推荐周期表书《图解化学元素》

元素知多少 本书的封面封底是把各个元素依次列出来。所以我拿到本书,第一件事是翻到封底,看看第112、114、116号元素是怎么写的。这是因为我前一段时间在找相关资料时发现,国内网站,包括物理学会、化学学会等官方网站上,对元素周期表的更新资料非常少,大多数找到的资料还是多年以前的,只更新到105号左右。这让我觉得很奇怪,为什么元素周期表如此有名的东西,相关官方网站对它却如此冷漠呢?
2012年2月19日是波兰天文学家哥白尼“537岁”生日,国际纯粹与应用化学联合会选择在这天宣布,第112号元素正式以哥白尼的名字命 名,相应的元素符号为Cn,中文名为(钅哥)。把伟大科学家的名字列入元素周期表,是向他们致敬的一种方式。

96号元素的名字是锔(Curium),是以 居里夫妇的姓氏命名的,实际上98号及之后的元素正式名称,均是以伟大科学家的姓氏起名。科学普及范儿能做到这份上,也必须说,相关机构还是很是费了一些 心力的。
114号(钅夫)、116号(钅立)元素的正式名称是在2012年5月30日被正式采纳,中文名出来要更晚一些。但如此重大的事件,在中文网 络里竟然几乎毫无动静,这实在有点令人费解。(当然,国外原版科普图书也有不少留白甚多,没能及时更新。)不过这本《图解化学元素》给我了一个惊 喜,112、114、116号元素端端正正地印在了封底上,看来原版作者和中文译者编辑都是下了一番功夫的。

元素,不仅仅化学 本书的书名里有“化学元素”几个大字,前言开篇却洋洋洒洒地写5页原子结构的物理知识,直到第6页上才开始说化学键和化学反应。为什么会这样 的呢?当然很多人会想到,化学结构也是以物理结构(质子、中子和电子)为基础的,尤其是电子的量子行为,决定了物质的性质,包括化学性质。这也是为什么近 年来,诺贝尔化学奖变得越来越不“化学”,被科学界戏称为“理科综合奖”。但我想指出的是,我们习惯用的“化学元素”这个名词,是出于历史习惯,其实应该 说是不严格的。
正如本书导读“元素简史”指出的,“元素”这个词的产生,是古代哲学家在思考世间万物是有什么构成。古希腊哲学家认为是土、气、火、水以不同 的方式混合、转化构成了各种物体(天体则是水晶一样的第五种元素“以太”);中国古代则以为构成世界的是金、木、水、火、土五种元素,它们也可以相互转 化、影响。

由于这样相似的想法,古代各民族都存在炼金术士,把各种物体混合烧制,期待炼出黄金或长生不老之药。虽然炼金术的目的是荒唐的,却是化学研究的 前身。
波义耳(他提出了气体“波义耳定律”——密闭容器中恒温的定量气体,其压强和体积成反比关系)在1661年出版的《怀疑派化学家》里鼓励人们 质疑炼金术士那些似是而非的解释,用科学方法解决“这个世界到底由何构成”这个难题,推动了化学分析法。他提出,元素是一些“最简单、最原始、最纯净的粒 子”。法国大革命前夕,拉瓦锡在《化学基础论》里提出,元素应当定义为不能够被分解的物质。

拉瓦锡使化学定量化,从而指出氧气是一种元素,还把水分解成了 氢和氧。就这样,到1869年门捷列夫提出了元素周期表时,化学家们已经分离并确认了63种元素。
“元素周期表”这个词有时候被冠以“化学”,就是因为在我们潜意识中,还没能及时意识到所谓“化学元素”其实就是古代哲学家们孜孜以求的“元 素”,也就是构成我们这个世界的基本成分。化学对于元素的研究,物理学家对原子结构的研究,最终破解了“这个世界到底由何构成”这个千古之谜。古人关于四 元素或五行的猜测被证实是错误的,元素这个词也早已抛弃了旧形式,获得了新的科学涵义。所以,当严格说起“化学元素”应该直接以“元素” (element)代替了。而且“元素”这个词本身已经精准地体现了其科学和哲学涵义,是对其本义的回归和尊重。
对了,本书的英文书名The Elements: The New Guide to the Building Blocks of Our Universe,副标题又指出元素构成的是我们这个宇宙,如果加个chemical,就大大抹煞“元素”的地位了。

这个世界的惊人简洁 现在已经正式命名的一百余种元素,本书没有按序号一一讲来,而是按照“族”(即元素周期表的纵列)的顺序进行讲述,同族内的元素性质类似而渐 变,易于读者把握。而且这种安排,充分体现了本书作者在前言开篇引用的著名行星物理学家、科普作家卡尔•萨根的话——“现代物理学与化学将纷繁复杂的世界 变得惊人的简洁明了”。
确实,在很多人的观念中,世界纷繁复杂,难以把握,人们才会产生了各种奇奇怪怪的观念。现代科学直指本质,告诉我们周围普通物质组成不过是质 子、中子和电子三种粒子(还可以算上我们赖以观察世界的光子,),它们直接的相互作用,形成了我们所见的大千世界。现代物理学和化学在原子分子层次上的工 作,就是试图理解这些相互作用。
对于每一种元素,作者根据其重要性和研究深入情况进行了或多或少的解释,长的有几页(如铁、氮、氧),短的只有几行(如在周期表中被排挤到只能另起行的镧系、锕系元素)。作者还把由人工核合成才得到超铀元素也单列为一类,这是现代物理学“掺和”化学工作的典型代表。

如果你求知之心尚在,期待了解我们周围的大千世界,如果你觉得化学很难不近人情,那么你应该试着读一读这本独具特色的元素书,认识我们这个复杂到极致、又简单到极致的大自然。