在试管内，用火一点，就有淡蓝色的火焰烧起来，证明它

    是氢气。

    水经电流作用而分解为氢气和氧气的过程，叫做电解。

    水是非常稳定的。氢和氧一经结合成水，就不肯轻易分开。

    即使把水加热到! 时，% 个水分子中，也只有% 个分

    子被分解成氢和氧。

    碱水为什么会从碗里自己爬出来

    馒头是人们喜爱吃的主食。在蒸馒头之前，为了中和面团在

    发酵过程中产生的乳酸，总是要加适量的碱水，用来消除馒头的

    酸味。如果碱水过多，只好把剩下的碱水留待下次蒸馒头时再

    用。谁知，剩余的碱水放置了几天以后，令人感到惊奇的是，它

    竟会自己从碗里爬出来。这是什么缘故呢？

    原来，碱水的化学成分是碳酸钠，碱水能润湿瓷碗，在碗内

    会沿着碗的内壁向上润湿一薄层。这一薄层碱水的水分极易蒸

    发，使碳酸钠溶液的浓度增大。碱水中的碳酸钠、水和空气中的

    二氧化碳气体化合成碳酸氢钠晶体，随着水分的不断蒸发，就会

    在贴着碗内壁处形成一层疏松的白色碳酸氢钠小苏打晶体。由于

    这层晶体内有许多孔隙，碗内的碱水在毛细血管的作用下，又会

    不断地向上渗透，于表面处与空气中的二氧化碳气体接触，因此

    沿着碗的表面不断向外形成新的小苏打晶体，这样就渐渐造成碱

    水从碗中爬出来的现象。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 化学反应为什么能产生激光

    在化学反应过程中产生的原子或分子往往处于激发态，能量

    高而不稳定，在一定条件和特殊情况下，如果有足够的原子或分

    子被激发到某个特定的能级，形成粒子数反转，出现受激发射而

    引起光放大作用，就产生化学激光。利用化学反应释放的能量来

    实现工作粒子数反转的激光器，称为化学激光器；化学激光器产

    生的激光，叫化学激光。

    产生化学激光的反应一般是放热的原子交换反应。为使这种

    反应迅速进行，必须有大量的自由原子来引发反应，产生自由原

    子的方法称为引发技术。以产生氟原子的引发为例，可用紫外

    线、电子、热和化学反应等几种途径，只有化学反应引发不需要

    外部能源，所以这种激光器又称为纯化学激光器。! 年，科学家皮门塔尔等首先实现碘和氯化氢化学激光，到% 世纪’ 年代已发展了多种类型的化学激光。例如，光解离

    型，外界紫外线把分子激励为激发态分子，然后通过它本身的单

    分子解离反应，获得激发态原子，实现粒子数反转产生激光；原

    子态激励型，利用外界能源得到自由原子，自由原子与第二种分

    子反应，达到粒子数反转产生激光的目的；还有纯化学型和传能

    转移型等。纯化学型以连续波方式运转，二硫化碳与氧燃烧体

    系、一氧化氮和氟燃烧解离等都属纯化学型。

    化学激光的粒子数反转有不同的方式，有些反应在初始阶段

    出现全反转分布，即振动能级之间存在粒子数反转态，激光腔内

    各支辐射跃迁，都可能产生激光。随着分子间互相碰撞交换能量

    以及级联辐射跃迁，全反转过渡到部分反转分布，直到最后反转

    消失。还有些反应一开始就产生部分反转分布。

    按跃迁机理不同，化学激光器可分为三种。一种是纯转动化

    · ! · ! 化学·物理卷学激光器，于! 年发现。它利用分子同一振动能级中的转动

    能级间的粒子数反转，把转动能变成相干辐射，这种激光的输出

    波长! %!! % %微米，主要有氟化氢、羟基等。另一种是振转跃迁

    化学激光器，最早发现的一类化学激光器。它利用反应产物分子

    或自由基的振动转动能级上的粒子数反转，把反应释放的能转分

    为相干辐射，这种激光输出的波长在!! %微米。还有一种是电

    子跃迁化学激光器。

    古铜镜为什么千古不锈

    早在’ % % %多年以前，我们的祖先就已用青铜做镜子了。从

    青铜时代的商周一直到宋、元、明时代，铜镜作为一种日常生活

    用品，得到了广泛的使用。

    中国古代的铜镜中，以战国、汉、唐时的铜镜最为精致。其

    中有些铜镜精品，表面呈装饰性和反光强的白亮状态，耐腐蚀性

    很强，经历了几千年岁月的磨蚀，仍然不会生锈，光可照人，鉴

    人毫发。过去的古董商人称这类铜镜为“水银沁” 、 “水银青”镜

    等。

    对于“水银沁”铜镜的白亮和千古不锈的罕见现象，国内已

    议论了将近’ % %多年，国外对它的研究也有半个世纪的历史。虽

    然人们意识到“水银沁”现象可能是经过某种表面处理而获得

    的，但对其本质、形成原因和制作工艺则诸说不一，一直也没有

    复制出来。直到! ( 年! %月，我国的科学工作者经过年多的

    努力，终于把“水银沁”铜镜千年不锈之谜大白于天下。

    通过科研人员对铜镜的元素分析，弄清了“水银沁”镜体为

    铜锡铅的三元合金，其成分和一般铜镜相同。铜镜镜面和镜体的

    化学成分不同，镜面上有一层富锡层，含锡量达 %)左右，高

    出镜体!倍多。镜面除富锡外，还有一些含量高于镜体或镜体没

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 有的某些金属元素。镜面的富锡层极薄，仅几十至几百毫米。富

