每个人都喜欢听故事，尤其是青少年。其实，不止是文学或者历史中有故事，科学里也有很多有趣的故事。像阿基米德在洗澡时发现浮力定律、埃拉托色尼用日影测量地球大小，以及拉瓦锡从燃烧现象里发现氧气，都是精彩曲折、脍炙人口的科学故事。这些科学故事让我们既能近距离地了解科学家，又能感受他们的科学智慧，领悟基本的科学方法，对于青少年提高科学素养、培养对科学的兴趣，更是有着其他手段难以达到的效果。

本书将为你讲述课堂上听不到的化学传奇，书中有科学的内容，文学的笔法，哲学的反思，历史的脉络。

这是一本让中学生发现“科学之美”的传奇书，这是一套让中学生爱上“数理化”的锦囊。

本书以现行中学理科教材里的重要知识单元为主线，讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事，并配以大量珍贵精美的图片。不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力。提升科学素养，还能从一个侧面巩固其课堂学习成果，激发学习兴趣，使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说，这些素材可以作为课堂教学的有益补充，用来活跃课堂气氛，深化教学内容；对于学有余力的学生来说。书中的拓展性内容还可以引导他们作进一步的学习。

从炼金术到化学

元素概念的产生

看不见的精灵

元素符号漫谈

破译化学的密码

点燃化学革命火种的氧气

普通而神秘的水

空气中的稀有气体

有趣的碳

化学变化和化学方程式

质量守恒定律

金属材料的变迁

用途广泛的非金属材料

形形色色的合成材料

DDT：环境保护法庭上的第一个被告

臭氧层空洞：人类自己捅破的保护伞

然而，道尔顿的原子论很快便遇到了麻烦。在道尔顿的原子论巾，存在着一个自身难以克服的矛盾：一方面，道尔顿认为化学元素由微小的、不可再分的原子昕组成，换言之，原子是最小的；另一方面，道尔顿又认为，化合物的“原子”是“复杂原子”，“复杂原子”又不具有不可分性，不是最小的。显然，这两个方面是相互矛盾的。

1805年，法国化学家盖一吕萨克做了一个实验，他把2升氢气和1升氧气混在一起，密封燃烧，最后得到2升水蒸气。问题来了：按照道尔顿的原子说，这个反应是2个氢原子加1个氧原子生成了2个“水原子”，如此一来，岂不是1个“水原子”里含有1个氢原子和0．5个氧原子了吗？不可分的氧原子是如何变成0．5个的呢？

这个问题难倒了道尔顿，直到1811年，意大利人阿伏伽德罗引进了“分子”概念，这个问题才得到圆满的解决。原来，气体是以分子状态存在的，而不同的分子却是由不同数量的原子构成的。在同温同压下，相同体积的气体所含的分子数相同，原子数却并不一定相同。

阿伏伽德罗1776年8月9日生于意大利都灵的一个贵族家庭，1796年获得法学博士学位，后来曾任地方官吏。从1800年起，阿伏伽德罗开始自学数学和物理学。1803年发表了第一篇科学论文。1820年，阿伏伽德罗应都灵大学的聘请，担任了意大利第一个物理讲座的教授。他存知道盖一吕萨克的实验后，对其进行了仔细的考察，发现了矛盾的焦点。

1811年，阿伏伽德罗在一篇论文中明确地提出了分子的概念，将单质或化合物在游离状态下能独立存在的最小质点称做分子，认为单质分子由多个原子组成。阿伏伽德罗指出：原子是参加化学反应的最小粒子，但能独立存在且保持物质化学性质的最小粒子不是原子，而是分子。分子是由原子组成的，单质分子由相同元素的原子组成，化合物分子由不同元素的原子组成。在化学变化巾，不同物质的分子中各种原子进行重新结合。

南“原子”到“分子”的一字之改，正是阿伏伽德罗假说的奇妙之处。可是，尽管阿伏伽德罗的理论体系在今天看来是如此清晰，但在当时，这个理论与主流的理论相悖，因而遭到了大化学家贝采利乌斯的极力反对。由于贝采利乌斯当时在化学界享有权威的地位，其他化学家都不敢轻易接受这一观点。分子学说沉默了50多年，这也导致化学史上出现了长达半个世纪的“混乱局面”。直到阿伏伽德罗1856年逝世，分子假说仍然没有被大多数化学家所承认。

1860年，在意大利化学家坎尼扎罗的努力下，经过50年曲折经历的化学家们终于丌始冷静地研究和思考，最后不得不承认阿伏伽德罗的分子假说的确是扭转这一混乱局面的唯一钥匙。阿伏伽德罗的分子假说终于被确认，阿伏伽德罗的伟大贡献终于得到承认。可惜，此时他已溘然长逝，甚至没有为后人留下一张照片。现在阿伏伽德罗唯一的画像，还是在他死后，按照他的石膏面模临摹的。

用眼睛看到原子和分子

原子和分子论提出后，得到了许多实验结果的证实，逐渐成为当时科学界的主流观点。但是，对原子和分子真实性的争论却一直没有停止。在怀疑者巾，还有物理学家屿赫和化学家奥斯特瓦尔德等赫赫有名的大人物。他们的理由非常简单：不存在任何关于原子和分子存在的确凿证据。在当时科学界具有巨大影响的马赫直到1916年去世，都否认原子的真实存在。当人们试图说服他时，他总是回答：“你看到原子了吗？”P22-23

每个人都喜欢听故事，尤其是青少年。《三国演义》里的三气周瑜、水淹七军，《水浒传》里的智取生辰纲、武松打虎，《西游记》里的大闹天空、三打白骨精，这些内容生动、引人入胜的故事，连七八岁的孩童都能说得出来。中国的传统文化里有很多东西，就是蕴含在这些故事里流传下来的。

其实，不止是文学或者历史中有故事，科学里也有很多有趣的故事。像阿基米德在洗澡时发现浮力定律、埃拉托色尼用日影测量地球大小，以及拉瓦锡从燃烧现象里发现氧气，都是精彩曲折、脍炙人口的科学故事。这些科学故事让我们既能近距离地了解科学家，又能感受他们的科学智慧，领悟基本的科学方法，对于青少年提高科学素养、培养对科学的兴趣，更是有着其他手段难以达到的效果。

遗憾的是，这些科学故事在中学的课堂上却往往很少能够听到。现在，这套“Happy Learning书系”的出版，也许可以稍稍弥补这一缺憾。这套书以现行中学理科教材里的重要知识单元为主线，讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事，并配以大量珍贵精美的图片，不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力，提升科学素养，还能从一个侧面巩固其课堂学习成果，激发学习兴趣，使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说，这些与课堂知识紧密相关的素材可以作为课堂教学的有益补充，用来活跃课堂气氛，深化教学内容。书里还有部分内容，可以说是课本知识的延伸和拓展，对于一些学有余力的学生，这些内容还可以引导他们作进一步的学习。

近年来，我国的中小学都在推行素质教育。通过各种手段提高学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，培养他们的求知欲和探索精神，无疑是非常重要的。衷心希望这套“Happy Learning书系”的出版，能够对此起到一定的促进作用。

中国科学院院士

中国科学院上海技术物理研究所研究员

华东师范大学信息学院院长

上海科普作协理事长