化学世界的10大未解之谜

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科学无法解释世界十大未解之谜

科学无法解释世界十大未解之谜

科学无法解释世界十大未解之谜1. 百慕大三角百慕大三角位于大西洋中的一片海域,据说这里发生了大量神秘的失踪事件,包括飞机和船只。

科学家试图解释这些事件的原因,但至今仍然没有确切的答案。

一些人认为这可能与地质活动或天气异常有关,但这些解释尚未得到证实。

2. 恐龙灭绝恐龙在约6500万年前突然灭绝,至今科学家仍未完全解释这个谜团。

有许多理论试图解释恐龙灭绝的原因,包括大型陨石撞击、海平面变化和火山活动。

目前仍然没有一个单一的解释得到广泛认同。

3. 美洲古代文明美洲古代的玛雅文明和印加文明在科技、建筑和数学方面都有惊人的成就,令人难以置信。

这些文明的起源和消失仍然是未解之谜。

科学家们研究古代文明的遗迹和文献,试图了解这些文明的兴衰,但至今仍未有确切的答案。

4. 古埃及金字塔古埃及金字塔一直是考古学家和史学家们的研究对象。

金字塔内部的结构和建造方式仍然是一个科学难题。

虽然有一些理论试图解释金字塔的建造方式,但迄今为止尚未有一个令人信服的解释。

5. 太空中的黑暗物质和暗能量宇宙中约占据大部分能量和物质的是黑暗物质和暗能量,然而这些东西的本质至今仍然是未解之谜。

科学家们通过天文观测和理论模型试图解释这些神秘的物质和能量,但迄今为止尚未取得实质性的进展。

6. 意识与灵魂意识和灵魂是哲学和宗教中经常讨论的话题,但科学界对这些问题的理解仍然非常有限。

意识是如何产生的?灵魂是否存在?这些问题至今仍无法得到明确的回答。

7. 平行宇宙平行宇宙是指存在于我们宇宙之外的其他宇宙,科学家们尚未找到确凿的证据证明平行宇宙的存在,但许多理论和模型都提出了这一可能性。

如果平行宇宙确实存在,那么它们与我们宇宙之间的联系是怎样的?这依然是一个未解之谜。

8. 生命的起源生命是如何从无机物质中产生的?这个问题困扰着科学家们几十年。

虽然有一些实验和模型试图解释生命的起源,比如原始地球条件下的化学反应,但迄今为止尚未有一个完全令人信服的理论。

最吓人的化学方程式

最吓人的化学方程式

化学很有趣,这门科学可以解释周围发生的各种现象。

之所以很多人喜欢化学,是因为有些化学反应会产生令人难以置信的视觉效果。

下面来介绍一下十大不可思议的化学反应。

1、魔法振荡反应这种反应也被称为“振荡时钟”,其中布里格斯-劳舍尔(Briggs-Rauscher)反应是最常见的化学振荡反应之一。

在这个反应中,参与反应的为三种无色化学物质——酸化碘酸钾(KIO3 + H2SO4)、丙二酸和一水硫酸锰(HOOCCH2COOH + MnSO4·H2O)的溶液、稀释的过氧化氢(H2O2)。

结果,溶液的颜色在无色、琥珀色和深蓝色之间持续振荡约3至4分钟。

2、法老之蛇反应如果想在实验室里重现埃及的神奇,这个反应非常适合。

反应物之一为硫氰化汞(Hg(SCN)2),这种白色固体可以在实验室中通过硝酸汞或氯化汞与硫氰酸钾的沉淀反应制得。

当硫氰化汞被点燃后,会产生一种连锁反应,释放出烟雾和灰烬,并长出一根看起来像蛇的条状物质,因此得名“法老之蛇”。

“蛇”的颜色可以通过添加适当的化学物质来改变。

然而,汞是一种毒性很强的化学物质,需要小心处理。

3、万花筒反应这种反应的美妙之处在于,它是被意外发现的。

当化学家鲍里斯·贝洛索夫(Boris Belousov)试图建立活细胞中有机分子氧化的化学模型之时,他观察到反应没有进行到完全,而是在不同的颜色之间振荡,看起来就像是一个万花筒。