    锡层上还有一层锡的氧化物透明薄膜，并且，镜面的耐腐蚀性明

    显大于镜体。

    通过检测，研究人员终于明白了“水银沁”铜镜表面白亮，千古不锈的原因。古代工匠在制镜时，采用某种表面处理工艺，使其表面形成富锡层，抛光后镜面呈白色略带灰黄色(锡青铜随

    含锡量的增加，颜色会由黄变白) ，所以可鉴人毫发。富锡层在

    空气中逐渐被氧化，表面会生成致密的、微晶态的、以二氧化锡

    为主要成分的透明膜，它的耐蚀性十分优良。只要这层膜不受破

    坏，就可以保护铜镜内部金属不受腐蚀，千年不锈。

    铜镜千年不锈谜底揭开后，古代铜镜表面处理技术究竟是什

    么？仍然为专家学者所关注。我国的科研人员根据东汉“水银

    沁”铜镜面有磨抛的痕迹，推测古代制镜可能采用了“磨镜药表

    面处理”技术；又根据《镜镜冷痴》一书中的“磨镜药亦汞锡为

    之”一语，以及东汉“水银沁”铜镜镜面除富锡外，还含有其他

    元素的线索，成功地配制了一种含这些元素的白灰色磨镜药粉

    剂，用毡团沾取磨镜药摩擦复制镜，其表面果然白亮如银了。经

    检验，复制镜的表面形貌和状态与东汉“水银沁”铜镜相同。

    充满气的气球

    放入液氮中为什么会瘪掉

    众所周知，氮占空气总体积的五分之四左右。如果将空气经

    深度冷冻液化和进行精馏、压缩等技术处理便可获得液态氮。液

    氮具有广泛的科学研究和生产实际的应用价值，一般可以作为深

    度冷冻剂；利用液态氮蒸发时能获得低温的特点，可以使许多物

    质的分子结构发生变化，物质性质也会急剧改变。例如把鲜花、苹果、呢帽、橡胶制品等浸入到液氮中，它们会令人惊讶地变得

    · ! · ! 化学·物理卷像玻璃一样脆。

    如果把充满气体的气球放入液氮中，本来充气十足的气球突

    然会瘪下来。为什么充满气的气球放入液氮中会突然瘪掉呢？

    充满气体的气球，球内的气体是由许多种气体组成的混合

    物。主要有氧、氮、二氧化碳、氢和惰性气体。这些气体的沸点

    不一：氦为! %、氢为! ( % (’、氖为! ) ( %、氮为! ( %、氩为! ( %、氧为! +’、氪为! ( %、二

    氧化碳为!, %等。由于液氮蒸发时的低温作用，会使气球内

    的气体发生凝聚，沸点高于氮的气体纷纷被液化，甚至固化。这

    样，气体内的气体压力也就会骤然下降，气球会迅速地瘪掉。

    当气球从液氮中取出，重新置于室温的环境中，由于室温高

    于气球内各种气体成分的沸点，已经液化和固化的气体，随着气

    体压力的增大，瘪掉的气球又会慢慢地鼓起来。

    哭的化学基础是什么

    人处在绝望状态或极度悲伤时，常会大哭一场，哭过之后，心情就好一些，情绪紧张状态也可明显减轻。然而，哭泣的机理

    犹如睡眠一样，长期以来还是一个未解之谜。

    美国明尼苏达大学的精神病学和生物化学家威廉姆·弗里教

    授，对) - -多名自愿受试的成年人哭泣进行了专门研究。他组织

    这些受试者观看主题非常悲惨的电影，使他们感到悲伤而流泪，然后收集他们的泪液进行研究。发现眼泪中含有两种重要的神经

    递质。弗里教授认为：哭泣是一种重要的“释放阀” ，人们在哭

    泣之中，心情会感到轻松一些，这主要是由于泪水将他们情绪紧

    张或悲伤时在体内产生并积聚起来的某些化学物质释放出来的缘

    故。

    弗里教授发现，眼睛受到刺激，泪腺分泌出的泪水与其它原

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 因所流的泪水的化学组成各不相同。例如，因接触生洋葱而产生

