2、这个学科/科目（subject）到底（allabout,关于"-的一切，到处，附近）是什么的看法/观点（view）,对于许多人来说，对这个问题都有一个扭曲的，或者至少是肤浅（superficial）看法/观点（看法/观点可以认为既是asked的宾语也是distoredorsuperficial的宾语）。正如这封信，我不确定我是否能给予你一个清晰的画面/解释（picture）,但是我试图这样做。当然了，你知道化学与物理学、地质学、天文学一道，是属于物质科学/自然科学（physicalsciences）的一门学科。生物科学（biologicalsciences）,诸如植物学（botany
8、iling）而蒸发（evaporate）液体，直到最终仅有一种白色的粉末留下来。但是，这种白色的粉末已经不是原始的/最初的（original）烘干的苏打。它是一种具有新性质的新物质（characteristics一般指特性，而properties一般指普遍性质）。比如，如果你加入醋它就不再冒气泡。这种新的物质与你最初混合在一起的两种物质之一（eitherof）在组成上都是不同的（material一般指原料或者原材料，而substance既可以作为原材料也可以作为产物来指代，product只指代产物）。一个化学反应已经发生了。相比之下/相反（Bycontrast）,一个物理变化（physical
10、合体，配合物，合成物，复杂；配合，配位）（化学反应）过程，一个人在学习/理解这些（化学知识）之前，他必须首先学习一些比较简单物质的化学（知识）。在学习演奏钢琴（曲）的时候，一个学生不会一开始就学习/演奏谢尔盖瓦西里耶维奇拉赫玛尼诺夫C#小调序曲（RachmaninoffsPreludeinC#Minor）。一个学习音乐的学生，首先必须学习音阶（scales,等级，尺度，音阶）,之后再学习一些简单的曲目。只有经过几个月或者几年的演练之后，一个人才能演奏大师（master,adj.n.vt.精通的，技术熟练的；硕士（首字母大写），大师，专家，主管，主人，掌管人，船长，校长；精通，掌握，控制）的音乐
12、)相信(itwasbelieved)非生命物质和生命物质具有完全不同的性质和起源。非生命物质被认为是“无机的”(意思是“无生命的”)而生命物质或材料由生命物质衍生而来被称为“有机的”。然而，在1828年，一个名叫FriedrichWhler的德国化学家加热一种被认为是无机物的材料，得到一种被所有化学家都认为是生命过程中形成的产物的物质。于是在“无机的”和“有机的”之间的区别就打破了。我们仍然在使用这些术语，但是它们今天所具有的含义已经不同于早期(those指代meanings)。所有的生命物质都包含化学(结构)上结合了H元素的C元素，所以由C和H组成的化学物质的化学，无论它们的起源，就被称为
24、发生了变化。他能在另一只小鼠身上做这个实验，但是他不能确定第二只小鼠与第一只小鼠正好有同样的回应。化学家就更幸运（fortunate）一些；在同样的条件下，纯的化学品之间将总是以确切的（exactly,精确的）方式发生反应。这个技巧/技艺（trick,n.vt.adj.诡计，花招，骗局，恶作剧，戏弄，戏法，把戏，技巧，技艺，窍门，幻觉；欺骗，哄骗；骗人的，令人迷惑的，产生幻觉的）可以用于确证（sure）化学品是纯的以及实验条件正好是相同的。无论如何，你正好会问“化学家在做什么呢？"这是一个难以回答的问题，因为化学家在做许多不同的事情。在美国大约有一半的化学家在实验室（laborato
34、的理解是通过测量来考察的/检测的。如果一个预言是基于我们认为我们所理解的，并且这个预言通过定量检测获得预期的数据而被表明是正确的，我们就会在理解知识方面得到很大的自信。(这句话的意思是说，我们经常会通过我们对一些化学知识的理解而预言一些其它现象可能存在，如果通过验证确实证明我们的预言是正确的，那么我们就会对某些知识的理解或对自己所掌握的知识很自信，我们自己就会感觉自己很了不起。)在学习化学中，你将会不得不面对数百年来观察和测量所累积起来的事实。你也将学到化学原理是如何用来解释被观察到的问题。检测对化学原理的理解，你将会解决一些问题(比如碰到臭鸡蛋味的气体我们就会想到它可能是H2S气体)，一些频
