1.本書用七個主題深入淺出、饒有趣味地幫助讀者系統了解化學，領略化學的魅力，提高科學素養。主要內容有：描繪物質世界的風采、揭示元素的原子結構、剖析分子與晶體結構、探究化學反應的規律與原理、闡述物質的制造與合成、介紹化學思想觀念與方法、倡導化學價值與科學精神。2.本書系作者近年來對中學化學課程標準制定、教材修訂、高考命題等研究的實踐經驗以及心得體會的基礎上，以中學化學的主要教學內容為線索，密切聯系生產生活實際，專門為中小學生打造的一本化學課外讀本，開拓學生視野，激發化學學習的興趣。3.通過化學家事跡的趣味介紹，讓讀者感悟化學學科研究歷程中科學家的偉大與榜樣的力量，培養崇尚科學、崇敬科學家的高尚情操，倡導嚴謹、鉆研的科研精神。
我們生活的世界由各種各樣的物質組成。所有的物質都是由化學元素組成的，都在時時刻刻地發生著化學變化。化學世界中充滿了無窮的奧妙，隱藏著許多秘密。人們衣食住行的來源、人類社會發展的動力之源，無不與物質及其發生的化學變化密切相關。人類在生產生活中，也在不斷探索、認識物質世界。一代代化學家對化學世界的潛心探索與奇思妙想，創建發展了化學科學。
化學是什么？不同的人從不同視角看待化學。化學是煉丹師、煉金術士、化學家的魔術，是制造爆炸、毒物的武器，還是具有巨大創造力、能為人類社會可持續發展做貢獻的科學？
我國杰出的化學家、中國科學院院士徐光憲，親自撰寫了一篇文章，論述現代化學科學是一門怎樣的科學，具有什么樣的魅力。他說：化學是一門承上啟下的中心科學，化學與信息、生命、材料、環境、能源、地球、空間和核科學八大朝陽科學（sunrise sciences）都有緊密的聯系、交叉和滲透，化學又是一門社會迫切需要的中心科學，與我們的衣、食、住、行都有非常緊密的聯系。化學又為六大技術（信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、空間技術、海洋技術）提供了必需的物質基礎。
化學科學和其他學科、技術的關聯性，化學科學的實用性、創造性，決定了它是一門任何人都需要有所了解的學問，是一門具有非凡魅力的科學。
每個人在衣、食、住、行中都必然會遇到有關化學的問題。比如，穿衣，該選擇什么樣的布料；飲食，怎樣吃才健康；住房，該選擇哪種建材和家具……無不涉及化學知識。如果要從事科學研究工作，更免不了要運用許多化學知識、技能。在信息社會中，要了解各種知識（包括化學知識）并不難，但是能否正確理解并在實際情景中運用其解決問題，仍然受到人們所具備的科學素養的制約。舉個簡單的例子，市場上有各種各樣名目的水，硬水、軟水、自來水、直飲水、天然礦泉水、太空水、純凈水、無離子水、小分子水、中性水……哪種水是適合日常飲用的？眾說紛紜。如果掌握水的組成、結構、性質等基礎的知識，就能幫助你對各種說法做分析、甄別和判斷。
理解、掌握中學階段所學習的初淺的化學基礎知識和基本技能，形成化學科學看待物質世界的基本觀念和方法，了解化學科學的價值，培養崇尚科學的精神，是提高自身科學素養、培養正確價值觀、形成品格和關鍵能力所不可或缺的。幫助讀者密切聯系實際，在鮮活、有趣的情境中完成這一過程，正是編寫本書的主旨。
本書在編寫過程中參考了許多專家編寫的化學教科書和化學科普著作，引用了不少寶貴資料。福建省莆田市教師進修學院化學教研室組長、高級教師曾新庭，江蘇省揚州市教育科學研究院化學教研室主任、正高級教師王峰博士，陜西師范大學化學系楊承印教授審讀了書稿，提出了寶貴的修改意見。在此向提供寶貴經驗和資料的專家表達誠摯的謝意！
由于編著者水平所限，書中存在的疏漏之處還希望讀者和專家不吝批評、指正。
王云生
2021年6月
1揭示物質世界本源 描繪物質世界風采
1.1揭示物質的本源 003
1.1.1物質由化學元素構成 004
1.1.2認識化學元素家族 006
1.2探究元素的原子結構 008
1.2.1原子結構模型 008
1.2.2原子、離子和分子 011
1.2.3有多少種原子 012
1.3發現物質形態的多樣性 015
1.4認識奇異的納米材料 019
1.4.1納米顆粒與納米材料 020
1.4.2納米材料的奇異性質 020
1.5探究奇妙的同素異形現象 022
1.5.1碳的同素異形體 023
1.5.2錫的同素異形體 024
1.6給種類繁多的物質分類 025
1.6.1無機物與有機物 026
1.6.2常見的物質分類系統 027
1.6.3認識物質類別與性質的重要性 029
閱讀本章后，你知道了什么？ 031