在该反应中,溴和有机酸(最好是丙二酸)在金属催化剂(如镁或铬)的作用下会发生反应,结果会得到不断变化颜色的波纹。

4、大象牙膏反应该反应是过氧化氢与钾碘化或碘化钠以及肥皂之间发生的分解反应,它会产生大量的泡沫,就像牙膏从管子里爆出来一样。

此外,也可以在溶液中加入染料来制造更鲜艳的“牙膏”。

然而,它是否能够清洁大象的牙齿,还有待验证。

5、人造雪反应聚丙烯酸钠是一种有趣的聚合物,它具有极强的吸水和保水能力。

因此,当水加入到这种交联聚合物中,它会立即与水化合,形成白色蓬松的团簇,彼此不粘在一起,看起来就像雪一样。

十大恐怖化学元素

十大恐怖化学元素

十大恐怖化学元素化学一直是人类最基本的科学,从文明早期开始就一直在发挥着重要的作用。

作为化学的基本构成单位,化学元素的性质决定着反应的结果,甚至预示着未来的发展。

最近,科学家们发现了十种极具恐怖性的化学元素,它们的存在极具危险性,可能会带来巨大的破坏力。

二、十大恐怖化学元素1.放射性元素铯。

铯是一种放射性元素,其中有两个常见同位素氯-36和氯-37。

这两种同位素都有极强的放射性,它们最常见的放射物是α粒子和β粒子。

铯还具有极具恐怖性的半衰期,半衰期为3.3天,表明在3.3天的时间里它的活性会减弱至一半。

2.氟。

氟也是一种放射性元素,它有3个常见同位素,分别是氟-19、氟-20和氟-21。

氟-19具有242种放射性,有很强的α射线放射,它的半衰期约为0.901秒。

氟-20和氟-21分别具有半衰期为64.8秒和128秒的β射线放射。

3.碘。

碘也是一种放射性元素,有两种常见同位素,即氟-131和氟-132。

氟-131有一个半衰期为8.04天的β射线放射,它的β射线活度可高达7.2兆赫。

氟-132有一个半衰期为2.3小时的γ射线放射,它的γ射线活度可高达300兆赫。

4.质子。

质子是一种放射性元素,它有三个常见同位素,分别是质子-14、质子-15和质子-16。

质子-14具有一个半衰期为225天的α射线放射,它的α射线活度可高达4300兆赫。

质子-15和质子-16分别具有半衰期为17.4秒和4.26秒的β射线放射。

5.氯。

氯有两种常见同位素,即氯-35和氯-37。

氯-35具有一个半衰期为3.8天的β射线放射,它的β射线活度可高达7000兆赫。

氯-37有一个半衰期为1.3秒的γ射线放射,它的γ射线活度可高达120兆赫。

6.氚。

氚有一个常见同位素,即氚-3。

氚-3具有一个半衰期为12.3秒的α射线放射,它的α射线活度可高达1000兆赫。

7.氩。

氩有一个常见同位素,即氩-26。

氩-26具有一个半衰期为17.8小时的β射线放射,它的β射线活度可高达3000兆赫。

十大令人惊异的化学反应

十大令人惊异的化学反应
更进一步,它会“爬出”容器(好像要找一个暖和的地方)貌似反重力影响,请看上面的视
频,准备惊讶吧!
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2.铝热剂和பைடு நூலகம்氮
铝热剂是铝粉和金属氧化物的混合物,它可以发生铝热反应。它不会爆炸但会产生瞬间的
极高温度。铝热剂可以用雷管引燃会在几千度的温下燃烧。视频中试图用一桶液氮来冷却它。
的细茎瓶中的钠上滴加一滴水。亮光中发出的耀眼的黄色是因为钠的“D线”――我们在路灯
上看到的颜色。这个实验放出大量的热。将钠与氯结合到一起会得到氯化钠――即食盐。
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9.镁与干冰的反应
镁极易燃烧并发出明亮的光。在本实验中人会看到,点燃干冰(固态二氧化碳)上的镁。
化学反应伴随着我们的生活,从厨房烹饪到驾车这些都再平常不过了。这里列出了我们大
多数人从没见过或经历过的最令人惊异的十大反应。我的科学知识有限,如在描述中有任
何错误欢迎指正。下面就是10大令人惊异的化学反应。请勿在家模仿(如有,请把视频发
给我们!)
10.钠与水在氯气中的反应
钠是一种极易燃烧的元素若与水相遇则会发生爆炸。在这个视频中我们看到,向充满氯气
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5.超级吸水树脂
超级吸水树脂(或称水凝胶)可吸收与其重量相比多的出奇的液体。由于这个原因而被用
在“尿不湿”,失禁患者的衣服和其它需要防水的领域如地下电缆。
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化学十大事件