35、繁出现的问题，这些问题使用了(包含了)一些物理性质测量的结果。(检测我们对化学知识的理解程度，就是合理正确地推测某些问题的答案，这些问题中包含了一些物理性质测量的结果。)2.2物理量中的数字1.测量和有效数字(significantfigures)(1)一个物理性质测量的结果用数值(numericalvalue)和测量单位一起来表示，例如，180磅，91千克(2)精确数字没有不确定性；通过直接计算所有项或者定义来表示。来自于测量的数字永远是不精确的。由于测量的误差总是存在某种程度的不确定性：测量仪器的局限性，每个人进行测量时的可变性，或者其它实验条件。(3)有效数字包括所有的具有确定性的
37、算得到的有效数字的位数，开始于第一个非零数字而结束于最后一个不确定数值。例如：(略)(digit表示单个的数字，而number表示一个具有完整意义的数值、数据、位数等。)注意给定的一个没有小数点的末尾数字零提出了一个问题因为它们是模棱两可的/引起歧义的(ambiguous)。一般来说，我们推荐(recommend,rekmend,引导虚拟语气，其后that从句谓语使用动词原型)此类末端零被假定不是有效的(此类零会随单位变化而取舍)。如果加上小数点这种模棱两可就会被排除。(1kg可表示为1000g,末端的0不代表测量精度；而1.0kg可表示为1000.0g,末端的0则代表测量精度。)那么，小数
38、点前面白(preceding)0却是有意义的。例如(Ex.example)在这些数字中有多少位有效数字(significantfigures)呢？3.有效数字的计算/算术(Arithmetic)(用有效数字计算)(1)加法和减法：取整解答(在附近的解答)以具有最大的不确定性的某处(数据)为准，例如：(略)(2)乘法和除法：取整解答(在附近的解答)以同样某个具有最少有效数字的数字为准，例如：(略)(3)例如，进行下列运算并以正确的有效数字位数表示结果。4.科学计数法(指数计数法)(1)在标准科学计数法中，一个数字的有效数字保留为110之间的因数，小数点的位置采用10的号/乘方来标明。(2)用
39、科学计数法计算2.3测量单位1.测量体系(1)stone(st)是英国特有白向重量单位,1stone=14pounds,1kg=2.2pounds(2)公制体系(metricsystem)：1793年由法国国家科学院创制/发明。(3)国际单位制(InternationalSystem,SI)：1960年被国际标准局采用，它是公制体系的修订和扩展。遍及全世界的科学家和工程师们被敦促仅仅使用国际单位制。(4)单位之间的换算2.化学中的测量单位/.长度，体积，密度，热和能质量和重量：国际单位制和公制体系都依赖于克，以及克的倍数和分数，作为质量单位。严格地说，重量应该以力的单位来表示。事实上，无
40、论怎么说，重量和质量之间的区别常常被忽视。我们常常用到诸如“这个材料的重量超过30g”或者“那个苹果有多重”的表述。温度：存在三种温标/温度刻度/度数，以kelvin为测量单位的SI温标，以摄氏度为测量单位的摄氏度温标，和以华氏度为测量单位的华氏温标。力和压强压力单位包括大气压、吧、镑/平方英尺、蛇和毫米汞柱。2.4因次理论法（量纲理论法）和问题的解决1.量纲理论法（1）一个测量的数值应该总是与正确的单位一起来表达。其中的问题是，随着数字的计算变化（被乘、除和删掉）单位就被精确地乘、除和删掉。如果一个问题被正确的建立和解决，她就会产生一个答案附带正确的单位。（2）例如：P14.2.转换因
41、子（1）一个物理量从一个单位到另一个单位的转换通过由两个单位之间的数值关系衍生而来的转换因子来完成。选择正确的转换因子允许删除一些不需要的（unwanted,多余的/无用的/不受欢迎的）单位。转换因子或者物理常数应该包括足够的有效数字的位数以致于不影响答案的不确定性。（如果一个转换因子是一个精确的数值，它就能按照尽可能多的需要的有效数字位数来看待）。（2）例如：P14.3.问题解决的方法（1）解决一个问题，首先要确定你精确地理解了什么是已知的和什么是未知的。然后试图找出/计算出已知的和未知的之间是怎么关联的。特别要注意单位和转换因子。在建立和解决一个问题的过程中，要检查并领会/明白/保证答