    的泪水，其化学成分与伤感时产生的情感性泪水不同。生化分析

    证明：情感性泪水中含有亮氨酸脑啡肽和促乳素两种神经递质。

    亮氨酸脑啡肽是与天然阿片一样具有止痛作用的物质；而促乳素

    则是在情绪紧张时由脑垂体释放出来的，它与妇女的哺乳有关。

    这两种神经递质都是一种化学性的信使：既能维持脑细胞之间的

    相互联系，又能使脑细胞与机体其它器官之间发生联系。目前，泪水中这两种神经递质的真正作用尽管还不完全清楚，但都与缓

    解疼痛和减轻情绪紧张有关。所以对泪水研究的这项新发现，将

    会对哭泣的功能研究提供新的线索。

    通常，人们的眼睛里都有一薄层泪液，它对眼睛的角膜能起

    提供氧和润滑的作用，但在哭泣时，就会产生大量的泪液。弗里

    教授认为，压抑哭泣不是个好办法，容易导致感情麻木，还容易

    引起溃疡病以及其它与精神因素有关的疾病。对于孩子，我们也

    不该强制性地不许他们哭泣。当然，哭得厉害或时间过长，也会

    有损健康，可以采取某些适当的、合理的措施，使他们愉快而自

    然地停止哭泣。

    弗里教授说，女子的哭泣次数要比男子多!倍，其真正的原

    因还尚未完全清楚，但显然这与两性的激素水平的不同有关，人

    们每次哭泣的时间长短不一，短的持续秒钟，长的可达两小

    时，平均是!分钟。下午时! %时最容易出现哭泣的场

    面，因为这一段时间是与亲友聚会或观看电影的时刻。

    为什么不同人种的肤色各不相同

    现代科学技术的发展，使原来相距遥远的国度，变成了“咫

    尺之遥” 。所以有的人风趣地讲地球变成了“地球村” 。在地球村

    的居民中，它们同为人类，可肤色不尽相同：有黄肤色的，黑肤

    · ! · ! 化学·物理卷色的，也有白肤色的，这是为什么呢？

    在人体表皮层的中下方，有一种黑素细胞。这种细胞含有黑

    素粒，它会合成和分泌一种叫黑色素的棕黑色物质，使人呈现出

    一定的肤色。世界上各种人种身体每一部位的黑素细胞分布的密

    度大致是相同的，但由于遗传和环境的影响，不同人种体内黑素

    细胞中的黑素粒的发育程度便显得各不相同。

    黑素粒的发育一般可分为四个阶段：第一阶段为一个球形囊

    泡；第二阶段分化为卵形细胞器；第三阶段便产生一定数量的黑

    色素；第四阶段黑素粒已完全黑化。欧洲的白种人为什么肤色是

    白色的？因为欧洲白种人的黑素细胞里只含有少数第四阶段的黑

    素粒，却存在一定数量第二、第三阶段的黑素粒，因而他们的皮

    肤较白。亚洲人的黑素细胞中包含中等黑化的第三、第四阶段的

    黑素粒，所以，他们皮肤是黄色和褐色的。非洲的黑人黑素细胞

    中，通常都充满第四阶段的黑素粒，他们的皮肤也较黑。

    黑素粒的发育程度是受地理环境和自然因素制约的。其中主

    要是与太阳光中的紫外线的照射量多少有关。太阳光中的紫外线

    不仅促使黑素粒的发育、成熟和聚合，还会使皮肤深部的固醇类

    化合物合成维生素!，以维持人体正常钙的代谢。在寒冷的北

    方，冬天日照短，人体又裹以厚衣御寒，只能依靠小面积的皮肤

    来接受有限的紫外线，黑素粒的发育变得滞缓，但黑色素的减

    少，又会有利于增加人体维生素!的合成，因此，北欧人的皮

    肤变得白皙，几乎没有黑色素。同时，冷冻也会损伤黑素细胞，使黑色素减少。我们都有这样的体验：同一个人冬天的肤色比夏

    天白，一方面是因为冬天紫外线的照射量少，另外，则与冷冻造

    成黑素细胞的损伤也有关。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么牛和羊的脂肪颜色不一样

    如果你在吃牛羊肉的时候稍加留意，就会发现，牛和羊的脂

    肪的颜色有较大的差异，牛的为黄色，羊的却为白色。我们都知

    道这一个简单道理，动物脂肪的颜色主要取决于脂肪中色素的含

    量，色素又大都来源于植物性饲料，包括胡萝卜素和叶黄素，二

    者的含量决定脂肪的色泽，同样是食草动物，为什么羊和牛的脂

    肪颜色不一样呢？

    脂肪是脂肪酸和甘油的缩合物。动物脂肪在常温下为固体，它主要分布在动物皮下的结缔组织、大网膜、肠系膜、肾脏等周

    围组织中，起保护和支持作用，也是动物主要的贮能物质。

    由上所述，动物脂肪的颜色是由植物性饲料中胡萝卜素和叶

    黄素的含量决定的。虽然牛和羊都以草为主，同样把青草吃进肚

    中，吸收草中的胡萝卜素、叶黄素、叶绿素!和叶绿素 。但羊

    肝脏里有一种酶，能将食料中所含的胡萝卜素和叶黄素分解为无

    色的物质，因此羊的脂肪中的色素含量非常小，甚至没有，所以

    羊的脂肪洁白如雪。然而牛却没有这种本事，肝脏内没有这种把

    胡萝卜素和叶黄素分解成无色的酶，结果这些色素积聚在脂肪

    里，牛的脂肪就呈现黄色。

    脂肪中色素的含量与食料和生理状况也有关。夏天食料中叶

    绿体十分丰富，牛的脂肪比冬季黄；老牛因长期色素积聚，脂肪

    的颜色就比小牛深；饥饿时，因为色素比脂肪分解缓慢，故脂肪

    色泽也变深，羊如果肝脏发生病变，会引起酶活性改变，致使羊

