化學元素王國之旅

定價：~~240~~ 元

NT $ 130 ~ 216

作者：艾金斯
原文作者：Peter Atkins
譯者：歐姿漣
出版社：天下文化
出版日期：2008-12-29
語言：繁體中文
ISBN10：9862162228
ISBN13：9789862162224
裝訂：平裝 / 203頁 / 17 x 23 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版

內容簡介

　　週期表就像元素王國的地圖。化學家、工程師以及學生等想真正瞭解化學的人，就憑著這張地圖去了解、摸索元素及其化合物。跟著艾金斯教授進行一趟「化學元素王國之旅」就能親臨元素週期王國的地形山川，更深入掌握化學內涵。

作者簡介

艾金斯

　　著名的英國化學家，曾任牛津大學林肯學院的研究員與講師，研究專長為量子理論，主要教授量子力學與量子化學。

　　除了研究與教學，他也勤於筆耕，在專業教科書方面，他寫的《物理化學》、《無機化學》、《分子量子力學》是史上最暢銷的三本化學教科書。

　　他對於推廣科學知識，將化學以沒有門檻的方式介紹給一般讀者，也特別有熱誠，著作約有二十餘本，其中翻成中文版的有《化學元素王國之旅》、《化學分子世界導覽》（皆為天下文化出版）。

譯者簡介

歐姿漣

　　台灣省台南市人。台灣大學化工系碩士。曾任台大化工系助教，現任職於理律法律事務所專利部。

審訂者簡介

牟中原

　　1949年生於基隆。台灣大學化學學士，美國華盛頓大學化學博士。專長是理論化學，興趣在科學教育，現任台大化學系教授，亦為天下文化「科學文化」叢書策畫者之一。

序

一本化學的旅遊指引書牟中原

　　四十八年前念初二時，是在基隆一所山上的初中。記得學校裡有一間老老的理化實驗室，裡面有瓶瓶罐罐，四面牆上都是藥品櫃。化學老師也是一年級的博物老師，姓謝，好年輕，才二十歲出頭。那年頭，沒有什麼第八節輔導課，下午四點鐘就放學了，大夥還喜歡留在學校打球玩。謝老師大概看到我們那群小蘿蔔頭，玩昏了頭不求學。他找了我們組了個小小科學俱樂部，居然就把理化實驗室的鑰匙給了我們，任大家放學後進去玩實驗。

　　一天，謝老師教我們做金屬鈉與水的化學反應。他小心翼翼的從一瓶油裡撈出一小塊黃黃的金屬，用小刀切下小小像豆子般大小的鈉分給大家。我也拿一塊，回到我那一大缸水槽，丟進水裡。那塊金屬鈉浮在水面上，立刻就和水反應，冒出氣泡，氣泡劇烈產生後還會著火。鈉塊像是有動力般在水面上跑來跑去。那時我才十二歲，真是深深感到興趣。這是水和鈉的反應，產生氫氣，然後燃燒。

　　後來，有天又在實驗室裡弄實驗，老師開會去了。有位同學不知如何找到了一瓶鉀，大家商量著是什麼。有人說書上說鉀和鈉性質很像。也不記得是怎麼搞的，反正最後有人壯著膽子弄了一小片鉀放到水裡去，立刻起火轟然一聲，水槽都炸穿了底。一群人嚇呆了。

這就是化學

　　這就是化學，很多元素相似又相異。鉀是鈉的弟兄，但它和水和空氣卻會有更劇烈的反應。我也學到必須不能輕視化學上一點點的差異。差異可以很小，但也可有很不同的結果，像鐵軌的分叉。化學這一行就是要了解千千萬萬不同物質相似和相異之處，以及背後的道理。

　　最基礎的問題是了解化學元素之間的相似性、差異性。有金、銀、銅、鐵這些金屬，也有氧、氮、氯這些氣體，也有半導體者如矽、硼。它們看來差別很大，像是紐約街頭胡亂遇到的五花八門各式人種。但化學家經過長期研究，發現這些元素可以分家族的，同一家族的長相就類似，但個性並不完全相同，重量也不一樣。鈉和鉀就是同一家族的，鉀比較重一些，但個性反而不穩重，要比鈉活潑。

　　要怎麼樣清楚的表示這些元素的家族譜系和鄰居關係呢？俄國人門得列夫（Dmitri Mendeleev, 1834-1907）早在一百多年前提出了元素週期表，把這些元素排出個合理而容易了解的陣營。百年來，這個週期表，就像一張元素王國的地圖。化學家、工程師、學生就憑著這張地圖去了解、摸索元素及其化合物。