42、案是否以正确的单位呈现。要确定使答案的有效数字的正确位数服从/遵守规则。最后，要保证一个答案看起来是否合理。（2）例如：P14.2.5原子和元素1.元素和元素符号化学上不能再分为更简单物质的那些物质历史上称为元素。化学元素用一个或者两个现代名称的字母缩写来表示，或者在一些情况下用它们的早期的拉丁语名称（的字母缩写）。2.原子所有的物质都是由被称为微笑粒子的原子组成，原子本身又由更微笑的粒子组成。一个原子有一个密度很大的中心核，或者原子核，包含带正电荷的质子和不带电荷的中子。极轻的（与dense相比较而言），带负电荷的电子占据着原子核周围一个相对很大的空间。如果一个原子被扩展为一个我们最大
43、体育馆之一的大小，原子核将大约是该（体育馆）中心一个弹子/大理石的尺寸大小。2.6原子的结构：五个经典的实验1.阴极射线（cathoderay）：电子e当在一个气体放电管的两个电极上添加一个电势的时候，放电管中的气体就开始发光（辉光放电），而且当（气体的）压力足够低的时候阴极射线就会从阴极流向阳极。这就是人们现在已知的被称为电子的基本的亚原子粒子流（streamsofparticles）。一个电子被指认为带一个相对单位负电荷（等于T.60X0T9C,首次被Millikan确定，质量为9.11108g或者5.49X0u,原子质量单位1u=1.660610-27Kg）。2.极遂射线（阳极射线
44、）：质子p+（欧内斯特卢瑟福，ca.用于年代之前，表示大约，Latincirca）（欧内斯特卢瑟福爵士（18711937）,新西兰物理学家，被认为是核物理学之父。通过对0-粒子散射的试验他提出了原子的正电荷和实际上整个原子的质量都集中在中心核上，同时他还完成首次物质的人工蜕变。1908年获诺贝尔化学奖）当电子在气体放电管中流动的时候，它们会忘带/留下/丢弃（leavebehind）带正电荷的离子，这些带正电荷的离子本身以阳极射线的形式从阴极流向阳极。带正电荷的H离子是被称为质子的基本的亚原子粒子流。质子与电子具有相同的电荷但是是正电荷标志（一个相对单位正电荷），质量为1.67X0-24g或者1
45、.01uo3.0-粒子散射：核0-粒子是氨的原子核。一些放射性的元素会自发衰变而放射极高速度的0-粒子。当这种粒子轰击一个金属箔片的时候，其中一些就会被反射回它们的放射源。卢瑟福（Rutherford）由此推论靶向原子具有一个密度大的中心核，原子的绝大多数质量和电荷就聚集在这个中心核上。4.20年后：中子（詹姆士查德威克爵士（18911974）,英国物理学家，因发现中子而获得1935年诺贝尔物理学奖）5.X-射线光谱：原子序数/.从不同元素X-射线光谱的研究中，Mosely发现每种元素产生的波长与一个单一量有关，这个单一量相对应于这个原子核中正电荷的单位量（Mosely发现每种元素产生的
46、波长与这个元素原子核中正电荷的单位量有关）。原子序数，Z,等于原子核中质子的数量（之和）。1860年俄罗斯化学家门捷列夫在为著作化学原理一书考虑写作计划时，深为无机化学缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前人在实践中所得的成果，凡能找到的都收集在一起。他在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性。于是，门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。花了大约20年的功
47、夫，门捷列夫才终于在1869年发表了元素周期律。他把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪。此外，因为他具有很大的勇气和信心，不怕名家指责，不怕嘲讽，勇于实践，敢于宣传自己的观点，终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就，人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium,即“专门"。元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律：元素的性质，随着原子量的增加呈周期性的变化，但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理，不但纠正了一些有错误的原子量，还先后预言了15种以上的未知元素的存在。结果，有三个元素在门捷列夫还在世的时候就被发现了。1875年，