    的脂肪变为黄色。这是一种病态，自然属于特例。

    · ! · ! 化学·物理卷萤火虫为什么会一闪一闪地发光

    “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧

    看牵牛织女星。 ”读着杜牧《秋夕》的千古佳句，使我们联想起，在乡间纳凉时，那在池边，稻田，草丛里的“飞灯”— — —萤火

    虫。萤火虫为什么会发出光亮，而且是一闪一闪地发光呢？

    萤火虫之所以能发出光来，是依靠它腹部一个特殊发光器发

    光的。这个发光器由发光层、反射层和透明的表皮组成。反射层

    是一种不透明的细胞，细胞内含有一些白色颗粒状尿酸盐的结

    晶，它能阻挡光射入虫体内，并能通过透明的表皮把光反射到体

    外去。在发光器的主体发光层中，有含!—荧光素、三磷酸腺苷

    和价镁离子等成分的化学物质。这些物质在虫体内的荧光素酶

    催化作用下，能进行复杂的“荧光素—荧光素酶”的氧化反应，生成一些处于激发态的新物质，这些物质经转换后，就能发出光

    亮。

    在萤火虫发光这样一个氧化过程中，它的反应速度的大小，是同参加反应的氧的供与量成正比的。这些氧是由分布于发光器

    周围的许多气管提供的。如果各个气管供给的氧十分充足的话，氧化反应速度就会加快，产生的光就亮；反之，各个气管供给的

    氧不充足，氧化反应速度就慢，光也弱。萤火虫自身对氧的呼吸

    也不是恒定不变的。随着萤火虫的呼吸作用，氧气的摄入量有时

    多些，有时少些，这样，萤火虫发出的光也有时强些，有时弱

    些，就变得一闪一闪的了。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么东北虎的

    毛色要比华南虎艳丽

    虎是一种珍稀动物，有动物之王的美誉。虎满身长着淡黄色

    的长毛，里面杂以较少且细窄的黑色条纹，尤其在虎的额头上的

    黑色条纹呈“王”字，更加增添了虎— — —兽中之王的威仪。

    我国虎分布地区不多，仅在东北地区的长白山等地和长江以

    南的华南山区有它们的踪迹。在东北地区的虎，人称东北虎，华

    南地区的则称华南虎。这两种虎中，东北虎不仅体态硕壮，而且

    毛色艳丽，而华南虎体型小，毛色也不艳丽。同出一族，这两种

    虎的毛色为什么有如此大的差异呢？

    动物体表的毛色同动物体内的卟啉、多烯和吲哚三种色素细

    胞有关。这些色素细胞在体表的分布和变化，同所受光照多少有

    关。光照多时，多烯色素细胞的活动就活跃，其余的两种色素细

    胞的活动就呆滞，反之则相反，从而会使动物的毛色和条纹也不

    一样。

    东北虎居住在我国东北地区长白山等地，那里纬度低，气候

    寒冷，干燥，阳光充足，所以，东北虎受到的光照就多，使体内

    淡黄色的多烯色素细胞在体表分布较多，而带深色泽的卟啉和吲

    哚色素细胞分布就稀少，所以，东北虎是一身淡黄色的厚密长

    毛，略带较少且窄的黑色条纹，毛色显得格外漂亮。而华南虎分

    布在长江以南的广大阔叶林山地，那里的温度较高、湿度又大，而且森林中的光线因枝叶茂密而较弱，使华南虎所受的光照少，因而多烯色素细胞的分布就多而密，所以，华南虎的毛色显得较

    深，黑色条纹多而宽，毛色就没有东北虎那样艳丽。

    · ! ! · ! 化学·物理卷番茄、西瓜等各类瓜果的

    种子，为什么在果实内不会发芽

    番茄、西瓜等各类瓜果是肉质果实中最常见的一类果实，其

    果皮除外面几层细胞外，一般柔软，肉质多汁，里面含有许多种

    子。如果你进行仔细观察，就会发现这些种子在果实内不会发

    芽。一定要使种子脱离果实，并且洗净种子外的浆汁，或经雨水

    的自然冲洗后才会萌发。这是为什么呢？

    原来，在这些果实的浆汁中，含有大量的咖啡酸和阿魏酸之

    类的酚类物质。这些物质对于这些果类生长起着抑制作用。高浓

    度的咖啡酸和低、高浓度的阿魏酸都能使植物体内的吲哚乙酸酶

    含量增加，并催化合成大量的吲哚乙酸。吲哚乙酸是一种生长激

    素，它是植物体天然存在的植物生长激素之一，它有一种怪脾

    气，植物体内吲哚乙酸的浓度低时，会促进植物的生长，高浓度

    时，反而会抑制植物的生长。另外，咖啡酸和阿魏酸还会干扰植

    物体内的能量转化和! (三磷酸腺苷)的生成，使种子得不

    到萌发时必需的能量供应，而处于被抑制的状态。因此，番茄、西瓜等各类瓜果的种子必须脱离果实浆汁所包裹的环境，并经水

    洗后，把吲哚乙酸、咖啡酸和阿魏酸消除掉，种子才有可能正常

    地萌发。植物的这种习性，是在几万年的生物进化中形成的，对

    其顺利地生长、繁衍后代具有重要的意义。

    为什么越是新鲜的

    鸡蛋煮熟后越不易剥壳

    鸡蛋是一个卵细胞。它的最外层是以碳酸钙为主要成分的蛋

    壳所包裹，壳内有紧密连接的两层膜；外膜紧紧地贴着蛋壳，内

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 膜紧裹着蛋白(蛋清) 。煮熟鸡蛋剥壳的容易和困难，主要是与

