圖解化學更新版：真實搬演魔術奇幻的酷學問

物質世界的根本，不過約九十種化學元素，
運用這些元素，化學便能如魔術般組合出令人驚奇的物品。

化學是一門窮究「物質本質」的學問，探求物質由什麼組成、具有什麼樣的物質，不僅從基本面使人們了解繽紛豐富的世界究竟有如何構成，還進一步運用化學變化的原理尋求更大的應用性，滿足了生存、生活的需要，更帶來便利與文明。

本書將化學理論隱藏在各個生活化的具體主題中，例如：從飄上天空的飛船認識稀有氣體的特性、從流汗的原理了解地球的熱循環、從釀造梅酒的訣竅了解滲透壓、由煙火的顏色介紹何謂電子軌域、從鯨魚潛水看固體與液體的分子特性、從廚房的鍋具認識金屬的熱傳導。

透過這些有趣的主題和體驗魔術演出般的驚奇過程，讓您在充滿樂趣的過程中，輕鬆地了解化學的本質及理論全貌。

生活周遭的日常用品、自然現象無不充滿有趣的化學原理

【日常用品】

● 鐵具有氧化成鐵鏽會產生熱能的特性，便有了冬天不可或缺的隨身暖暖包。 （參見p.102）
● 含氟牙膏能夠幫助預防蛀牙，運用了氟離子會與牙齒成分形成氟化磷灰石而不易溶於酸的原理。 （參見p.130）

【飲食活動】

● 能保存蔬果魚肉風味的低溫冷藏技術，是利用分子運動與凝固點下降的原理。 （參見p.62）
● 木炭可吸附水中的霉臭味和致癌物三鹵甲烷，飲水健康又美味。 （參見p.139）

【生活空間】

● 酸會溶解掉碳酸鈣，可以用醋來去除浴室裡頑強的白色水垢。 （參見p.82）
● 水能帶走熱量，地球因為有水能降溫，才能免於被太陽高溫燃燒，讓人得以生存。（參見p.182）

推薦序 從「物質」與「變化」兩大要點建構秩序的化學世界
作者序 從具體主題輕鬆掌握化學的本質和理論

序章 窺視化學世界
1.為什麼爆米花會爆開？（水蒸氣爆炸）
2.鯨魚能高速潛水的祕密（固體與液體的交互作用）
3.什麼是非晶態？（固體、液體、氣體）
4.應用了超臨界流體的啤酒釀造技術（超臨界流體既非氣體也非液體）
5.流汗的原理和地球的熱循環一樣（蒸發熱）
Column 天然雪和人造雪的差異（雪可以反映高空的氣象）

第1章 什麼是原子？
1.稀有金屬不能人工製造嗎？（稀有金屬是元素）
2.現代社會組斷了氮循環（空氣是化學肥料的原料）
3.什麼是放射線？（放射性同位素）
4.人類得到的第二種「火」（核能燃料）
5.煙火的顏色與電子的關係（電子軌域）
6.電子軌域是什麼形狀？（波耳模型和電子雲）
7.什麼是「莫耳」（原子和分子的質量）
8.氫和氦的不同造成了飛行船的悲劇（氫和氮）
9.為什麼鈉一碰到水就會爆炸？（藉由元素週期表就可以知道原因）
Column 火藥裡不可或缺的硝石替代品（有機化合物與細菌）

第2章 什麼是分子和離子？
1. 死海的水可以用來做豆腐（海水中的鈉是離子狀態）
2. 愈容易蒸發的物質愈臭（臭味和分子的關係）
3. 柔軟而強韌的金屬是文明的支柱（金屬離子與自由電子的鍵結）
4. 原子間的鍵結可以分成三種（離子鍵、金屬鍵與共價鍵）
5. 可以導電的發酵酒和無法導電的蒸餾酒有什麼不同？（離子、分子與金屬的導電性）
6. 骨質的溶解或形成和離子過與不足有關（離子與高分子間的合作）
7. 為什麼黃金是金色的？（金屬光澤）
8. 金屬鍋裡的化學劇（金屬的熱傳導）
Column 日本硬幣的歷史（從黃銅、青銅到白銅）

第3章 神奇的溶液與氣體
1. 與眾不同的水（電荷偏向一邊的極性分子）
2. 為什麼果汁在0°C下不會結凍（凝固點下降）
3. 南極海裡的魚不會被凍起來的祕密（南極的魚和急速冷凍法）
4. 釀造梅酒的訣竅和滲透壓的原理（半透膜的孔洞與滲透壓）
5. 牛奶、血液等膠體溶液的用處（會讓光產生散射的膠體溶液）
6. 愈輕的分子動得愈快（分子量與物質的性質）
7. 為什麼吸管可以拿來喝果汁？（因大氣壓的影響最高可達10公尺）
Column 母奶可以促進腦部發育（母奶與荷爾蒙的關係）