化学十大事件

化学十大事件化学是一门研究物质的组成、性质、结构及变化规律的科学。

在人类历史的进程中,化学发展起到了举足轻重的作用。

在化学的长河中,有许多重大事件影响了人类社会的发展和进步。

下面将介绍化学十大事件。

第一件事件是元素周期表的发现和发展。

元素周期表是化学中最为重要的工具之一,它将已知的元素按照一定的规律排列在表格中。

1869年,俄国化学家季莫费耶耶夫发现了元素周期表的基本结构,随后经过不断的完善和发展,成为今天的元素周期表,为研究元素和化学反应提供了全新的方法和视角。

第二件事件是有机化学的起源和发展。

有机化学是研究碳基化合物的组成、结构和性质的学科。

19世纪,德国化学家弗里德里希·凯库勒发现了有机化合物与无机化合物之间的本质差异,奠定了有机化学的基础。

随后,化学家们通过合成和分析有机化合物的方法,探索了无数的有机反应和有机物的结构。

有机化学的发展为珍贵的天然物质合成、新药物的研发以及材料科学等领域提供了重要的理论基础。

第三件事件是电解的发现。

电解是通过电流使电解质溶液或熔融电解质发生化学变化的过程。

1800年,英国化学家亨利·沃特森发现了水的电解现象,开辟了研究电解和电化学的新领域。

随后,化学家们发现了电解可以用于分解化合物和生产金属等重要应用。

第四件事件是化学平衡和化学动力学的理论建立。

19世纪末,挪威化学家谢尔柏·克里斯蒂安·霍弗发现了化学反应速率与反应物浓度的关系,并提出了化学动力学的基本理论。

同时,荷兰科学家雅各布斯·赫尔曼·范·霍夫发现了反应物浓度和产品浓度之间存在一种平衡状态,从而建立了化学平衡的理论。

这两个理论为研究化学反应的速度和平衡提供了重要的依据。

第五件事件是分子结构的揭示。

19世纪末和20世纪初,英国化学家亨利·莫斯莱等人通过实验证据证明了化学反应是以分子为基本单位进行的。

随后,德国化学家弗里德里希·斯特罗贝尔提出了分子结构的理论,形成了结构化学的基础。

人类出乎意料的伟大发明(化学篇)

人类出乎意料的伟大发明(化学篇)

人类出乎意料的伟大发明(化学篇)化学1、特氟龙:离奇消失的气体到不粘锅1938年,杜邦公司工作的的化学家罗伊·普朗克研制一种特新型制冷剂的时候,他将一些装满四氟乙烯气体的储气罐塞在干冰里,以防它们受热发生爆炸。

不过当普朗克特后来想使用这些气体的时候,他发现储气罐中的气体离奇消失了。

出于好奇,普朗克特用锯子锯开了储气罐,结果发现罐中掉出了一些白色蜡状的小薄片。

经研究,这种新物质是一种奇特的润滑剂,并且熔点相当高,它不怕热、不怕水、不怕酸,不粘材料“特氟龙”就这样意外诞生了。

特氟龙最初被用于制造军事装备,直到1954年,法国工程师格里瓜尔的妻子科莱特突发奇想,觉得丈夫用来涂在钓鱼线上防止打结的不粘材料“特氟龙”如果可以涂在煎锅上,效果一定很不错。

丈夫格里瓜尔听了妻子的建议立即开动脑筋,废寝忘食研制出了如何将“特氟纶”和铝结合在一起的办法,世界上第一只“不粘锅”由此应运而生。

2、超能胶水:“失败的发明”也有大用途二战期间,美国伊斯曼·柯达实验室的化学家哈里·库弗博士带领一个科学小组试图调和研制出一种透明塑料,用来制造军事飞机枪炮的瞄准器,结果实验相当失败,他们调配研制出来的东西粘性太强,它无论碰到什么东西都会死死粘住,根本无法实现他们最初的实验目的。

库弗博士认为这一发明是个令人痛苦的失败之作,那种失败感就像我们不慎将超能胶水粘在了自己的几根手指上一样,库弗博士很快就将这种胶水抛之脑后了。

事实上,库弗博士发明出来的是一种名叫“氰基丙烯酸盐”的粘合剂。

直到6年后,当他负责飞机座舱盖的一项新设计时,他想到了氰基丙烯酸盐粘合剂这个最初认为毫无用处的“老朋友”,库弗发现,这种物质无需加热便拥有令人难以置信的粘性,他和实验室研究人员在不同物体上测试该胶水的性能,结果发现这是一种粘性令人发狂的超能胶水。

3、橡胶轮胎:“笨手笨脚”引发的发明如果不是一名叫做查尔斯·固特异的美国男子1844年在一个火炉旁笨手笨脚地泼翻了一些铅、硫和橡胶混合物,我们今天所穿的橡胶底鞋子、汽车使用的橡胶轮胎可能都不会存在。

化学世界的未解之谜——到底存在多少种元素?