    内膜和蛋白的紧密程度有着密切的关系，其紧密程度取决于蛋白

    的性质。

    在日常生活中，我们都有这样的体验：新鲜的鸡蛋含水量较

    多，煮熟以后蛋白软嫩，而且紧附在内层壳膜上，剥壳时十分不

    易剥，常常会使蛋壳连蛋白一起撕下。这是为什么呢？

    据现代生物化学分析表明：蛋白的酸度是影响蛋白与壳膜附

    着力的最主要的因素。据测定，刚生下的新鲜鸡蛋! 值在左

    右，这时的内膜与蛋清的附着力最大，所以，煮熟后最不容易剥

    壳。鸡蛋是一个生命体，会进行呼吸作用，它存放一段时间后，随着代谢废物的积累，蛋白的! 值就会逐渐升高，使蛋白与内

    膜的附着力逐渐减小。当! 值达到 % 左右时，蛋白与膜连接

    最为松弛，这时若把鸡蛋煮熟剥壳最为容易。蛋白的! 值达

    % 左右，在气候寒冷的冬天，大约存放!天；在气候炎热

    的夏天，只需!(天即可。

    南极的鱼为什么能经受)(的低温

    南极洲是地球上最冷的大陆。那里终年积雪，气候寒冷。但

    在南极洲海域厚厚的冰层下生活的鱼类，它们竟能经受)(的

    低温，仍然自由自在地在海水中游弋。我们中许多人都了解鱼的

    体液浓度与人体大致相同，约为海水的五分之一，一般在)

    % + ,时就会冻结。可为什么可以经受)(的低温呢？难道南

    极鱼有特殊的防冻法宝？

    有。鱼类学家经过大量研究发现，原来南极鱼的体液中含有

    一种结构特殊的抗冻糖蛋白，这就是南极鱼的抗冻法宝。抗冻糖

    蛋白的分子量在 +!( +之间。经过用先进的核磁共振等

    先进测试手段进行一系列的研究表明，这种抗冻糖蛋白的醇性羟

    · ! · ! 化学·物理卷基能与体液中所生成的冰结晶表面的氢原子相结合，从而阻止结

    晶的生长。由于南极鱼体液中抗冻糖蛋白的作用，当水温达到了! %时，鱼的体液才会出现冰的结晶，到了! 时才会

    冻结。

    南极鱼的体液中所含的抗冻糖蛋白，如同生物体内的酶一

    样，含量十分微少，但能极其有效地发挥着重要的生理生化功

    能。南极鱼所特有的抗冻糖蛋白的含量还能随海水温度变化而自

    行调节，真是令人惊叹不已。一到了夏天，南极鱼的体液中就不

    再会产生抗冻糖蛋白；冬天来临，南极鱼的体液中又产生了抗冻

    糖蛋白。

    一些煮熟的鸡蛋蛋黄为什么会发绿

    鸡蛋以其营养丰富，对人体生长发育有促进作用，而受到人

    们的偏爱。但你可曾注意到，当你把鸡蛋煮得时间过长，鸡蛋的

    蛋黄就会呈现出绿色，这其中有什么道理呢？

    在一般的情况下，一些煮熟的鸡蛋蛋黄会发绿，这是因为烧

    煮的时间过长而造成的。假如鸡蛋在开水中煮的时间要超过’ (

    分钟左右，鸡蛋内就会发生一系列的化学变化。因为蛋白质对热

    非常敏感，当其加热时间过长，即鸡蛋的烧煮时间过长，蛋白质

    就会分解产生硫化氢，硫化氢会与蛋黄中所含的铁发生反应，这

    样反应的结果生成了硫化铁。硫化铁的颜色是绿色的，它遍布蛋

    黄的四周，所以，蛋黄就会呈现绿色。这种蛋黄呈绿色的鸡蛋营

    养价值也有所下降。因此，在煮鸡蛋的时候，煮的时间不宜过

    长，在适当的时候就把鸡蛋取出，放入冷水中浸泡进行冷却。鸡

    蛋在冷水中会迅速变冷，蛋内的硫化氢气体会被吸收到蛋壳附

    近，不让它与蛋黄里所含的铁进行接触，这样也不会有硫化铁生

    成，蛋黄也就不会变绿了。自然，一些不新鲜或已经开始变质的

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 鸡蛋，由于蛋内的硫化氢含量较多，即使烧煮的时间适中，蛋黄