48、法国化学家布瓦博德兰，发现了第一个待填补的元素，命名为钱，原子比重为4.7。这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样，只是比重不一致。门捷列夫为此写了一封信给巴黎科学院，指出钱的比重应该是5.9左右，而不是4.7。当时钱还在布瓦博德兰手里，门捷列夫还没有见到过。这件事使布瓦博德兰大为惊讶，于是他设法提纯，重新测量钱的比重，结果证实了门捷列夫的预言，比重确实是5.94o这一结果大大提高了人们对元素周期律的认识，它也说明很多科学理论被称为真理，不是在科学家创立这些理论的时候，而是在这一理论不断被实践所证实的时候。当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时，有的科学家说他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通
49、过实践，门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重视。后来，人们根据周期律理论，把已经发现的100多种元素排列、分类，列出了今天的化学元素周期表，张贴于实验室墙壁上，编排于辞书后面。它更是我们每一位学生在学化学的时候，都必须学习和掌握的一课。现在，我们知道，在人类生活的浩瀚的宇宙里，一切物质都是由这100多种元素组成的，包括我们人本身在内。可是，化学元素是什么呢？化学元素是同类原子的总称。所以，人们常说，原子是构成物质世界的“基本砖石”，这从一定意义上来说，还是可以的。然而，化学元素周期律说明，化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的。这些事实意味着，元素原子还肯定会有自己的内在规律。这里已经蕴育着物
50、质结构理论的变革。终于，到了19世纪末，实践有了新的发展，放射性元素和电子被发现了，这本来是揭开原子内幕的极好机会。可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑。一方面他害怕这些发现“会使事情复杂化”，动摇“整个世界观的基础”；另一方面又感到这“将是十分有趣的事周期性规律的原因也许会被揭示”。但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜，1907年带着这种矛盾的思想逝世了。门捷列夫并没有看到，正是由于19世纪末、20世纪初的一系列伟大发现和实践，揭示了元素周期律的本质，扬弃了门捷列夫那个时代关于原子不可分的旧观念。在扬弃其不准确的部分的同时，充分肯定了它的合理内涵和历史地位。在此基础上诞生的元素周期律的新
51、理论，比当年门捷列夫的理论更具有真理性。门捷列夫周期律说明：简单物体的性质，以及元素化合物的形式和性质，都和元素原子量的大小有周期性的依赖关系。门捷列夫在排列元素表的过程中，又大胆指出，当时一些公认的原子量不准确。如那时金的原子量公认为169.2,按此在元素表中，金应排在钺、粕的前面，因为它们被公认的原子量分别为198.6、196.7,而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面，原子量都应重新测定。大家重测的结果，钺为190.9、钳为195.2,而金是197.2。实践证实了门捷列夫的论断，也证明了周期律的正确性。在门捷列夫编制的周期表中，还留有很多空格，这些空格应由尚未发现的元素来填满。门
