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《元素家族》
认识火焰的秘密(氧的预告片)
鲁超   
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火,是那么的炽烈和疯狂,它会产生无尽的灾难,让人们对其保持恐惧,火红的颜色本身就有警示的意义。它又是那么的不可或缺,让我们得到了温暖和光明,中国人一直以红为尊贵和喜庆的颜色,也说明了火对人类进步的意义。

【火的使用对人类来说,堪称一次“凤凰涅槃”,人类文明从此进入了一个全新的发展阶段。】


中国的古代神话中,第一个掌握火的人叫做燧人氏。燧人氏是最早的三皇五帝之一,是“天皇”、“地皇”、“人皇”中的“天皇”,他发明了“钻木取火”,这可以说是人类历史上第一次利用“化学能”了。

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【即使是现代人类,到了荒岛,在没有打火机、火柴、放大镜的情况下,仍然得采用钻木取火这种土方法来获得火。】

在古希腊神话中,火神名叫赫淮斯托斯,他相貌丑陋,却技艺高超,开发矿山,冶炼金属,打造精良的器具。

而真正盗取天火给人类带来光明的是普罗米修斯,这个“大卫鲍曼”式的上帝让宙斯十分震怒,让赫淮斯托斯将普罗米修斯囚禁在高加索山上,赫淮斯托斯不得不执行父亲的命令,却一边同情并安慰普罗米修斯,被称为“最具人情味的神仙”。在这位火神身上,体现了力量与勇气的完美结合,他还拥有超群的智慧和毅力,这些都堪称“火”的伟力。

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【卢浮宫,赫淮斯托斯的雕像。其实他在感情上是一位悲情的神仙,他的老婆就是万人迷阿芙洛狄特,可是大美女却经常背着他和战神阿瑞斯鬼混。】


人们在惊叹火的伟力的同时,也希望了解火究竟是什么。

首先人们发现有些东西很容易燃烧,比如干柴、油、煤炭等,而有些东西却怎么也烧不着,比如石头、黏土等等,就算你把它们放到炽热的炭火里面,它也最多变红变热,而绝对不会蹿出凶猛的火焰。

到了达芬奇的时代,他还发现,燃烧要能继续下去,必须要有空气的存在。

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【拉风箱,鼓入更多的空气,可以让火烧的更旺。】


17世纪,奥地利人贝谢尔摈弃了传统的四大元素理论,他认为各种物质都是由他所谓的三种基本“土质”组成的:“石土”,“油土”和“汞土”。

其中,“石土”是指存在于一切固体物质中的一种“固定性的土”; “油土”是指存在于一切可燃物体中的一种“可燃性的土”; “汞土”是一种“流动性的土”。一切物体都是由这三种物质组成的,只是组成比例不同。

贝谢尔认为物体在燃烧时,放出其中可燃的“油土”部分,剩下“石土”或“汞土”的成分。

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【贝谢尔认为:树木燃烧后剩下的灰烬就是“石土”和“汞土”,“油土”都随着火焰进入了空气。】


1703年,德国人斯塔尔进一步发展了贝谢尔的说法,系统的提出了著名的“燃素理论”,他认为火是由无数细小而活泼的微粒组成的物质,这种微粒就是“燃素”。“燃素”可以单独存在于空气中,也可以与其他物质化合,易燃物质就是“燃素”和其他物质化合后的化合物。燃烧就是易燃物质中的“燃素”释放出来的过程,火焰就是大量的“燃素”微粒的聚集体,“燃素”弥散到空气中后,就给我们带来了热量。

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【燃素理论建立者之一:贝谢尔。】

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【燃素理论建立者之一:斯塔尔。】


燃素理论提出之后,很长一段时间内都被大部分化学家所认同,因为它不仅很直观,也确实解释了很多现象。

比如,煤燃烧时,化学家说:“煤中的燃素,都跑到空气里了,只剩下了煤灰。”

磷燃烧时爆发出明亮的火焰,留下干的磷酸酐,化学家们说:“磷分解成了燃素和磷酸酐,燃素进入了空气,磷酸酐留下来了。”