    也会变绿。此外，已经变质的鸡蛋闻起来有股臭味，这就是硫化

    氢的气味所致。

    经常吃生鸡蛋的

    人为什么会使头发早白

    有的人十分喜欢吃生鸡蛋，认为生鸡蛋有营养，吃的方法还

    较多，也较讲究，如冲水喝，和白糖水一起喝，等等。其实，吃

    生鸡蛋，除了生鸡蛋内有各种微生物和细菌会使人患病外，还会

    使你的乌黑油亮的头发，久而久之变为满头霜发。经常吃生鸡蛋

    为什么能吃出满头白发呢？

    人体内有一种叫生物素的维生素，它是人体内转移二氧化碳

    基因的辅酶，在体内许多地方都起着重要的作用。生物素具有使

    人体消化吸收的蛋白质，经羟化、去氢后生成多巴醌物质，转变

    成能生成黑色素的吲哚醌物质的功能。黑色素是形成人体毛发色

    泽的主要物质，如果生物素这种物质缺乏，黑色素也就会减少，毛发因此会失去乌黑的光泽。

    如果有的人经常吃生鸡蛋，就会引起人体内生物素缺乏。这

    是什么原因呢？这是因为在生鸡蛋蛋清中含有一种碱性蛋白质，叫抗生物素蛋白。这种抗生物素蛋白质十分容易和生物素进行结

    合，形成一种非常稳定，但无活性，并且难以被人体吸收的化合

    物。这样，有的人若经常吃生鸡蛋，势必会造成人体内生物素缺

    乏，时间一长，就会使体内多巴醌转变成吲哚醌的过程受阻，使

    黑色素减少，就容易造成毛发变白。

    抗生素蛋白热稳定性不好，一经加热，就会破坏。吃熟鸡

    蛋，就会把鸡蛋内抗生物素蛋白破坏掉，使之不能和生物素结

    合，从而易于人体吸收鸡蛋内营养物质。

    · ! · ! 化学·物理卷当然，造成人头发变白的原因很多，但吃生鸡蛋后使人头发

    致白的影响却不应忽视。

    生长着的花、果香

    味为什么与采摘下的不同

    自然界中的许多植物不仅开放着艳丽的花朵，释放着扑鼻的

    芬芳，它们的果实也幽香阵阵……

    植物的花瓣、果皮为什么会有特有的芳香呢？这是因为大多

    数植物的花瓣、果皮等的油细胞和细胞间隙中，常含有一种特有

    的酯类，这些酯类往往各具有令人愉快的芳香气味，如乙酸异戊

    酯会散发出香蕉的甜香，正戊酸异戊脂具有苹果的清香，由于酯

    类沸点低且易于挥发，因而人们能够闻到花、果的不同香气。可

    是，如果把花、果采摘后，它们与生长着的花、果不尽相同，不

    如生长着的花、果香气浓郁，这其中有什么奥秘？

    这个问题不仅有趣，也十分耐人寻味。由于花柄和果柄一旦

    离开它的母体— — —植物体，这些被摘器官的表面物质和细胞膜通

    透性就会发生变化，促使所含物质发生与生长时不同的生理、生

    化反应，从而导致酯的种类变化而引起香气的改变。如栀子花被

    采摘下来以后，花的表面物质及细胞膜的通透性减弱，使所含有

    机物进行无氧呼吸产物乙醇增加，乙醇和器官内原有的苯甲酸形

    成苯甲酸乙酯，而原来的苯甲酸甲酯因条件改变(被采摘后)而

    被水解。随着采摘的时间的增加，花内有一种叫苎烯的、带有桔

    子皮味的成份就会逐渐增加。所以，同是一种花、果，长在植物

    上的，和摘下来的大不一样，这主要是各自生化变化的结果。

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 为什么经树脂

    整理的织物具有新的性能

    如果你是个有心人，在百货大楼的服装柜台上，或者布料柜

    台上都会见到有的服装和布料上都醒目地写着，“防缩” 、“防

    皱” 、 “免烫” 、 “防污染”等字样。这些服装和衣料写上上面的文

    字，并不是为了招徕顾客而是向顾客介绍此种服装和布料不是一

    般的服装和布料，它们具有特殊性能。

    服装和布料为什么具有“防缩” 、 “防皱”等优异性能呢？这

    得感谢化学工作者，他们创造出来的树脂整理技术，使织物锦上

    添花。

    我们所说的树脂整理织物，说穿了就是在织物上加上一层防

    护涂层。 “的确良”衣料具有清爽挺括的的优点，但它也有弱点，不吸湿，因此用来做内衣，穿起来令人不舒服。棉布做的衣服穿

    着舒服，但它爱起皱、不挺括，缺乏弹性，又令人感到遗憾。能

    否把“的确良”的长处和棉织物的长处结合在一起呢？化学工作

    者采用的树脂整理技术就可以做到这一点。他们把棉布和一种合

    成树脂进行处理，用化学专门语言就是“化学交联” ，就可以得

    到一种可以保持良好的穿着舒适性，又具有不起皱、挺括、滑爽

    等特性的织物。

    其实，树脂整理的技术，早在晋朝时，我国劳动人民就已应

    用。如广东的特产香云纱就是利用单宁质的块茎植物薯莨对广绫

    绸加工制成的。用现代化学来解释，薯莨液汁涂在纤维表面，同

    空气中的氧结合，薯莨液汁中的单宁胶变成一薄层红棕色膜，再

    涂上含铁的河泥，单宁就会和铁发生化学反应，变成蓝黑乌亮的

    单宁酸铁，而背面仍旧呈红棕色。由于织物表面增添了这样一层

    胶膜，穿在身上就感到轻快而又滑爽。

    · ! · ! 化学·物理卷随着科学技术的发展，化学工作者不断地增加新的树脂品

    种，各种新型的防水、防缩、防皱、防油、防霉、防电磁辐射等

    具有特种用途的织物不断出现，广泛地应用在登山、采矿和军事

    等领域，发挥着独特的作用。

    塑料布为什么冬天会变硬

    色彩艳丽、五光十色的塑料鞋、桶、床单、台布等塑料制