化学世界的未解之谜——到底存在多少种元素?

化学世界的未解之谜——到底存在多少种元素?学校教室墙上贴着的元素周期表(the periodic table)一直都在不停地修订,这是因为人类发现的元素数量在不停增长。

使用粒子加速器让原子核对撞,科学家可以制造出新的“超重元素”(superheavy elements)。

相比从自然界发现的92种元素,超重元素的原子核拥有更高的质子(proton)数与中子(neutron)数。

它们巨大的原子核非常不稳定——在极短的时间内(通常只有几千分之一秒到几分之一秒),它们就会衰变(这种衰变具有放射性)。

但是,在它们存在的时间内,这些新的人工合成元素,例如钅喜(seaborgium,第106号元素)以及钅黑(hassium,第108号元素),和其他元素一样,都具有能够被准确定义的化学性质。

通过精妙设计的实验,科学家们抓住少量的钅喜和钅黑在衰变之前短暂存在的一瞬间,测量了它们的部分化学性质。

这些研究不仅仅是对性质的测量,它们还探索了元素周期表概念上的限制:超重元素能否延续元素周期表展现出来的规律与趋势(这些化学规律在元素周期表诞生之初便已经被归纳出来)?答案是,有些延续了规律,有些则没有。

特别是,如此之大的原子核紧紧抓住了原子最里层的电子,因而这些电子能以接近光速运动。

进而根据狭义相对论(special relativity)效应,这些电子的质量会增大,有可能破坏量子化的能量状态(即不连续的能级),而它们的化学性质——进而以此形成的元素周期表——都是依赖于能级理论建立的。

由于物理学家认为,只要原子核拥有“魔数”数目的质子和中子,就会特别稳定,因此他们想在元素周期表中找出一个名为“稳定岛”(island of stability)的区域——在这个区域中,超重元素更稳定,寿命更长,目前的合成技术还无法合成出这样的元素。

