
吉田隆嘉
《走進奇妙的元素週期表》是科普作家吉田隆嘉所著,通過一張元素週期表,趣味解讀宇宙、人體和生命。 作者解開一個個不爲人知的科學祕密,由淺入深展示元素週期表的無窮魅力:鍊金術師、稀土爭奪戰、宇宙爆炸、核輻射…… 放在外面的兩列元素是怎麼回事?週期表應該橫着看還是豎着看?哪些元素是有益的,哪些是有毒的?元素週期表的規則看似複雜,其實非常簡單。化學不再是各種化學符號、化學反應式,每個元素背後都有鮮爲人知的特點,元素與元素之間也存在着絲絲聯繫。 本書將帶你走進元素週期表的世界,讓你2小時愛上化學。
又是來自同一位海淀媽媽的推薦: “作者擁有量子化學加上醫學雙重背景 太好了,我們的孩子終於不會在未來討厭元素週期表了,是因爲我們對它產生了新的認識 作者說沒有量子化學背景的老師是講不好元素週期表的,那麼我們在上學的時候,我們的化學老師有這個背景嗎?😆 所以就,枯燥。 世界的打開方式因爲人的原因,讓我們對世界產生認識阻礙,這是一件多麼遺憾的事情。”
剛看完《走進奇妙的元素週期表》,挺有意思的,想念叨兩句。 這本書跟我以前學的化學完全不是一回事。它不跟你糾結那些計算題,也不讓你背性質,反而是把元素週期表放在了一個更大的背景裏——宇宙的演化、地球的形成、生命的出現。這麼一講,原本那些冷冰冰的符號和數字,突然就活了,好像跟自己有了點關係。 比如說,我以前從來沒想過,元素不是一開始就有的,它們是在漫長的地質運動、恆星演化裏慢慢“造”出來的。還有,爲什麼人類生命偏偏是由這些元素構成的?爲什麼我們身體裏的元素和地球的主要元素之間,關聯那麼強?這些事兒,上學的時候完全不會去琢磨,化學是化學,生物是生物,各教各的,感覺像兩個世界。但這本書把它們連起來了,讀着讀着真有那種“哦,原來是這樣”的恍然大悟。 書裏還講了很多以前完全被忽略的元素,比如稀土元素、惰性氣體,認真科普了一回。我小時候確實疑惑過,爲什麼稀土全都擠在週期表一個格子裏?爲什麼右下角會有一長串看起來差不多的元素?當時老師就說“這些你不用管,以後再說”,然後就再也沒有以後了。直到這次翻書,纔算是把當年的疑問給補上了。 還有個小知識點讓我覺得特別新鮮——同一列的元素,最外層電子數一樣,上面那個對人體有益,下面那個容易被身體誤認成有用的,吸收進去反而影響健康。這種事課本上肯定不會講,但知道了就覺得挺妙的。 總的來說,這本書讓我重新找到了學化學時那種純粹的好奇心,又補了好多常識。人嘛,隔段時間確實該從日常瑣事裏拔出來,看看科學,想想宇宙,回頭再看那些小事,也就沒那麼糾結了。 挺推薦讀一讀的。
金屬光澤與宇宙塵埃間的沉思 當指尖撫過書脊上“元素週期表”五個字時,我並未預料到會開啓一場穿越時空的物質溯源之旅。吉田隆嘉以近乎考古學家的耐心,將那些嵌在週期表方格中的符號,從實驗室的玻璃器皿裏解放出來,還原成承載着人類智識微光的星辰。 書中沒有堆砌公式與反應方程式,卻讓每一種元素都擁有了可觸摸的質感。氫原子在宇宙大爆炸的餘暉中誕生,鐵離子在血紅蛋白裏運送生命的氧氣,硅晶體支撐起現代文明的電子脈絡——這些看似孤立的存在,被作者用隱形的線串聯成跨越百億年的敘事。他既講述門捷列夫在紙牌遊戲中窺見元素規律的頓悟,也記錄居里夫人在棚屋中提煉鐳時的堅守,讓科學史的宏大敘事落回到具體的人與具體的時刻。 