金属燃烧以后,原本发亮的金属变成了锈迹斑斑的煅渣,化学家们说:“燃素跑了,发亮的金属不见了,只剩下锈和煅渣。”

将煅渣和木炭共热,又得到了发亮的金属,化学家们说:“煅渣吸收了木炭中的燃素,重回金属本来的面目。本来嘛,金属就是煅渣和燃素组成的。”

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【燃素(Phlogiston)理论是这样解释金属的氧化和还原的。】


确实,17世纪-18世纪的化学家们利用燃素理论,把许多种似乎无法解释的自然现象和工业技术现象,解释的并不坏。在燃素理论出现之前,不管是古希腊的亚里士多德,或者说阿拉伯世界的吉伯也好,意大利的达芬奇也好,英吉利的培根也好,都无法做到,只用一个基本的假设:“燃素”,就解释了所有的现象。可以说,对于火焰的研究,导致了燃素理论的出现,终结了炼金术,将人类对世界的理解带入到化学时代。

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【很多炼金术师都在研究传说中的“点金石”。】


科学理论本身就是人们认识自然改造自然的工具,既然燃素理论可以帮助化学家从事研究,所以越来越多的化学家就深信它是对的。但很快,燃素理论就遇到了很多质疑,最主要的质疑:既然燃素看不见摸不着,你为什么要我相信这个假设?燃素有多重?你倒是搞个纯净的燃素出来给我看看啊?

这时候需要有杰出的人出现,打破成见,重建新理论。接下来的篇章里,我们就看看,欧洲各地会出现多少有才能的人,一步一步去打破燃素理论!

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【燃素:你来打破我啊。】


小测试:

1, 在中国神话故事中,发明钻木取火的神仙是:

A) 燧人氏

B) 神农氏

C) 伏羲

D)女娲

2, 在希腊神话故事中,火神的名字是:

A) 宙斯

B) 赫淮斯托斯

C) 普罗米修斯

D)阿波罗

3, 哪两个人提出了燃素理论:

A) 贝谢尔

B) 斯塔尔

C) 拉瓦锡

D)舍勒

-完-
我要评论
小分子团水 2018-01-24 11:34
作为一个化学系本科生,所学的知识都是非常专业性的,科普性不足。元素家族以幽默风趣的讲述方式,以化学元素为基本来讲述化学对人类、对社会方方面面的影响,十分不错!
钱一二 回复 小分子团水 不错
2018-02-26 15:41 回复
笑笑 2017-12-28 20:32
个人一点心得愚见,算几点体会:文章节奏特别稳当,彰显了作者深厚的文字功底和隐藏的相关知识的广博,文中俏皮地使用了一些幽默的句子,还选定了化学元素这一主题,非常契合学生业余生活的需要,引导大家深入记忆这些元素。另外跟本人正相反,使用了大量图片,这些图片本人仔细研究了一下,不是从网上复制的,而且图片整体效果规整,高人耶~
科普作品
元素家族
| 目录  (共17章)
评委点评 评语汇总

虽然,化学元素的科普,是一个很老的题材。但作者显然将最新的科研进展,融合到化学元素的科普中,时效性、时代性都很强。 写作风格幽默风趣,配图恰当,适合手机、网络等新媒体传播。

2018-01-08 20:01 郑永春 ——

全作以较为通俗的语言讲述了,十种元素从发现,到部分生活中的实际应用等方面的内容,从文字角度应该是不错的作品,老少皆宜。但在选取图片上,感觉部分图片选取的质量不高,需要改进。

2018-01-10 13:37 匿名 ——

一篇内容非常丰富的科普文章,相信如果不限制字数的他作者完全可以把现在所有已知元素全部写一遍。而且文中的科普内容不光是这些元素的化学性质,还有他们奇妙的特性以及科学家们发现他们的故事。可以勾起读者继续把他读完的欲望。而且据我所知作者鲁超自己也在运营一个科普相关的公众账号,这种不计回报的科普精神值得学习。

2018-01-24 15:39 匿名 ——

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