但是,超重元素的大小是否有极限?依据相对论的一项简单计算告诉我们,电子无法被拥有超过137个质子的原子核束缚。

化学奇妙的化学反应带您领略化学世界的奇迹

化学奇妙的化学反应带您领略化学世界的奇迹

化学奇妙的化学反应带您领略化学世界的奇迹化学是一门充满奇妙的科学,通过各种化学反应,我们能够见识到许多令人惊叹的化学现象和奇迹。

这里,让我们一起来探索一些最为引人瞩目的化学反应,感受化学世界的奇妙之处。

1. 爆炸反应:奥地利天才炼金术士豪伊根之所以被历史称作“化学之父”,不仅因为他的研究奠定了现代化学的基础,还因为他在爆炸反应中作出了杰出贡献。

爆炸反应是许多化学物质在特定条件下迅速释放能量的过程,这种反应不仅能够带来巨大的威力,也承载了巨大的风险。

然而,正是爆炸反应的研究推动了火药、炸药等领域的发展,也促进了火箭、导弹等科技的进步。

2. 结晶反应:结晶反应是一种物质由液态或气态转变为固态的过程。

常见的结晶反应包括溶液结晶和气体冷凝。

溶液结晶是指溶液中的溶质在适当条件下重新排列,形成固体晶体的过程。

而气体冷凝是指气体分子在低温下凝聚为液态或固态。

结晶反应不仅是一种自然界的化学现象,也是我们生活中常见的过程,如盐结晶、雾凇的形成等,都是结晶反应的结果。

3. 氧化反应:氧化反应是指物质与氧发生化学反应的过程,是最常见也是最重要的化学反应之一。

氧化反应通常伴随着物质的燃烧、腐蚀等现象,也是许多能量转化和物质转化的基础。

例如,我们日常生活中使用的燃料,如煤、木材等,与氧气发生氧化反应,释放大量的能量。

此外,氧化反应还能够带来许多重要的生物化学过程,如细胞呼吸等。

4. 还原反应:还原反应与氧化反应相反,是指物质失去氧分子而获得电子的过程。

还原反应常常与氧化反应相互配合,共同参与能量和物质的转化。

例如,电池中的化学反应就是氧化还原反应。

在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,从而将化学能转化为电能。

5. 反应速率:除了上述的具体化学反应外,了解反应速率的变化规律也是研究化学反应的重要内容之一。

反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量,它取决于反应物浓度、温度、催化剂等因素。

通过研究反应速率,我们可以探索化学反应的本质、优化反应条件,从而提高反应效率。

科学无法解释世界十大未解之谜

科学无法解释世界十大未解之谜

科学无法解释世界十大未解之谜科学无法解释的世界十大未解之谜是:永动机、宇宙起源、外星生命存在、灵异现象、时间旅行、意识的本质、癌症的治疗、人类的意识与灵魂、未来预知、宇宙黑暗物质。

