化学,科如其名：有化才能学.有了变化才能够学习.
在生活中,化学可以说是最有用的一门学科.
生活中的好多变化都要靠化学才能解释,例如：为什么银白色具有金属光泽的铁在氧气中燃烧会生成黑色的四氧化三铁?为什么常温下过氧化氢分解缓慢,但在二氧化锰的催化下,会剧烈分解并释放出大量的热及氧气,且二氧化锰的化学性质没有改变?等等
在初中的化学中,经常要根据现象来说明问题的本质.因此,化学课会很有趣 .而且,在高中,化学依旧是理科中最简单的科目.
趣味知识：德国南部出产一种矿物,从十八世纪上半叶起,就有许多矿物学家试图对它进行分类,但意见很不一致.有的认为它是锌矿,有的则把它归入铁矿.1781年发现了新元素钨以后,还有人认为这种矿物中含有钨.
1789年,德国化学家克拉普罗特对这种矿物进行了全分析.他用硝酸处理这种矿物,得到一种黄色溶液,向这种溶液中加入“钾碱”进行中和时,便析出一种黄色沉淀.沉淀物的性质与所有已知元素相应化合物的性质很不一样,所以克拉普罗特认为它是一种新元素的“氧化物”.
于是,克拉普罗特将这种“氧化物”与碳放在一起,加热到很高温度,企图把这种“氧化物”还原成金属.他确实得到了一种金属态的黑色物质,这种黑色物质的化学性质与所有已知元素的化学性质不同,因此克拉普罗特认为自己发现了一种新的元素.
1789年9月4日,克拉普罗特报告了自己的发现,题目是“乌拉尼特(Uranit)——一种新的半金属”.他之所以将“新元素”命名为“乌拉尼特”,是为了纪念八年前新行星——天王星(Uranus)的发现.
次年,克拉普罗特将“新元素”改称为铀(Uranium),他说：“我根据类推法将该新金属的名称由乌拉尼特改为铀”,于是铀的历史就这样开始了.
这种“新元素”的发现确实引起了许多化学家的兴趣,不少人对它进行了研究.但实际上,“新元素”不是元素而是化合物.在长达半个世纪的时间内,竟没有人认识到这一点.克拉普罗特本人一直到死,仍然深信自己发现并分离出了铀元素.
曾有少数人对克拉普罗特的结论表示过怀疑,认为“乌拉尼特”可能是一种化合物.例如瑞典著名化学家贝采利乌斯,就曾试图用纯钾来还原“乌拉尼特”,但末成功；同一时期,阿弗维特逊也曾用氢来还原“乌拉尼特”以及铀和钾的一种二元氯化物,但得到的最终产品依然是“乌拉尼特”.
直到1841年,法国化学家佩里戈特才揭开了“乌拉尼特”的秘密,证实“乌拉尼特”确是铀的化合物而不是元素铀.
佩里戈特将“乌拉尼特”同碳一起加热,并通入氯气,从而得到一种升华出来的氯化铀结晶体.奇怪的是,生成氯化铀所消耗的“乌拉尼特”和氯气的总量竟是化学计算量的110％,而且在气态产物中还含有二氧化碳.这说明,“乌拉尼特”原来是一种金属氧化物.
证实这一结论的实验有很多,例如使四氯化铀水解,得到的产物是“乌拉尼特”和氯化氢,这表示“乌拉尼特”是化合物而不是元素.
为了得到元素铀,佩里戈特采用的也是钾还原法.但他是还原四氯化铀,而不象贝采利乌斯那样还原“乌拉尼特”.
佩里戈特将四氯化铀同钾放一起,放在白金坩锅中加热.因为需要将反应物加热到白热状态,所以这是一个有危险的实验.为了谨慎起见,他把一只小白金坩锅放在一只大白金坩锅里,当小坩锅中的物质开始反应的时候,便立刻把火源熄灭,以免金属钾从白金坩锅中飞溅出来,发生事故.等到激烈的反应变得和缓了,再对白金坩锅加强热,以除去其中所剩余的钾,并使已被还原出来的铀聚结.待到冷却后,用水将其中所含的氯化钾溶解而除去.结果,在留下的黑色残渣中找到了银白色的金属铀颗粒.
至此,一种新的化学元素铀——化学元素中的“天王星”,经过半个多世纪的孕育,才真正诞生了.
1789年克拉普罗特发现含铀化合物“乌拉尼特”的时候,已知的化学元素还只有25种；但是到1841年佩里戈特制得真正的元素铀的时候,已知元素的数目已经增加到55种.这么多的元素,重量有轻有重,性质千差万别,真好似一团乱麻.但是化学家深信物质世界是秩序井然的,因此他们一直试图透过表面的混乱现象,从元素的特性中找出某种内在的规律性来.
1869年,已知化学元素的数目已经增加到62种,俄国化学家门捷列夫终于在前人工作的基础上,把当时象一团乱麻似的杂乱无章的元素理出了一个头绪.他发现,随着元素原子量的增加,元素的性质呈现出明显的周期性变化,这就是著名的元素周期律.两年后门捷列夫加以充实改进的周期表,已经达到了成熟的程度,与现代的周期表已相差无几了.