最動人的,是作者對“平凡元素”的敬意。碳元素既能構成鑽石的璀璨,也能化作石墨的質樸,更能在葉綠素分子中捕捉陽光;氧元素既是燃燒的助燃劑,也是生命呼吸的必需品,卻也曾在臭氧層空洞的危機中顯露出脆弱。這種不帶偏見的書寫,打破了人們對元素“有用”與“無用”的刻板劃分,正如自然界從不對物質設下價值評判,只以規律默默運轉。 合上書頁時,窗外的陽光正透過玻璃照在桌面上。我忽然意識到,這束光中的光子,與書中描述的、誕生於遠古恆星內部的氦原子,本質上並無不同。我們觸摸的金屬器物、飲用的水、呼吸的空氣,都是元素週期表中那些符號的具象化身。吉田隆嘉沒有用華麗的辭藻渲染科學的神奇,卻以冷靜而溫柔的筆觸,讓我們看清自己與宇宙的物質聯結——我們既是元素的觀察者,也是元素的集合體。 這部作品最珍貴的價值,或許在於它讓科普脫離了知識灌輸的窠臼。它不追求讓讀者記住所有元素的原子序數,而是引導我們學會用“元素的視角”看待世界:當我們注視一塊岩石時,能讀懂其中硅與氧的千年糾纏;當我們點燃一支蠟燭時,能理解碳與氧的短暫共舞。這種從紛繁現象中提煉本質的智慧,恰是科學最本真的魅力,也是人類對宇宙最謙卑的致敬。
讀《三體》間隙,抽了四個小時閱讀完了這本書,本想在90萬字的閱讀中小憩一下,卻意外發現了通俗易懂的宇宙觀。 前段時間讀過卡爾薩根的《宇宙》,宏大的宇宙觀震撼人心,但讀罷還是有些晦澀,而這本書《走進奇妙的元素週期表》,就像一個意外的驚喜—— 1.宇宙大爆炸:沿着時間線回溯,最終追溯到奇點,宇宙由此爆炸,最初的氫原子聚變爲氦等更重的原子。 2.恆星形成:大爆炸之後,氫原子聚集爲恆星,恆星所創造的高溫高壓條件,又不斷的聚變爲碳等更重的原子,當氫能源耗盡,發生超新星爆炸,新的爆炸物又聚集爲新的恆星,再次鉅變,直到聚變爲鐵,多代之後的恆星,終於不再超新星爆炸,變成了白色的死星白矮星。 3.我們都是宇宙的孩子:初代恆星源於宇宙,太陽源於初代恆星,地球源於太陽,人類源於地球,亙古不變的是各類原子,從宇宙貫穿到人類,哪些元素無毒哪些元素有毒,都是宇宙級別的進化。 4.其他智慧體:宇宙中如此多的星系,雖然都源於氫原子,但恆星所處的週期不同,每個行星的壓強和溫度也都不同,如此太陽四季如此標準大氣壓強,孕育了地球上的碳基生命。那麼換個太陽換個地球,也許硅元素爲主而非碳元素,海洋是銣鹽而非納鹽,血紅蛋白的運輸靠銅而非鐵…元素的比例一旦不同,那就有機會孕育出不同於人類的智慧體! 5.宇宙之外是什麼?昨天晚上跟隨作者的思路來思考宇宙時,突然通透了這個問題:如果說宇宙源於大爆炸,不斷膨脹的宇宙之外到底是什麼呢?是更高維度,是我們三維生物無法理解的更高維度,換句話說,當我們以三維的視角來猜測宇宙之外到底是什麼時就已經錯了。假設螞蟻是二維生物,同時假設螞蟻所生活的二維平面也源於一個點的大爆炸,那麼這個不斷擴張的二維平面外面是什麼呢?是另一個平行的二維空間,這兩個二維空間就好像摞在一起的a4紙,每張之間沒有交集,但他們合起來湊成了三維空間。那我們這個三維宇宙之外是什麼呢?是另一個平行的三維宇宙!這麼多個三維宇宙放到一起湊成了四維甚至更高維度的空間!