1. 永动机:永动机是一个可以永远运转的机器,它能够产生更多的能量而不需要外部能量输入。

尽管人类一直努力研究永动机,然而根据热力学定律,能量是守恒的,因此永动机理论上是不可能实现的。

2. 宇宙起源:宇宙的起源是一个科学无法解释的谜题。

尽管大爆炸理论提供了一个解释宇宙起源的模型,但它仍然无法解释宇宙是如何从一个“奇点”诞生而来的,也无法完全解释宇宙的本质和运行机制。

3. 外星生命存在:尽管宇宙中有数以千亿计的星系和行星,科学至今没有找到确凿的证据证明外星生命的存在。

不过,随着科技的进步,科学家对寻找外星生命的研究已经取得了一些进展,但问题仍然没有得到完全解答。

4. 灵异现象:灵异现象包括鬼魂、超自然现象等,虽然有很多人声称经历过灵异事件,但科学无法提供确凿的证据来证明其真实性。

科学家们试图通过心理学、神经学和物理学等领域的研究来解释灵异现象,但至今仍然未能解释清楚。

5. 时间旅行:时间旅行是指人类能够回到过去或者未来的行为。

虽然有一些科学理论表明时间旅行是可能的,但目前还没有找到实现时间旅行的方法,并且有很多时间旅行的理论存在逻辑和物理学上的困难。

6. 意识的本质:意识是人类思考、感知和体验的基础,但科学对意识的本质尚未解释清楚。

虽然有很多心理学和神经科学的研究在这方面做出了一些努力,但意识的起源和本质仍然是一个科学难题。

7. 癌症的治疗:癌症是一种复杂的疾病,尽管科学在癌症的治疗方面取得了一些进展,但仍然没有找到一种能够完全治愈癌症的方法。

目前,科学家们正在不断探索癌症的起因和治疗方法,但仍然面临着巨大的挑战。

8. 人类的意识与灵魂:人类的意识和灵魂是心理学和哲学领域一直探讨的话题。

科学至今无法解释何为意识和灵魂,以及它们的起源和本质。

化学世界奥秘

化学世界奥秘

化学世界奥秘化学,作为一门研究物质变化的学科,一直以来都给人以神秘感。

从古希腊的四大元素理论到现代的量子化学,人类对于化学世界的探索从未停止过。

在这个充满奥秘的领域中,我们可以发现各种精彩的现象和有趣的事实。

首先,让我们来探索一下一个常见的化学现象:化学反应。

当我们加入醋和小苏打时,不经意间触发了化学反应,产生了大量的气泡和呈现出一种刺激性的气味。

这是因为醋中的乙酸和小苏打中的碳酸氢钠发生了化学反应,生成了二氧化碳气体和水。

而在化学世界的深处,还存在着许多更为神奇的事物和现象。

比如,有些金属在空气中会迅速氧化,被覆盖上一层锈迹,这就是我们常说的“生锈”。

这个看似简单的现象实际上是金属与空气中的氧气发生化学反应的结果。

这种化学反应被称为氧化反应,它使得金属表面形成了一层氧化物,从而使金属变得脆弱。

化学还有一种奇妙的能力,那就是合成新的物质。

通过不同的化学反应,我们可以将各种原子和分子重新组合,创造出前所未有的物质。

举一个简单的例子,当我们将氧气和氢气混合在一起并引燃时,就会产生水。

这是一种非常重要的化学反应,被称为氧化还原反应。

在这个过程中,氢气和氧气被重新排列成了水分子。

化学不仅可以解释大自然中的现象,还可以应用到人类生活的方方面面。

举一个例子,药物的研发和制造是化学的一个重要应用领域。

通过对药物分子的研究和合成,化学家们可以创造出能够治疗疾病和改善人类健康的药物。

而在食品领域,化学也发挥着重要的作用。

食物的烹饪过程中就涉及到了许多化学反应,比如酸碱中和、蛋白质变性等。

了解这些化学原理,可以帮助人们更好地掌握食物的烹饪技巧,使得食物更美味可口。

除了应用于生活之外,化学还对其他学科的发展产生了深远的影响。

例如,生物化学探索了生命的起源和组成,物质科学在材料研究和开发领域有着广泛的应用。

化学还与环境科学相结合,研究空气、水和土壤中的污染物,提出了解决环境问题的方法和技术。

在化学世界的奥秘之中,我们可以看到科学的力量和人类的智慧。

化学世界的10大未解之谜

化学世界的10大未解之谜

化学世界的10大未解之谜绝大部分最精深的科学问题,以及一些对人类而言最为紧迫的问题,都与原子或者分子有关。

1.生命从何而来?距地球上第一种生物从无生命物质中诞生,至今已近40亿年,但最初的生命是如何出现的,至今仍是个谜。

那些相对简单的分子,最初如何从“原始汤”里创生出来,并形成越来越复杂的化合物?这些化合物又如何开始进行能量代谢,并完成自我复制(这两者是定义生命的两个特性)?当然,在分子水平上,所有这些步骤都是化学反应,也正因为如此,“生命从何而来”成了一个化学问题。

关于这个问题,对科学家的挑战不再是构想出那些看似合理的假说,因为这样的假说已经太多了。

例如,有研究者推断,在第一种能够自我复制的聚合物(类似DNA或蛋白质一类的分子,是由许多更小单位构成的长链)的形成过程中,泥土等矿物质可能起到了催化剂的作用。

还有人认为,正是因为深海热泉源源不断地提供能量,才会产生结构复杂的化学物质。

此外,还有研究者提出,地球上曾存在一个RNA(核糖核酸)世界,这个世界出现在DNA和蛋白质诞生之前。

在这个世界中,DNA(脱氧核糖核酸)的近亲RNA(它可以被看作是一种酶,并且可以像蛋白质那样催化化学反应)无处不在。

我们现在要做的就是,找到一种方法,在加热的试管里面触发化学反应,验证上面提到的那些假说。

科学家已经取得了一些进展,他们的研究表明,一些化学物质可以自发排列,形成更加复杂的结构——例如氨基酸,还有众所周知的核苷酸(nucleotides,DNA的组成单元)。

2009年,现供职于英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室的约翰·萨瑟兰德(John Sutherland)所带领的团队已经证实,在“原始汤”中,确实可能存在自发的核苷酸合成过程。