在编制周期表时,门捷列夫认为元素的性质比它的原子量更为重要,因此当某一元素的性质与它的根据原子量排列的顺序有冲突时时,他便不顾当时公认的原子量,大胆地把它的位置调换一下.例如碲和碘的原子量,当时测定的值分别是128和127,如果按原子量排列,碲应该排在碘的后面.但是门捷列夫把碲提到碘的前面,以便使它位于性质与它非常相似的硒的下面,并使碘位于性质与碘非常相似的溴的下面.
门捷列夫坚信自己已发现了一条最基本的自然规律.因此,为了使排列不违背既定的原则而又没有别的解决办法时,门捷列夫就毫不犹豫地在周期表中留出一些空位.门捷列夫指出,这些空位的元素将来一定会被发现,并预言了这些元素的性质.在轻元素中,他断定将来一定会发现原子量大约等于44、68和72的三种元素：类硼、类铝和类硅.
科学理论对实践有着巨大的推动作用.在随后的十五年中,在门捷列夫还活着的时候,这三个未知的元素——钪、嫁和锗就相继被发现了,它们的性质几乎与门捷列夫预言的完全一样,元素周期律取得了决定性的胜利.
门捷列夫在制订周期表时,还根据元素的性质,并考虑到周期表中的可能位置,校正了一些元素的原子量,其中就包括铀.
铀的原子量,佩里戈特等测得的数值是120.按照这一当时公认的数值,铀应该排在锡(原子量为118)和锑(原子量为122)之间.但是周期表中锡和梯是连续排列的,中间并没有空位,而且按照铀的性质,它也不应该排在这个位置上.
门捷列夫相当准确地将铀的原子量加大了一倍,即加大了为240,这样就使铀排在了比较正确的位置,同时也使铀成了最重的元素.
虽然后来随着新元素的不断发现,一直到锕系理论确立之后,铀才排到了更为合适的位置—锕系元素的第三个成员,但在当时,门捷列夫校正了铀的原子量,确立了铀的最重元素的地位,无疑是一个杰出的成就.
1886年,齐默尔曼测得铀的原子量约为240,从而证实了门捷列夫从理论上对铀原子量所作修改的正确性.
各种元素在周期表中按原子量依次排列,每种元素编有一个序号,称为原子序数.铀排在第92号位置,因此是第92号元素.1913年,莫斯莱应用X射线测定了原子核所带的正电荷的数目,进一步发展了元素周期律.这一工作指明了周期律的真正基础不是原子量,而是原子的核电荷数或核外电子数.同时证实了,原子的核电荷数或核外电子数在数值上正好等于原子序数,从而最终确定了铀是92号元素,并且是当时已知的最重的元素.
铀作为最重的元素,其地位是很特殊的.人们往往习惯于一般而敏感于特殊.早在1871年,门捷列夫就在一篇关于铀的文章中写道：“在所有已知的化学元素中,铀的原子量最大,……我深信,研究铀,从它的天然来源开始,一定会导致许多新的发现.我大胆地建议寻求新的研究课题的人,特别认真地去研究新的铀化合物.”
虽然,铀作为最重的天然元素的意义只有在人们深入到物质的更深层次时,即从分子、原子深入到原子核的时候才能显示出来.这是门捷列夫处在他那个时代时所无法预见的,但是门捷列夫还是首先注意到铀作为最重元素的特殊性,这无疑是有一定先见之明的.
海华同学突然接到在外祖母家度寒假的小刚的一封来信.这封信被海华的弟弟打开了,他一看就惊叫起来：姐姐你快来看,这封信怎么只是一张粉红色的信纸,连一个字也没有写呢?”海华把信接过后对弟弟说：“我会把这张纸变出字来,一会儿你就看见了.”弟弟站在一旁好奇地看着,只见姐姐将这张粉色的信纸,放到一个白瓷盘中,盘中装着一些“清水”.不一会儿,这张纸上逐渐地显现出字迹来,字迹越来越清楚.弟弟一字一句地念着：“海华同学,假期过得偷快吧!作业都完成了吗?……”
这封密信写法非常简单,写信人是用一种叫做硫酸钠水溶液写的,这种水溶液是无色透明的,写在粉纸上晾干后,什么痕迹也没有.海华把收到的这封信放到盛有硝酸钡水溶液的瓷盘中,硫酸钠与硝酸钡发生一种有趣的化学反应,生成了不溶解于水的白色沉淀物——硫酸钡.这样,白色的字迹就在粉纸上清楚地显示出来了.
魔术台上放着一根磨得发亮的铁棒和一瓶淡蓝色的水.只见魔术师千里拿着一块红布,满面笑容地向观众说,“观众们,我今天要把这根铁棒变成金棒.等他说完之后,只见他将这根铁棒往瓶中一放,蒙上布,过一会儿,嘴里念念有词他说：“变”拿出来一看,铁棒果然变成了金棒.铁棒真地能变成金棒吗?
实际上,这是一个极为普通的化学反应,魔术师的瓶子里装的那种淡蓝色的溶液是硝酸铜溶液.铁比铜活泼,所以铁棒中的铁能把硝酸铜中的铜置换出来,这种反应结果生成了硝酸亚铁和铜.由于这个反应是在铁棒表面进行的,因此,生成的铜附在铁棒上了,铁棒就变成了紫铜色,好似金棒一样.懂得这个道理之后,自己可以做类似的魔术——如：铁环变银环.把铁环浸在硝酸银中即可.