學生時代的元素週期表裏面的元素就像長了獠牙一樣猙獰無比,一點也不和藹可親。 如果那時候有人告訴我,元素週期表很有趣,有種無與倫比的秩序美和魅力,而且十分有用,生活中處處用得上,我會直接白他一眼,認爲他是在拉仇恨。 但吉田隆嘉教授這本《走進奇妙的元素週期表》刷新了我對化學元素的新認知,很多日常的保健知識和生活常識都在眼前活了起來,重新燃起了我對化學的興趣。 在教授的筆下,化學不再是各種符號、方程、公式,每個元素都是一個個活躍的有着獨特個性的人,元素的世界奇妙無比。比如教授把鐵稱爲元素中的優等生;把恆星參宿四即將發生的爆炸稱爲將要上演的天體秀;稀土元素被稱爲元素週期表中的局外人;科學家們魂牽夢縈的元素是氖;花粉過敏症患者的救世主是氬;氦氧混合氣是職業潛水員的生命線...... 現在我知道了我的好髮質要歸功於硫元素。也知道喝酒過多會犯困,是因爲酒精裏的氯離子激活了大腦中讓人犯困的神經元。要想骨骼健康,光補充鈣是不夠的,還要補充鎂,如果缺鎂的話,鈣與鎂的比例失衡,骨密度會下降,容易心肌梗塞。眼藥水的防腐劑選擇硼 ,因爲它不刺激眼角膜,卻有抑制細菌繁殖的效果。食鹽不能過量也是有原因的,因爲過量的鹽會導致高血壓...... 這種寫法幽默生動,讀來饒有興味,而且記憶深刻。如果在初次學習化學的時候,能遇見這樣的老師,真的是一種莫大的幸運!
吉田隆嘉,一個有科學情懷的科學家,寫的這本小書通俗易懂,內容有趣,跟生活息息相關,同時讓讀者對於元素週期表有了新的認識,強推薦,真的很不錯。接下來說說幾個有意思的觀點…… 1.大部分元素來自於宇宙:元素的誕生必須要在溫度大於1000萬度以上,所以元素不可能誕生於地球。 2.元素進化論:137億年前,大爆炸,宇宙誕生,1秒後氫誕生,通過核聚變形成了氦碳氮氧……直到鐵爲止, 而比鐵重的元素怎麼誕生的呢?大約65種,產生於超新星爆炸 3.參宿星:離我們很近的超新星,一顆不定時炸彈💣,可能100萬年之後,我們人類對於宇宙的計時來說,簡直微不足道。 4.我們由元素構成:我們不是由細胞構成的嗎?進一步想:細胞確實由元素構成的。地球46億年的歲月裏,變的是元素的搭配,不變的是元素的種類。 5.月球是這樣子誕生的呀:巨大天體撞上地球,碎片成了月球,只是一個很有說服力的假說。 6.掃把星帶來了氨基酸:地球圍着太陽☀️公轉時,不斷通過彗星留下的軌跡,水和氨基酸便被地球吸走,也是一個很有趣的假說。 7.吸入氦氣後,聲音會變高。那唱高音的時候能用不,哈哈哈。 8.主族元素中,位於人體常用元素正下方往往有毒:鋅下方的鎘和汞 過渡元素基本整行有益或有害 9.稀土元素:屬於稀有金屬,位於第三族第4到6週期 10.神經衝動時,鈉離子爲什麼在細胞外,原因竟然是原始生命誕生於海洋。 快快翻來你的元素週期表,一起瞅瞅這個多姿多彩的世界。
“在常溫環境下,有些元素呈固態,有些呈液態,有些則呈氣態。” 本想在已經沒有容量的書架中選一本不太感興趣的書隨便翻翻就放棄的,沒曾想看了個十分之一還挺有興趣。加上這本書字數很少,且我本身就以輕鬆的心態去閱讀,倒還感覺挺輕鬆。 前兩天翻了一下以前的閱讀筆記,發現很多書根本都不記得它講了些什麼。果然還是過程更重要,不要給自己那麼大的壓力了,想那些“一定要有所收穫啓發”之類的。在我的理解裏,它就是潛移默化的東西,就像我看的那麼多紀錄片,看得多了,很多東西突然就連接在一起,瞬間豁然開朗了。再者說,我這敲下的兩大段文字不也正是啓發嗎,嘿嘿。 我這個文科生都得有十幾年沒有與化學碰撞過了。還記得我以前化學成績簡直一塌糊塗,除了對於做實驗有點興趣,其他簡直一概不知。 “鉀是人體必不可缺的元素之一,神經與肌肉細胞的活動都離不開它,所以人體會積極攝取鉀元素。”記得在醫院陪護時,醫生說的最多的一句話就是補鉀,以前不明白鉀元素對於人體的作用,這可又漲知識了。 “核電站與原子彈利用的就是鈾等比較重的元素髮生核裂變時釋放出的能量。這些能量會轉化爲熱能。” 很有意思的一本書,讓我突然對宇宙和生命醫學有興趣了,準備得空找幾部相關的紀錄片來看看。 閱讀的時候真的會感覺到時間不夠用,自己未曾瞭解的領域實在是太多了,生命中無謂的擔心和焦慮真的沒很大必要。 “如果按原子數量計算,太陽系的90%都是氫,氦佔9%。把其他元素全部加起來,纔是剩下的1%。” “我們之所以用磷做火柴,是因爲磷的燃點較低,在260度就能點燃。正因如此,土葬的屍體分解後釋放出的磷纔會被自然界中的放電現象“點燃”,形成所謂的“鬼火”。叫人聞風喪膽的鬼火,其實是我們體內的磷在作祟。”真真是掌握知識的重要性。 整本書閱讀起來才兩個小時,算是走馬觀花式地看完,但卻花費了六天時間,想想都覺得自己很可笑。明明準備閱讀然後睡覺,卻還是忍不住刷起了視頻。就像在遊戲和紀錄片中做選擇,還是應該果斷點開提升類軟件,戰勝多巴胺對於娛樂消遣的短暫貪婪。
這本配合着南懷瑾老師的輕言黃帝內經看,會有特別的感悟,明白了我從哪裏來之後,才能更好的駕馭自己的這一生。
一本很有特色很有滋味的科普書。元素週期表,科學編織的曼陀羅,它的本質是和諧的宇宙,均衡的美的宇宙。 一個結論讓人記憶深刻:1.在主族元素中,位於“人體常用元素”正下方的元素往往有毒性;2.過渡元素基本是整行“有毒”或整行“有益”。而人類無疑是宇宙的孩子,人體常用元素與宇宙中元素構成驚合拍的很,“彼之蜜糖、我之砒霜”,這就是元素有益或有毒的相對論。 立體的元素週期表會更好。雖然如此,但估計我們還是會用傳統的週期表。另外,已經有日本國名命名的元素,什麼時候也有中國命名的元素呢。弦記。
《走進奇妙的元素週期表》 1、作者從元素週期表的排列規則入手,深入探討了元素的宇宙起源和人體內的化學反應,揭示了鈉鉀離子對生物運動的重要性,並分析了稀土元素在現代科技中的關鍵作用。 2、衆所周知,京都是一座“橫平豎直”、好似棋盤的城市。我是在這個條理井然的地方出生長大的。 3、週期表兩頭的元素都有鮮明的秩序,比如最右側的“稀有氣體”、最左側的“鹼金屬”和左起第二列的“鹼土金屬”、右起第二列的鹵族元素。 4、元素週期表就是在不依賴算式的情況下表現量子化學結論的東西。 5、自然界中的元素並不誕生於地球,而是誕生於宇宙。使用元素週期表追溯各種元素的軌跡,就能知道宇宙是如何進化的。 6、元素週期表共有十八列,每一列都是一個“族”。所謂“族”,就是一羣性質相似的元素的集合體。 7、元素週期表不要從左往右看,要從兩頭往中間看。週期表中央的元素就沒有那麼好對付了,電子的排布比較複雜,就算是同一列的元素,性質也不一定相似。雖然它們的縱向聯繫並不緊密,但位於同一行的元素性質相近,每往右移一格就會有些許變化。主族元素按“列”看,過渡元素(第3列到第11列)按“行”看。 8、爲了防止核電站事故導致的內照射,各類電視節目與報刊都反覆強調: “要防止銫在體內沉積,最好的方法就是多攝入鉀。” “要防止人體積蓄過多的鍶,就要多補鈣。” 9、除了氫,其他屬於這一列的元素被統稱爲“鹼金屬”。它們很容易失去最外圍的那個電子,形成+1價的陽離子,其他化學性質也非常相似。它們都是金屬,但是能溶於水,形成鹼性溶液,因此得名。 10、植物普遍含鉀。土豆與綠色、黃色蔬菜中含有大量的鉀。我們能通過進食攝入鉀,爲肌肉細胞和神經細胞加油。 11、放射性銫能引起各類惡性腫瘤,比如胃癌、肺癌、大腸癌、白血病等。