    品，在气温较高的春、夏、秋的季节，质地非常柔软，可是一进

    入冬季，就会变得发硬，不柔软了，这是怎么回事？

    各种塑料制品大都采用软聚氯乙烯加入颜料填料制成的。人

    们为什么把它叫做软聚氯乙烯呢？原来，聚氯乙烯是一种链状联

    结的线型聚合物。在聚氯乙烯长链的碳原子上间隔有序地出现极

    性基氯原子，这样使得高分子链的引力增大，自身不能自由活

    动。所以，聚氯乙烯较为坚韧。人们想法找到一种物质使聚氯乙

    烯变软，经过多年的努力，终于找到能把聚氯乙烯变软的化学物

    质。加入了这种物质，原来较硬的聚氯乙烯令人惊异地发生变化

    — — —质地柔软了。目前人们常用的使聚氯乙烯软化的物质是邻苯

    二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯等。由于这些

    物质加入后，就好像在长长的而较僵硬的聚氯乙烯高分子长链的

    关节上，涂上了润滑油，致使高分子长链变得灵活，能够来回

    “滑动” ，柔韧性增大，人们可以按照自己的愿望把它们成型。所

    以，形象地把这些物质称为塑剂。

    但是，软聚氯乙烯很“怕冷” ，这个原因是加入的增塑剂怕

    冷，耐寒性差。增塑剂遇冷后就失去了润滑作用，致使塑料制品

    变得硬了。这不必担心，人们为防止这种情况发生，又找到防冻

    剂加入其中，使得软聚氯乙烯塑料又能青春永驻。

    有人见到冬天塑料变硬，错误地想，用热水洗一洗，那不就

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 会变软了吗？结果适得其反，因为聚氯乙烯塑料既怕怜，也怕

    热，它的使用温度在! 以下，热水洗涤会加快它的老化速度。

    另外，增塑剂也会随着温度升高而挥发逃逸。因此，使用塑料制

    品，应避免日晒、火烤、热水烫等。人们为了使聚氯乙烯塑料寿

    命更长，老化推迟，又研制出许多防老化剂。

    海中漂带为什么能吸附铀

    在蔚蓝色的海水中漂浮着一条长长的环状带子，带子以每小

    时几米的速度缓慢地移动着。许多人对此迷惑不解，捕鱼显然不

    对，恶作剧，又何必劳师动众，那么海中漂带究竟为的是什么

    呢？

    这是科学家在进行海中吸附贵重金属铀的实验。这条长长的

    带子，不是一般的普通的纤维带子，而是把一种螯合型离子交换

    树脂编织到条状离子交换纤维带。这种特殊性带子在海上漂浮为

    的是吸附海水的铀。

    据科学统计，铀在海洋中的储量是陆地的 % 倍，总蕴藏

    量约 亿吨。这 亿吨的铀在海水中的浓度只有十亿分之三。

    如何将铀从海水中捞出，的确十分困难。

    海水中提取铀，从目前科学水平来看，最佳的选择莫过于是

    离子交换法，亦称吸附法。这种方法首先采用吸附铀的材料从海

    水中把铀吸附住；然后用酸溶液或含有碳酸盐离子的溶液浸洗下

    吸附材料的铀，得到铀的浓缩液；最后采用化学方法将铀的浓缩

    液提炼成氧化铀。显而易见，从海水中“捞”铀，吸附剂是关

    键。

    现在已有的吸附剂，性能都不够理想。如有机树脂吸附剂选

    择性和强度都不好，在吸附铀的同时也吸附了大量的钠，并会在

    浸洗液中分解，而无机吸附剂中的最佳水合二氧化钛又不耐酸腐

    · ! · ! 化学·物理卷蚀。经过科学家的努力，研制出一种螯合型离子交换树脂的吸附

    剂，它有较好的选择性、耐腐蚀性和强度并且成本低。

    实验表明，这种吸附剂和海水接触!秒钟，就会吸附住海水

    中的 的铀，持续 %分钟就能附 %以上铀，可见吸附的速

    度是较快的，而且可以反复使用。科学家把这种吸附剂编织到条

    状离子交换纤维中，组成一个环状的运行装置，这个系统的!

    的带子浸泡在海水中，出水后的带子通过滑轮进入浸洗槽，洗下

    铀后又回到海水里再去吸铀。带子移动的速度只需要每小时几

    米，浸洗槽内铀的浓度就能达到% ( )克升。一条长 % %米，宽

    %米，厚厘米的吸附带在流速为每小时海里的海水中，一

    年产铀可达吨。

    染料为什么能使织物染色

    商店里花花绿绿的服装、布匹可以满足人们对不同颜色的兴

    趣，然而制作这些织物用的棉花、合成纤维、亚麻等其本身并没

    有任何颜色，都是通过染料的作用才使它们变得漂亮起来。

    在古代，染料主要从动物、植物体的有色部分提取。近代染

    料大多数用煤焦油分馏产品(苯、萘等)加工成各种染料中间

    体，再经各种化学反应制造出来。现在已经合成出色谱齐全、颜

    色鲜艳的各种染料数千种，几乎全部代替了天然染料。

    染料为什么会有颜色呢？ + , 年，德国化学家威特创立了

    染料发色团学说。威特认为，可以造成有机物分子在紫外光区和

    可见光区内有强烈吸光作用的原子团或基团，叫做生色团(生色

    基、发色团) 。例如含偶氮、碳—碳双键、碳—氧双键、氮—氧

    双键的基团，都含有双键，激发其中的!键电子所需的能量较

    低，吸收波段在紫外和可见光范围内。如果分子中只含一个生色

    团，吸收波长在! % % % %纳米的光，仍不能发色；若分子中有

    · ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 两个或更多生色基团共轭时，由于共轭体系中电子离域作用使其

