认识奇妙的化学

人的好奇心是天生的，求知欲则是后天成长中逐步形成的。保护最初的好奇心和求知欲，最重要的是要营造各种条件引导孩子自己找寻答案。启发孩子们天性中的好奇心与求知欲要比简单的知识传授重要得多，因此家长和教师正确的指导是引导孩子们进行有益阅读与思考的指路明灯。
化学是一门实验科学，来源于生活，并让生活更加美好。化学在人类吃喝安全、穿戴时髦、延年益寿、出行快捷舒适等方面，都起着无可替代的作用。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验不可或缺。在实验过程中，会接触到各式各样新奇的仪器、实验装置，五颜六色、性质各异的化学试剂，有伴随着发光、发热、颜色变化等鲜明而有趣的实验现象以及化学变化，还有一些化学发明的奇闻逸事等，都不断刺激着学生的好奇心与求知欲，从而激发他们的学习兴趣。
培养孩子优良的生活习惯和对大自然奥秘探究的好奇心，应从身边各种自然变化的点滴展开，如多问几个为什么，是什么原因导致的各种变化，何以验证。通过采用这种深入浅出的方式诱导孩子从现象到本质、从需求到实践，并逐步建立本能的、科学的思考方式。
让学生在求知欲上回归童真和本能，培养学生观察现象、发现问题、分析和解决问题的方法和能力，在知识和方法积累上不断提高，趣味性实验将是一个值得选择的突破点。奇妙的实验现象和绚丽多彩的实验效果，能够激发学生学习的兴趣，感受化学的魅力，发现化学实验“可爱”的地方。以趣味性为切入点，还可以较为明显地调动学生的学习积极能动性，改变其对化学实验危险、有毒和枯燥的固有印象，为后续引导其建立科学的实验思维和分析思维奠定良好的基础。学生可以自己动手学做化学小实验，探索神奇的化学世界，体验化学变化的无穷奥妙。
全书是围绕社会与生活问题来组织选材编排的，在采用“大学科”的教育理念编排化学学科知识的同时，渗透了经济、历史、文化、社会、人文精神等内容。本书前5章注重学科的基本概念和基本结构，强调学科最基本的科学概念和基本原理，保证理论的代表性和系统性。以“科学主题”反映学科内容。每章附有趣味实验，注重引导学生运用所学的知识进行探索研究和解决学生关注的一些社会问题，在此基础上巩固和掌握新知识。摘选实验设计中注重实验的科学性、知识性、趣味性、创新性、启发性和可操作性。实验现象明显、易重复，实验操作相对安全且十分简便。第6章增加了与现代科技发展密切相关的现代化知识，如能源、环境、材料等，达到从生活走进科学，从科学走向社会之目的。
本书能够与广大读者见面，要感谢化学工业出版社的编辑们的辛勤劳动，感谢河北师范大学出版基金的资助。同时要感谢家人及亲朋好友的理解与支持，感谢所有提供过帮助的同仁、学友。
希望本书能够为学习化学的读者提供一定的启发与帮助。因学识、知识水平所限，书中难免会有论述不够准确或不深入之处，衷心期待广大读者、有关专家不吝赐教，多提宝贵意见与建议。

涂华民
2020年8月于石家庄市博士专家楼

涂华民，河北师大化学与材料科学学院教授。主要从事无机化学本科和研究生专业基础课的讲授，并从事无机化学相关领域的基础科研工作，重点侧重于新型功能材料与新能源方面的应用研究，对于分子生物无机化学及谱学分析技术有一定的基础。担任《光谱实验室》杂志编委，《光谱实验室》编委。目前在学校开设“颜色与化学”公开课程，深受学生喜爱。

本书集趣味性与知识性为一体，从化学的基本概念出发，选取了与日常生活密切相关的气体、火、水、固体材料等内容，简要介绍了与之相关化合物的性质及应用。希望读者能在愉悦的阅读中获取新知，开阔视野，启迪思维，激发好奇心和想象力。
全书注重知识性、趣味性和思辨性相结合，可供科普爱好者阅读，也可作为化学老师教学的参考书。

第1章 欢迎来到化学世界
化学是什么？ 002
微观与宏观：结构和性能的关系 006
原子与分子：物质世界的基石 008
趣味实验 022

第2章 气体
气体的通性 026
空气 028
氢气 031
氧气 038
二氧化碳 043
一氧化氮 047
氨气（NH3） 051
甲烷（CH4） 053
稀有气体 056
生活中的有毒气体 058
玫瑰和臭鼬 060
趣味实验 063

第3章 火
火的起源 068
燃烧 069
火焰 073
金属的燃烧 076
炸药 080
水能助燃 086
灭火须知 087
趣味实验 090

第4章 水
水的结构是什么？ 101
水的性质 105
水滴和气泡 112
趣味实验 113

第5章 固体材料
无机非金属材料 124
金属材料 141
高分子材料 155
复合材料 159
趣味实验 162

第6章 发展中的化学科学
分子机器 174
高温超导 182
锂离子电池 188
有机太阳能电池 194
趣味实验 200

参考文献 205