所有細胞都會用到鉀,所以人體一旦把銫誤認爲鉀,並將其吸收,它就會被輸送至全身的每一個角落。 12、人體一旦攝入放射性鍶,患上白血病的風險就會直線上升。 因爲人體內98%的鈣分佈於骨骼中(骨骼的主要成分是磷酸鈣),被誤認的鍶也會被輸送到身體各處的骨骼。 13、當一顆巨型恆星(質量超過太陽的十倍)壽終正寢時,會發生爆炸。這就是所謂的“超新星爆炸”。科學家認爲,宇宙中那些比鐵更重的元素,幾乎都是在超新星爆炸後的最初10秒內形成的。 14、目前學界的主流理論認爲,在大爆炸發生100萬分之1秒後,基本粒子就誕生了。那些基本粒子聚集起來,在1秒後形成了氫的原子核。在大爆炸3分鐘後,氫的原子核聚集在一起,形成了氦。於是氫佔92%、氦佔8%的原始宇宙就這樣形成了。 之後,大量的氫匯聚到一起,形成了恆星。氫的原子核在恆星內部發生核聚變,產生了氦。巨大的能量在這個過程中被釋放出來。正是核聚變產生的能量點亮了無數恆星。 氫燃燒殆盡後,氦就會發生核聚變,逐漸生成碳(C)、氮(N)、氧(O)等質量更大的元素。 不過,能在恆星內部形成的元素只到鐵(Fe)爲止。因爲鐵的原子核最穩定,恆星內部無法形成比鐵更重的元素。 15、鈾235,一旦吸收中子,就會裂變成氪92與鋇141。 16、所有元素中,鐵的原子核的能量水平最穩定。所有元素都在朝能量最穩定的“鐵”努力。 17、太陽之所以能釋放出能量,是因爲氫進行核聚變時多餘的能量轉變成了光與熱。太陽能發電技術利用的就是這些能量。我們熟悉的石油與煤炭,也是遠古時代的植物通過化學方法固定下來的太陽能。 18、沒有鋅(Zn),我們的神經就無法順暢地傳導信息;沒有碘(I),就無法合成甲狀腺素,導致全身代謝速度異常下降。 19、再過50億年,太陽內部的氫等元素就會燃盡。之後,它會先變成“紅巨星”(體積是現在的100倍以上)。所謂紅巨星,就是大氣膨脹、溫度下降後發紅的恆星。如果那時地球的公轉軌道和現在一樣,那它很可能被變大的太陽吞噬。 20、一旦發生超新星爆炸,無數塵埃就會散落到周圍的宇宙空間。塵埃聚到一起,形成新的恆星。新恆星死亡時也會發生超新星爆炸,形成更重的元素。這個過程週而復始,每發生一次,就會有比鐵更重的元素誕生。 21、如果按原子數量計算,太陽系的90%都是氫,氦佔9%。把其他元素全部加起來,纔是剩下的1%。 22、在46億年的悠長歲月裏,地球上的元素幾乎沒有發生任何變化。改變的並不是元素本身,而是元素的“搭配組合”。也就是說,生命建立在無數元素的搭配組合的變化上。 23、八十年代的主流學說認爲,原始的地球大氣中含有大量水、甲烷、氨和氫。在雷電作用下,這些物質發生化學反應,形成了氨基酸。 24、按原子數量計算,人體的62.7%是氫,其次是氧,佔23.8%。 25、人體的99.5%是由以上四種元素組成的。甚至可以說,人體是由氫、氧、碳、氮構成的精密裝置。 26、用磷做火柴,是因爲磷的燃點較低,在260度就能點燃。正因如此,土葬的屍體分解後釋放出的磷纔會被自然界中的放電現象“點燃”,形成所謂的“鬼火”。叫人聞風喪膽的鬼火,其實是我們體內的磷在作祟。 27、我們的毛髮有一定的彈性,稍微用力拉一下也不會斷。這是由於硫原子緊密相連,維持毛髮的強度。要是沒有硫,毛髮就會變得特別脆,稍微碰一下就成了一堆粉末。要是有人誇你的髮質好,可得給硫記頭功。 28、爲什麼人一喝酒就犯困?爲什麼安眠藥能幫助我們入睡?因爲酒和安眠藥裏的氯離子(準確地說是“氯化物”)進入神經細胞。 29、海帶、裙帶菜等海藻,以及杏仁都是富含鎂的食材。 30、爲什麼人體內有如此多的週期表上方的元素,卻難覓週期表下方元素的蹤跡呢?