2探索微觀結構奧秘 闡述微粒作用本質
2.1物質間存在哪些作用力 034
2.2微觀粒子間的作用力來自哪里 035
2.2.1微觀粒子的二象性 035
2.2.2原子核外電子的運動狀態 036
2.2.3核外電子運動狀態對元素性質的影響 039
2.3微粒怎樣結合成宏觀物質 040
2.3.1離子化合物中陰陽離子的相互作用 040
2.3.2金屬單質中原子的相互作用 041
2.3.3分子中原子是怎樣相互結合的 042
2.3.4物質分子間的相互作用 047
2.3.5奇妙的氫鍵 050
2.4什么是超分子 052
閱讀本章后，你知道了什么？ 055
3窺探分子結構奧秘 剖析常見晶體結構
3.1認識分子的空間結構 057
3.2了解晶體結構的奧秘 059
3.2.1離子晶體 060
3.2.2分子晶體 062
3.2.3共價晶體 063
3.2.4金屬晶體 065
3.3有機化合物種類繁多的秘密 067
3.3.1有機化合物分子中碳的成鍵方式 067
3.3.2苯分子結構的研究 069
3.3.3有機化合物分子中的官能團 072
3.3.4有機化合物的分類 073
3.4不可忽視的同分異構現象 076
3.4.1同分異構現象和同分異構體 076
3.4.2識別同分異構體的重要性 081
3.5物質的組成結構決定物質的性質 082
閱讀本章后，你知道了什么？ 083
4洞察化學變化特征 分析物質變化類型
4.1什么是化學變化的本質特征 087
4.1.1化學變化的本質 087
4.1.2化學變化中的質變與量變 089
4.1.3化學變化中的能量轉化 089
4.2怎樣給變化多端的化學反應分類 092
4.2.1常見的幾種化學反應類型 093
4.2.2化學反應無處不在 100
4.3科學家怎樣研究化學反應 105
4.3.1化學研究需要科學的方法 105
4.3.2觀察和實驗 107
4.3.3科學探究 109
閱讀本章后，你知道了什么？ 112
5探究化學反應原理 發現化學反應規律
5.1化學反應是有方向的 116
5.1.1化學反應中反應體系能量的變化 116
5.1.2化學反應中反應體系混亂度的變化 118
5.1.3化學反應方向的判據 119
5.2化學反應伴隨著能量的轉化 121
5.2.1化學反應的熱效應 122
5.2.2化學能與電能的相互轉化 123
5.3化學反應快慢不同的原因 125
5.3.1化學反應速率 125
5.3.2影響化學反應速率的因素 127
5.3.3化學反應的催化劑 129
5.3.4奇異的酶 132
5.4化學反應存在平衡狀態 134
閱讀本章后，你知道了什么？ 136
6引領自然資源開發 創造新的物質世界
6.1化學科學的魅力在于創造 138
6.2引領自然資源的開發與利用 141
6.2.1物質制造合成的途徑 141
6.2.2金屬資源的開發利用 142
6.2.3無機非金屬材料的研發 145
6.2.4有機高分子化合物的合成 147
6.3化學家要創造一個新的物質世界 150
6.3.1生物大分子的合成 151
6.3.2操縱原子、分子制造物質 153
6.3.3分子識別與自組裝 154
6.3.4走綠色化學合成之路 155
閱讀本章后，你知道了什么? 157
7展現化學科學價值 弘揚科學研究精神
7.1化學元素的發現和合成 159
7.1.1元素概念的形成 159
7.1.2元素的發現 161
7.1.3元素周期律的發現 162
7.2食鹽應用的開發拓展 164
7.2.1食鹽是調味品 165
7.2.2食鹽是重要的化工原料 167
7.2.3食鹽電解產品鈉和氯氣的應用價值 170
7.3阿司匹林的研發和使用 173
7.3.1水楊酸的來源與應用 174
7.3.2阿司匹林的研制、合成與修飾 175
7.4銘記化學家們的貢獻 177
7.4.1近代化學的奠基人羅伯特·波義耳 178
7.4.2現代化學之父拉瓦錫 180
7.4.3近代原子論的提出者道爾頓 182
7.4.4分子假說的提出者阿伏加德羅 183
7.4.5發表元素周期表的化學家門捷列夫 185
7.4.6化學工程技術專家勒夏特列 186
7.4.7一個傳奇而偉大的化學家、發明家諾貝爾 186
7.4.8對分子原子結構研究貢獻突出的科學家凱庫勒、范特霍夫、盧瑟福、玻爾、鮑林 187
閱讀本章后，你知道了什么? 191
參考文獻 193
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