    激发能比单独!键更低，吸收可见区的光，使物体呈现颜色。还

    有些基团本身的吸收波段在紫外区，不能使物体呈现颜色，但若

    将这些基团接到前面所说的生色团上，则使生色团吸收波段向长

    波方向移动，这种基团叫助色团。如羟基、氨基、氯自由基等，它们含有未共用电子对，与生色团!键共轭，使能量更低，吸收

    波段更向长波可见光方向移动。

    我们所说的染料主要是对纺织纤维而言。如果一种染料颜色

    好，但不能使织物染色，则无法成为染料；同样地如果一种纤维

    的结构不能吸收染料，那它就很难成为纺织纤维，也就不能成为

    服装和布匹。染料能不能使织物染色，主要取决于染料和纤维的

    化学结构，即二者亲合性如何，它是使纤维和织物染色的基本因

    素。染料使织物染色的过程，一种是吸附过程，由纤维对染料的

    吸附而使染料附着在纤维上，形成染料纤维复合物；二是化合过

    程，由于织物纤维的酸碱性与染料的酸碱性不同，互相化合、反

    应生成盐固定在织物上形成颜色。

    好的染料使织物染色后颜色鲜明；牢固持久不变色；化学稳

    定性好不脱色；不使织物老化变质。特别是耐水洗和耐光。

    为什么肥皂能堵住船身上的破洞

    今天是星期天。小胖起床后，就趴在窗子前往外看，因为，一会儿当海员的叔叔要来小胖家。

    叔叔的本领可大了，大海上的事情，他全知道。有一次，叔

    叔带小胖来到大船上，小胖可高兴了。看着广阔的大海，小胖真

    想和叔叔一样，也当一名海员，开着大船在大海上航行。

    突然，小胖想起了一个问题问叔叔：船在海上航行时，如果

    船破了洞怎么办呀？叔叔听了一点儿也不感到奇怪，胸有成竹地

    · ! · ! 化学·物理卷说： “如果出现了这样的紧急情况，只要用肥皂就能堵住船身上

    的破洞。因为，肥皂不只是比较柔软，能把破洞或裂缝密密地补

    好，更重要的还能和水里的钙盐结合在一起，生成一层不会漏水

    的膜，海水就不能再流进来了。 ”

    为什么空气维生素

    发生器可以改善人的情绪和健康

    空气维生素发生器，即阴离子发生器，它是根据空气电离的

    原理制成的，用电晕放电、脉冲电场、光电效应等方法使空气电

    离，按需要控制阴(或阳)离子的数量，创造出合适的环境。这

    种发生器目前已在医疗卫生、工矿企业、国防装备、仪器贮藏、公共设施、农林牧副业及家庭环境改造等多个领域得到广泛应

    用。

    空气维生素发生器可以使环境中的阴离子浓度，提高到清洁

    新鲜空气的水平，即浓度为! !! 个阴离子厘米，也可提

    高到山泉、海滨和瀑布区的水平，即 !! 个阴离子厘

    米。

    经长期的研究观察证明，阴离子对人体的生理作用是多方面

    的。例如，可以调节中枢神经系统的兴奋和抑制状态；改善大脑

    皮层的功能状态并使之正常化；刺激造血系统功能，使异常的血

    液成分趋于正常；提高肺的换气功能，增加氧吸收量和二氧化碳

    排出量；促进机体的新陈代谢，加速组织的氧化还原过程；增强

    机体的免疫力等等。因此，阴离子可以改善人的情绪，增进人体

    的健康。

    发生器工作时，电极部分发出“哟哟”声，在暗处可看到针

    尖上有放电的蓝色小亮点。把手放在电极前面，可感到轻微的凉

    风，这是离子流在扩散。

    · ! ! · 新编十万个为什么 !!!!!!!!!!!! 空气维生素发生器的使用方法如下：

    作保健使用。一般要求阴离子浓度为! ! 个厘米。

    使人心旷神怡，工作起来精力集中，效率高。

    作消毒杀菌用。输出电流调到最大，增大臭氧量，用臭氧杀

    菌消毒。最适合烧伤消毒。

    治病。阴离子浓度应为! !! % 个厘米，仪器离患者较

    近。一般每天治疗 分钟，一个疗程天，或遵医嘱。

    可用于治疗神经衰弱、高血压、肺结核、哮喘、风湿、神经

    性头痛等病。据临床试验，在 例哮喘病患者中，用阴离子

    治疗，其有效率在( )以上。

    有些病(如低血压)要求用正离子治疗，把两个电极的接线

    端对调，就可得到正离子。

    值得注意的是，空气维生素发生器不得在有易燃气体的环境

    中使用。

    静电微量喷药为什么灭虫效果好

    在农业病虫害防治中，通常使用喷雾器喷洒农药或喷粉器喷

    撒药粉。这种方法简便易行，但农药损失大，且对施用者有一定

    危害。近几年发展的静电喷雾技术，较好地解决了这一问题。

    静电喷雾是应用高压静电，给喷洒的雾滴充以静电，在喷头

    电极、带电雾云和作物之间形成一个高压静电场，充电雾滴在静

    电场力的作用下定向运动，很快地被吸附到植物叶上。这样可以

    加快雾滴的沉降速度，减少挥发和飘移，增加沉降量，提高农药

    的命中率和回收率。

    国外对静电喷雾， 世纪’ 年代开始研究， 年代用于农

    业生产，主要应用 ......