答案很簡單,因爲週期表上方的元素大量存在於宇宙中,而下方的元素要少得多。 組成人體的元素都形成於地球誕生之前,所以人體內的元素以宇宙中大量存在的輕元素爲主。 31、鈹的用途也非常有限。核反應堆會用鈹做減速劑,以降低核反應堆內中子運動的速度。用於觀測宇宙的空間望遠鏡也會用到鈹。 32、硼不容易刺激眼結膜,卻有抑制細菌繁殖的效果,人們常把它加在眼藥水裏當防腐劑。 33、原子核有一種特性:質子數爲偶數時,其能量更穩定。這就是原子序數爲偶數的元素更多的原因。這一規律被稱爲“奧多-哈根斯法則”。 34、在人體中,鐵的職責是把氧輸送至全身上下60萬億個細胞。我們甚至可以說鐵是人類的生命線。血紅蛋白中有一種叫“血紅素”的紅色色素,鐵就位於血紅素的中心(如圖3-7所示)。正因爲血紅蛋白中有鐵,它才能高效快速地搬運氧。 35、氧的可溶性比二氧化碳差得多,如果血液是冷的,還能稍微溶解一些,可我們體溫有37度,溫度一高,溶解度就直線下降。爲什麼熱帶的海水這麼透明?因爲那裏的海水溫度較高,溶解在水中的氧比較少,浮游生物不易存活,於是海水看起來清澈見底。而北方的海水水溫較低,溶有更多的氧,更適合浮游生物繁殖,所以水看上去比較渾濁。浮游生物多了,以浮游生物爲食的魚也多,所以巨大的鯨魚纔會棲息在北極圈與南極圈。 36、神經是一種利用電刺激,即脈衝傳導信息的組織。而肌肉能通過伸縮驅動我們的身體。都與鈉、鉀有關。鈉與鉀能通過專用的小孔進出細胞內外,實現各種各樣的神經功能與肌肉功能。 37、氮肥、磷肥、鉀肥:鉀抗倒伏,磷抗旱,葉片發黃需補氮。 38、鉀的英文名Kalium原是德語詞,它的詞源是意爲“草木灰”的阿拉伯語。顧名思義,鉀是在草木灰裏被發現的(碳酸鈉、碳酸鉀)。 39、豪華的建築物常使用花崗岩裝潢,而花崗岩中也含有大量鉀,所以花崗岩也有輻射。 40、人一旦死亡,血液就會停止循環,肌肉無法維持伸展狀態,收縮起來。這就是屍僵現象的本質。 41、無論是神經還是肌肉,都要靠不斷切換狀態來實現它的功能。而狀態的切換就取決於細胞內外的電位是正還是負。 無論是神經細胞還是肌肉細胞,平時(靜息狀態)都是細胞膜內側電位爲負,外側電位爲正。 42、生物選擇鈉與鉀作爲控制肌肉與神經的關鍵元素絕非偶然。 以人體爲例,人體細胞的外側是淋巴液與血液,而在單細胞生物當道時,細胞外是汪洋大海。海水中最多的陽離子就是鈉離子。因此對單細胞生物而言,它們唯一的選擇就是讓鈉離子進入細胞。其他元素太少,任如何在細胞膜上開洞,都很難有它們相中的離子進來。這就意味着每次反應都會耗時良久,難以達到快速切換狀態的目的。 43、氯離子喫多了不要緊,因爲它會隨尿液排出體外,問題其實出在鈉離子上。當我們的祖先還在海中悠遊時,周圍的環境都是鈉離子。可是一旦離開海水,進軍陸地,祖先們就不得不面對一個缺乏鈉離子的環境。要是不採取任何措施,會立刻因爲缺鈉一命嗚呼。所以我們必須在大腦中進化出一種特別的功能,督促自己攝入鈉。久而久之,人產生了一種特別想喫鹽的衝動,醫學上稱之爲“食鹽欲”。 鉀就不存在這個問題,因爲我們平時喫的植物裏含有大量鉀,只要正常喫飯即可。 44、爲保證神經與肌肉細胞膜上的小孔開啓時,有足夠的鈉離子進入細胞內,細胞外必須有足夠多的鈉離子待命。可鈉離子太多,也會出問題。如果過量的鈉離子湧入細胞,那麼當細胞膜開啓針對鉀離子的小孔,把鉀離子釋放出去後,細胞內的電位依然爲正,無法恢復原狀。爲了防止這種情況發生,人類進化出了一套機制來維持淋巴液與血液的鈉離子濃度。 要是攝入過量的鈉,我們的身體就只能增加淋巴液和血液中的水分,稀釋鈉離子的濃度。這會導致血液增多,從內向外壓迫血管,血壓上升;淋巴液也會相應增加,導致面部和其他部位水腫。 