　　《化學元素王國之旅》這本書，就是向更多的大眾介紹這元素週期王國的地形山川。它是一本化學的旅遊指引書，因此並不會巨細靡遺，但帶你去的多是精挑的。這本書除了介紹元素地形以外，也介紹它背後的道理︰元素的原子構造是如何形成的。就像一本好的導遊書，它也介紹這王國的歷史，也就是許多元素發現的歷史故事。

　　元素如果是王國的邦，那各邦之間可以形成聯盟，就好像元素和元素會結合成化合物，本書也介紹化學鍵的形成。

　　這本書的作者艾金斯是一位知名的物理化學專家，寫過很受歡迎的教科書。這裡他展現科普書寫作的才華，把一個很難寫的題材寫得很深入淺出，井然有序。如果任何人想通盤了解化學元素，這兒是最好的出發點。

　　這本書中譯本於1996年出版，沒想到一晃就是十二年。這當中又不知教了多少學生。每當教普通化學時，我都會提到門得列夫的故事，真是歷久彌新。週期表值得每一個學子一再去了解它。

2008年底於台灣大學（本文作者為台灣大學化學系教授）

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內容連載

歡迎來到「週期王國」。此處是個想像的國度，不過它其實與真實現象關係密切。這是個化學元素王國，一切物體都是由元素組成的。王國的土地並不廣闊，因為它僅包含一百多個區域（元素）而已，卻構成了真實世界中的萬物。所有的行星、岩石、蔬菜及動物，都是由我們故事中的主角（這百來個元素）所組成的。這些元素也是空氣、海洋與地球本身的構成要素。

我們就站立在元素上、食入這些元素，而且我們自己就是元素。因為我們的大腦是由元素所構成，甚至連心思，就某種意義而言，也是元素的一種性質，因此亦可算是王國的一份子。

王國內的區域分布並不是雜亂無章的，相反的，它們排列得相當有條理，每一個區域的性質都很接近它鄰近區域的性質。

王國裡面只有少數幾個明顯的分界線，可以說，整個景色的特徵就是具有漸進的坡度轉變：大草原中夾雜著平緩的山谷，山谷再逐漸加深，形成陡峭的峽谷；山坡由平原中漸漸隆起，成為高聳的山脈。

當我們在王國中旅行時，可以記得這些概念與譬喻。要謹記於心的原則是，這百來個元素不僅形成了物質世界，而且這百來個元素（區域）自己也組成某種模樣。

西部大沙漠
現在，我們就來認識這模樣，熟悉一下這個國度的風光。先從空中鳥瞰吧，我們可以看出，由最北端的氫（H）至遙遠彼端的鈾（U，位於南方島嶼）之間，伸展出一片寬廣的景象。在鈾之後仍然坐落著已知的區域，但在更遙遠的距離外，則橫亙著一條無人探索過的地平線，尚等待另一個哥倫布來發現新大陸。

較靠近我們的是一片已經為人所熟知的領域，例如碳（C）與氧（O）、氮（N）與磷（P）、氯（Cl）與碘（I）等區域。在這趟最初的探索結束以前，我們將會熟悉更多的區域，並且了解它們與沙漠、濕地、湖泊或草地之間的對應關係。

雖然我們現在是由很遠的高空中俯瞰這個國度，但還是可以看清楚遼闊大地的風景特色（參見次頁圖）。有片閃閃發光的地區，是由金屬聚集構成的，那裡我們稱為「西部沙漠」。這片沙漠感覺上並沒有什麼變化，只有些許的色調深淺不同，意味著它們仍然有多樣化的特質。沙漠裡也找得到淡淡的色彩分布著，像是我們熟悉的、閃爍著金光的元素金（Au），以及紅色的元素銅（Cu）。

值得注意的是，這片沙漠地帶占據了相當大比例的王國國土，在已知一○九種元素中約占八十六種，顯見沙漠的內容十分豐富。（而內容十分豐富的王國又使得真實世界如此多采多姿！）這些豐富的多樣性表示沙漠的荒蕪只是假象而已；等我們靠近些後，就會發現這裡像是蘊藏了豐富礦產的礦脈，而且在荒涼的景象下，還擁有多元化的物理及化學性質。不過靠近觀察是以後的事了；現在我們仍在距離王國地表很遠的空中，還無法體認到沙漠細微的變化。

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