52、捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素的最重要性质，断定它们介于邻近元素的性质之间。例如，在锌与碑之间的两个空格中，他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。就在他预言后的四年，法国化学家布阿勃朗用光谱分析法，从门锌矿中发现了钱。实验证明，钱的性质非常象铝，也就是门捷列夫预言的类铝。钱的发现，具有重大的意义，它充分说明元素周期律是自然界的一条客观规律；为以后元素的研究，新元素的探索，新物资、新材料的寻找，提供了一个可遵循的规律。元素周期律象重炮一样，在世界上空轰响了！英国物理学家莫塞莱（Moseley,HenryGwyn-Jeffreys）1887年11月23日生于多塞特郡韦默思；1915年
53、8月10日卒于土耳其的格利博卢。年仅27岁。莫塞莱先后就读于伊顿公学和牛津大学（在这两所学校，他都获得了奖学金）。后来，他在卢瑟福的指导下进行研究，在卢瑟福的那些才年横溢的青年助手当中，数他年龄最小，也最聪明。在劳厄和布喇格父子证明X射线会受到晶体的衍射之后，莫塞莱便利用这项技术去确定和比较各种元素的标识X射线辐射的波长。莫塞莱在进行上述研究时，明确证实了巴克拉的猜想，即标识X射线的波长随发射元素原子量的增大而均匀地减小。莫塞莱把这一规律归因于原子量增大时原子中的电子数的增加和原子核中的正电荷的增加。（后来发现，核电荷反映了核内带正电的质子的数目。）这一发现导致了门捷列夫元素周期表的一项重大改
54、进。门捷列夫曾按照原子量的顺序排列出他的元素周期表，但是为了说明周期性，表中在两个地方变更了这一顺序。莫塞莱证明，如果元素是按照它们的核电荷数目（也就是说，按照原子核中的质子数即此后所说的原子序数）排列的，便没有必要作这样的改动。再者，在门捷列夫周期表中的任意两个相邻的元素之间，均可设想插入数目不等的一些元素，因为相邻元素在原子量上的最小差值没有什么规律。然而，如果按照原子序数去排列，情况便迥然不同。原子序数必须是整数，因此，在原子序数为26的铁和原子序数为27的钻之间，不可能再有未被发现的新元素存在。这还意味着，从当时所知的最简单的元素氢到最复杂的元素铀，总共仅能有92种元素存在。进而言之，
55、莫塞莱的X射线技术还能够确定周期表中代表尚未被发现的各元素的空位。实际上，在莫塞莱于1914年悟出原子序数概念时，尚存在七个这样/.的空位。此外，如果有人宣称发现了填补某个空位的新元素，那么便可以利用莫塞莱的X射线技术去检验这个报道的真实性，例如，为鉴定于尔班关于celtium和赫维西关于错（hafnium）的两个报道的真伪，就使用了这种方法。就这方面而言，X射线分析是二十世纪出现的一种复杂的化学分析新技术，它与海洛夫斯基的旋光分析法一样，不再借助于古老的称重和滴定方式，而是采用测定吸光性能和电位变化等更为精密的方法。换言之，莫塞莱的工作虽然并没有对门捷列夫的周期表作重大的改动，但却使各种元素
56、在周期表中应处的位置完全固定下来。这时爆发了第一次世界大战，莫塞莱立即应征入伍，当上了工程兵中尉。当时的人们还很不理解科学对人类社会的重要性，因此不认为有什么理由不让莫塞莱与千百万其他军人一样去战场出生入死。卢瑟福曾设法争取派莫塞莱从事科学工作，但没有成功。1915年6月13日，莫塞莱乘船开赴土耳其，两个月之后在格利博卢阵亡，为一场无足轻重而稀里糊涂的战役送了命。他的死并没有带给英国和全世界任何好处（如果硬要找的话，倒也有一点，就是他把自己的财产遗赠给英国皇家学会）。从他已取得的成就来看，年仅27岁的他在战争所杀害的无数人当中，要数他的死给人类造成的损失最大。如果莫塞莱能活下来的话，无论科学的
57、发展多么难以逆料，他会获得诺贝尔物理学奖这一点则是可以肯定的。因为西格班继承了莫塞莱的研究工作，并获得了诺贝尔奖。2.7原子核的算术1.原子量，同位素和质量数一种元素（原子的）质量数（A）等于其原子核中中子数（N）和质子数（Z）的数量（之和）（A=N+Z一些元素存在不同的形式，称为同位素，这些元素的原子含有不同的中子数所以具有不同的质量数。2.原子质量一个原子的实际质量是其以克为单位的质量。原子质量的单位u,一个相对原子质量单位，被定义为126C原子质量的1/12,或者1.66061024go同位素的质量常常用原子质量单位来表示。一种元素的原子质量（以单位u表示）是实际存在的（各种）同位