45、每天能通過尿液排出的鈉是有上限的。如果你攝入的鈉超過這個上限,人體就無法將其排盡,久而久之就患上了高血壓。多喫鉀(香蕉)可以把鈉的排放上限提高。爲了鈉鉀平衡,多排鉀的同時就會減少鈉的重吸收而多排鈉。 46、腎功能低下的人(比如慢性腎功能不全患者)不容易排出體內的鉀。鉀在體內越積越多,導致血液與淋巴液中鉀的濃度上升。上升到一定水平後,即使肌肉與神經細胞上的小孔打開了,細胞內的鉀離子也很難來到細胞膜外。鉀離子出不去,細胞無法完成狀態的切換,到時候肌肉與神經就無法正常工作了。 體內積蓄過多的鉀還會危害到心臟。心臟由心肌組成,過多的鉀會影響心臟的搏動,嚴重的話甚至會致死,所以,腎病患者千萬要控制好鉀的攝入量。 47、稀土元素被廣泛運用於LED、電視等熒光體,燃料電池,尾氣淨化裝置等高科技產品中。會發生稀土爭奪戰最大的原因,是因爲最前沿的科技產品都離不開強磁鐵,而稀土在磁石的生產過程中發揮着無可替代的作用。 48、MRI是一種能通過磁力與電磁波將人體的截面轉化爲圖像的裝置。CT設備比較便宜,但它最大的缺點是病人做CT時多多少少會受到輻射。而且普通CT只能拍出身體橫截面的圖像,而MRI能顯示橫、縱、斜任意截面的斷層圖像,畫面非常精細,連很小的腫瘤也不會遺漏。核磁共振儀是巨大的車輪狀。“車輪”內部有一塊超高性能的強磁鐵。如果沒有稀土,人們就生產不出這種磁鐵。強磁鐵(釹鐵硼NdFeB)還用於電動汽車、磁懸浮列車。磁鐵造好後,會不斷有鐵原子“掉頭”。久而久之,磁性就被抵消了。但要是在鐵裏摻一些釹、鏑這類稀土元素,就能防止磁性消失,打造出強勁的磁鐵。 49、地表儲量較少,或是難以簡單提取的金屬,統稱爲“稀有金屬”。鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)及鉑(Pt)等金屬經常出現在我們的生活中,但如果儲量較低,基本會被歸入稀有金屬之列。“稀土”指的是元素週期表第3族中第4週期至第6週期的稀有金屬,是稀有金屬的一部分。 50、世界各地都發現了稀土元素的礦牀,但大多數都是輕稀土的礦牀。目前能開採出重稀土的礦牀僅存在於中國的南部。 花崗岩中也有重稀土元素,但含量微乎其微。世界各地都有花崗岩,但直接從花崗岩中提取稀土元素成本太高。而中國南部存在由花崗岩風化而成的黏土層。花崗岩中的稀土元素都以離子狀態附着在那些黏土上。只要把硫酸銨灌進去,就能提取出稀土離子,開採成本非常低。花崗岩只會在高溫多溼的環境下風化,而中國南部恰巧有很長一段時間的氣候符合這個條件。 51、表面積變大,原子核周圍電子軌道的種類也相應增多,甚至會出現內層軌道的能量比外層更高的反常情況。這會導致電子先把外圍軌道排滿,然後才排布至內層軌道。有這種特徵的元素被稱爲“過渡元素”。 52、最外層軌道的電子數量相同,只有次外層的電子數量不同——這就是過渡元素。到第6週期就更誇張了,最靠外的2層軌道的電子排布都完全一樣。這些元素就是稀土元素。 53、人們現在使用的氦氣基本上都是從天然氣中提取出來的。北美、卡塔爾和阿爾及利亞產的天然氣中含有低於10%的氦氣。把甲烷抽走之後,再從剩下的氣體中提取氦氣即可。 54、霓虹燈就是灌有氖氣的玻璃管,兩端一通電,氖就會放電發光。氖氣通電後,巨大的能量會把在穩定軌道上運行的電子推到更外層的軌道上。可這種狀態很不穩定,所以電子會想方設法回到原先的軌道上。在這個過程中,多餘的能量會以光的形式釋放出來。這就是霓虹燈的工作原理。 55、熒光燈裏灌的大多是氬氣。很多白熾燈也會用到它。往熒光燈裏灌氬氣,是因爲它容易放電。