元素体验是理论吗
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发布时间:2023-05-14 01:48
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时间:2024-12-12 02:55
元素体验是理论吗,说起元素,大家肯定都不陌生,还知道很多元素的用处。但今天这本《元素与人类文明》不一样,它深入探讨了“元素”与“人类文明”的关系。这本书把金、铜、硅、碳、钛这五种元素作为主线,展现元素对文明发展的重要意义。
本书作者是青年科普作家孙亚飞,他在清华大学化学系获得了博士学位,发表了超过百万字的科普作品。
接下来我就通过三个部分,为你介绍这本书的主要内容。
第一,人类是如何逐渐认识元素的?
第二,金、铜、硅如何推动古代文明发展?
第三,硅、碳、钛如何推动现代文明进步?
我们先来说说,人类是如何逐渐认识元素的?
自打文明诞生,人就没有停止过对世界的思考。古人发现,不管物体有多小,都能被分成更小的部分。
在西方,亚里士多德总结前人的理论,提出了“四元素论”。他认为,世间万物都是由“土、气、水、火”这四种基本元素组成的。在古代中国,比较类似的元素理论是“五行学说”。这个学说认为,任何一个系统都是金、木、水、火、土这五种基本元素相互作用的结果。
“四元素”理论被提出两千多年后,人们开始科学地认识元素。1803年,英国科学家约翰·道尔顿提出了原子和元素理论,他认为,原子是构成世界万物的本源,是不可分割的最小单位,大小、性质完全一样的原子,属于同一种“元素”。没过几年,意大利科学家阿伏伽德罗在原子的基础上,提出了分子的概念,进一步揭示了化学反应的本质,那就是:化学反应就是不同分子里的原子重新排列组合的过程,原子是反应过程中不变的最小单位,而分子则是保持特定化学性质的最小单位。
在原子和分子概念的基础上,科学家们开始着手确定元素的种类。到了1869年,人们发现的元素已经达到了63种。这时,很多科学家开始跃跃欲试,试图找到这些元素的分布规律,于是就出现了很多版本的元素周期表,比如,螺旋式周期表、表格式周期表等等,但这里面真正的集大成者,要数*化学家门捷列夫提出的版本。
道尔顿提出原子理论时,人们很自然地认为,原子既然是不可分割的最小单位,那它肯定是一个实心小球。但1897年,英国一位科学家约瑟夫·汤姆生发现,原子并不是实心的,内部还有电子,于是他修正了实心小球的模型,提出了葡萄干面包模型。他认为,原子存在内部结构,电子就像面包里的葡萄干一样分布在原子内部。后来,他的学生卢瑟福通过实验发现,原子内部不仅不是实心的,而且还非常空旷,原子的主要质量都集中在体积很小的原子核里。此后,卢瑟福又发现了质子,而他的学生查德威克发现了中子。至此,质子和中子构成原子核,原子核与核外电子共同组成原子的经典原子理论正式形成。而元素也被科学定义为,具有相同核内质子数的一类原子的总称。比如,原子核里有6个质子的原子就统称为碳元素。