第4章 什麼是化學反應？──酸基、鹼基和氧化還原
1. 燃燒為什麼會產生熱？（鍵能與活化能）
2. 環保汽車與觸媒的原理（降低反應障礙的觸媒）
3. 從空氣中製造出氮的科學家（如何跨越化學平衡的阻礙）
4. 水垢是有害的嗎？（造成水垢的原因是離子）
5. 海水中的陽離子與陰離子（酸的作用）
6. 鹼比酸更危險（酸、鹼與人體）
7. ph值差1，強度就差10倍（體內中和反應的關鍵在於二氧化碳）
8. 酸雨的成因（硫氧化物與氮氧化物）
9. 丙烷比自來瓦斯更容易發生爆炸意外？（桶裝瓦斯較快達到爆炸界限）
10. 鐵砂是鐵嗎？（氧化還原反應）
11. 氧化還原反應不一定牽涉到氧（氧化還原的定義）
12. 電解煉鋁（鋁一度被稱為「取自黏土的銀」）
13. 燃料電池與電力革命（燃料電池效率可達60～80%，而且沒有輸送電的損失）
Column懷爐是日本人的發明（隨時代而變的觸媒）

第5章 與人類生活息息相關的有機化合物
1. 從化學結構式看石油的成分（石油的主成分是碳氫化合物）
2. 乙烯的相關化學物（加成反應與取代反應）
3. 乙烯、丙烯的相關製品（聚乙烯為泛用塑膠的代表）
4. 合成橡膠的彈性比不上天然橡膠（橡膠彈性的關鍵在於硫）
5. 化合物的物質與結構式息息相關（從官能基的種類可了解物質特性）
6. 從化學觀點看酒量的好壞（差別在於將乙醛轉化成醋酸的能力）
7. 什麼是反式脂肪酸？（脂肪酸的順式結構與反式結構）
8. 為什麼不能混用洗髮精和潤絲精？（界面活性劑的除汙機制）
9. 歷史悠久的阿斯匹靈的新用途（酯化反應）
10. 合成纖維的歷史從尼龍開始（纏繞得長長的纖維）
11. 寶特瓶的回收問題（日本的寶特瓶會被分解成原料）
12. 接著劑的原理就是濕潤後固化（接著劑有三種固化機制）
Column 什麼是有機？（有機化合物與無機化合物）

第6章 生活周遭的「化學力量」
1. 砂糖會把牙齒給溶掉（酸的性質）
2. 「老化」是因為身體生鏽了嗎？（氧化力超強的活性氧）
3. 鐵罐和鋁罐哪一種比較好回收？（鐵資源和鋁資源）
4. 什麼是COD和BOD（優養化現象）
5. 自來水的淨化方法（如何喝到好喝的自來水）
6. 從化學觀點看蜜蠟與木蠟（蠟的作用）
7. 人體內合成的清潔劑？（脂肪與乳化）
8. 紅藥水、白藥水和紫藥水（殺菌作用的原理）
9. 夜裡發出奇異光芒的螢光塗料與夜光塗料（發光的原理與放射線危害）
10. 有機化合物的顏色來自共軛雙鍵（色素、染料與顏料）
11. 新居落成或改建後要注意身體狀況（致病屋症候群）
12. 環境荷爾蒙（內分泌干擾物質）
Column 漆器中的日本人靈魂之色（漆的酵素與分子）

第7章 機能性化學
1. 可以導電的塑膠（導電性高分子）
2. 玻璃的新應用(1)（光纖）
3. 玻璃的新應用(2)（調光玻璃與導電玻璃）
4. 顯示器的進化(1)（從映像管到液晶）
5. 顯示器的進化(2)（電漿與有機EL）
6. 從紙尿布到環境保護（高吸水性樹脂）
7. 環保塑膠（生物可分解性塑膠）
8. 利用光觸媒除汙染殺菌（光觸媒與二氧化鈦）
9. 脂肪的代謝（降低體脂有特效藥嗎？）
10. 不斷進化的「超鐵」（耐候性鋼、超高強度鋼與超高純度鐵）
11. 能夠負重數噸的超級碳分子（碳原子的奈米技術）
12. 耐熱達500°C的高溫塑膠（聚醯亞胺與鐵氟龍） 

索引

作者簡介



山本喜一
1953年生。1975年東京農業大學農學院農藝系畢，同年任教於千葉縣立高中，目前任教於縣立清水高中。授課時以實驗為中心，希望能提高學生對化學的興趣並且促其思考環境問題。著有《化學快速入門》（日本實業出版社），合著有《新高中化學讀本》（講談社）、《地球環境問題教科書10講》（東京書籍）等書。興趣是登山、滑雪、釣魚及園藝。

藤田勲
1955年出生於青森縣。1979年北海道大學理學元化學第Ⅱ學科畢。曾執教於埼玉縣飯能高中、入間向陽高中、川越女子高中。自1988年起於飯能南高中任教。致力於寫出能掌握自然全貌的化學教科書。興趣是逛舊書店。



譯者簡介



顏誠廷
1976年生，高雄人。譯有《給未來總統的能源課》（漫遊者）等書。