而把氬氣灌進白熾燈,可以延長因高溫發光的燈絲的使用壽命。 56、職業潛水員往往要潛到更深的地方去,因爲他們要參與港口和大橋的海底建設工作。這時就輪到氦氧混合氣登場了。 那麼,在深海呼吸普通的空氣究竟會發生怎樣的問題? 我們平時呼吸的空氣是4份氮氣加1份氧氣,在深海作祟的就是這些氮氣。氮氣中的氮分子由2個氮原子結合而成,它非常穩定,幾乎不溶於水。所以在1個大氣壓的狀態下,就算我們把氮氣吸進肺裏,也不會有大量的氮溶於血液。換言之,氮氣會隨着呼吸進出我們的身體,只起到將氧氣稀釋5倍的效果。 可是潛水的時候就是另一碼事了。潛得越深,水壓就越高,在地面很穩定的氮也會逐漸溶於血液。屆時,氮就會像吸入式麻醉劑一樣,阻礙神經傳遞信息,使人出現醉氮症狀。因爲氦氣就算在高壓環境下也幾乎不溶於水。既然它不溶於水,被吸入肺部時也就不溶於血液,只會在我們呼氣時原封不動地排出體外。所以使用氦氧混合氣(用氦氣取代氮氣)能有效防止“醉氮”。 57、氪和氙就有很強的麻醉性。有些醫院已經開始試驗用氙氣當麻醉劑。 氙雖然能溶於水,但它畢竟是稀有氣體,不至於發生化學反應。因此它幾乎沒有副作用,稱得上是理想的麻醉劑。由於它的價格非常昂貴(只有小行星探測器才用得起),目前還無法在臨牀推廣。 58、稀土元素是橫向相似性最強的,而稀有氣體元素則是豎列中相似性最強的。 59、除了通過核反應堆等方式人工製造的元素之外,自然界只存在九十多種元素。 60、由於鎘和汞的化學性質與鋅相似,它們會通過吸收鋅的渠道被人體吸收。人體是很需要鋅的,所以我們纔會進化出一套吸收鋅的機制。殊不知這套機制也會同時吸收鎘和汞。 61、人體居然有一百多種酶離不開鋅。因此人體一旦缺鋅,酶就無法正常工作,進而表現出種種症狀。紅細胞也來源於活躍的細胞分裂,所以缺鋅還會導致紅細胞減少,進而引起貧血。白細胞也會相應減少,因此缺鋅還會導致免疫力下降。停經、皮炎、甲狀腺功能低下等問題也是缺鋅導致的。 62、除非發生超新星爆炸,否則不會有新的金元素誕生。 63、鋅的主要來源是牡蠣、動物肝臟、花生、魚、蛋、奶、肉及水果等。動物性食物中鋅不僅含量高,而且吸收率也比植物性食品高,如肉類中鋅的吸收率高達30~40%,而植物性食物吸收率一般只有10~20%。 64、硒常見於大蔥、糙米、生蠔與沙丁魚等食材,它的抗氧化能力約爲維生素E的500倍,能預防癌症、動脈硬化等疾病,還有改善更年期綜合症的效果,因此硒也是人體必需的微量元素。 但硒絕對不能多喫,否則反而會誘發癌症,還有可能引起高血壓、白內障等疾病。 65、對人體最重要的自然是鐵。鐵是紅細胞中血紅蛋白的組成部分,人一旦缺鐵,血液就無法將氧輸送到全身,造成貧血。細胞分裂也離不開鐵,缺鐵會嚴重影響咽喉及腸胃黏膜等細胞分裂比較活躍的部位。 重要性僅次於鐵的是銅。缺銅也會導致貧血,還會引起骨骼與動脈異常。嚴重缺銅還會導致大腦功能障礙。 鈷是維生素B12的組成部分。缺了它,人也會貧血。 66、鉑的化合物順鉑爲橙黃色或黃色結晶性粉末。臨牀用於卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌、肺癌、鼻咽癌、食道癌、惡性淋巴瘤、頭頸部鱗癌、甲狀腺癌及成骨肉瘤等多種實體腫瘤均能顯示療效。 67、鎇(Americium)與鈁(Francium)直接用了國名,而釕(Ruthenium)、鍺(Germanium)、釙(Polonium)分別用的是俄羅斯、德國與波蘭的拉丁語名。 68、人類的繁榮不知道還能延續多久,但我們唯一能肯定的是,在五十億年後,太陽將膨脹爲紅巨星,屆時地球上的生命體將無一倖存。不過在那之後,只要宇宙還存在,元素就依然是元素。