[在2015年最新一期的《自然·化学》(Nature Chemistry)上,萨瑟兰德的团队报道,要生S)和紫外线(UV)就够了。

此成核酸前体,只需要氰化氢(HCN)、硫化氢(H2外,萨瑟兰还称,能生成核酸前体的反应条件也可以生成构成天然氨基酸和脂质的基本物质。

化学化学元素的不为人知的趣味知识

化学化学元素的不为人知的趣味知识

化学化学元素的不为人知的趣味知识化学元素是构成物质世界的基本单位,我们的生活与周围的环境都离不开这些元素的存在。

然而,在日常生活中,大部分人对于化学元素的了解仅限于常见的一些元素,例如氧气、氢气等。

事实上,化学元素的世界远比我们所熟悉的要丰富有趣得多。

本文将带您一起探索化学元素的不为人知的趣味知识。

一、氢气:宇宙的基本元素氢气是化学元素中最轻的元素,也是宇宙中最常见的元素。

根据科学家的研究,在宇宙中,大约有75%的物质都是氢气。

这意味着,无论我们身处何地,都离不开氢气的存在。

此外,氢气还是一种非常重要的能源,通过利用氢气进行燃烧,能够产生巨大的能量,并且不产生任何污染物。

二、碳元素:生命的基础碳元素是生命存在的基础,它是有机化合物的主要成分。

有机化合物是指含有碳元素的物质,它们构成了我们周围的所有生物体和有机物。

多数有机物的分子由碳原子构成的骨架框架,碳元素通过形成共价键来与其他原子结合,形成各种各样的化合物,包括蛋白质、脂肪和糖类等重要的生物分子。

因此,我们可以说,碳元素是生命的基础。

三、氧气:燃烧的助燃剂氧气是常见的化学元素之一,它不仅存在于空气中,也是水的主要组成部分。

虽然大家都知道氧气对于燃烧是必需的,但你是否曾经想过氧气为什么会对燃烧起到助燃的作用呢?这是因为燃烧是一种氧化反应,当物质与氧气接触时,氧气的原子结构会与其他物质的原子结构发生反应,并释放出能量和产生新的物质。

这就是为什么当我们点燃一根蜡烛时,燃烧产生的火焰是明亮而温暖的原因。

四、锂元素:电池的重要组成部分锂元素是化学元素中的一员,它是一种非常轻的金属。

由于锂元素具有很小的原子尺寸和低的密度,因此它常常被用作电池的重要组成部分。

锂电池是一种现代化便携电子设备中常见的电池类型,如手机、笔记本电脑等。

锂电池以锂离子的扩散和嵌入来存储和释放电能,在电池内部的反应过程中,锂元素的离子会在正负极之间穿梭,从而产生电能。

五、铁元素:高楼大厦的结构支撑铁元素是一种常见的金属元素,它不仅在日常生活中广泛应用,也在建筑领域中扮演着重要的角色。

化学谜语及答案

化学谜语及答案

化学谜语及答案化学谜语及答案11. 下毕围棋。

(打一化学名词)【答案】:分子2. 塑料开关。

(打一化学名词)【答案】:化学键3. 蒸蒸日上的新中国。

(打一化学名词)【答案】:升华4. 上岸。

(打一化学名词)【答案】:脱水5. 丰衣足食。

(打一化学名词)【答案】:饱和6. 炉灶已熄。

(打一化学术语)【答案】:烷7. 物归原主。

(打一化学术语)【答案】:还原8. 手工作坊。

(打一化学术语)【答案】:无机9. 各奔前程。

(打一化学反应名称)【答案】:分解反应10. 势均力敌。

(打一理化名词)【答案】:平衡11. 怒发冲冠。

(打一化学名词)【答案】:气态12. 完壁归赵。

(打一化学名词)【答案】:还原13. 父母出门。

(打一化学名词)【答案】:离子14. 计算机解题。

(打一化学名词)【答案】:电解15. 冰河消尽始行舟。

(粉底格。

打一化学名词)【答案】:溶解度16. 屡战屡败。

(打一化学名词)【答案】:负极17. 三个日本人。

(打一化学名词)【答案】:晶体18. 私人飞机。

(燕尾格。

打一化学名词)【答案】:载体19. 空气流动。

(秋千格。

打一化学名词)【答案】:风化20. 死去活来。

(打一化学名词)【答案】:再生21. 取而代之。

(打一化学反应名称)【答案】:置换22. 能屈能伸。

(打一化学名词)【答案】:可塑性23. 小处着眼。

(打一哲学名词)【答案】:微观24. 好逸恶劳。

(打一化学名词)【答案】:惰性25. 引火烧身。

(打一化学名词)【答案】:自燃26. 学而时习之。

(打一化工名词)【答案】:常温物质名称化学谜语及答案21 嫩皮软质白蜡袍,一生常在水中泡,有朝一日上岸来,不用火点烟自冒。

(打一化学物质) ——白磷2 似蜡非蜡亮又黄,不声不响水中藏,有朝一日出水面,化作迷雾白茫茫。

(打一化学物质)——白磷3 敢怒不敢言。

(打一化学物质)——空气4 本是一种气,常作还原剂,总想向上升,不愿脚踏地,它们同属一家人。

十大不可思议的化学反应

十大不可思议的化学反应

评估:引言概述:化学反应是物质之间发生变化的过程,不可思议的化学反应常常在我们的日常生活中发生,带来了神奇的现象。

本文将介绍并深入探讨十大不可思议的化学反应,让我们一同领略化学的神奇之处。

正文内容:一、漂浮金属氧化物粉末1.介绍金属氧化物粉末的性质金属氧化物粉末的制备和应用金属氧化物粉末的密度和颗粒大小2.比重液的性质及原理比重液的组成和制备方法比重液的原理及作用3.实验过程实验器材和材料准备实验步骤和注意事项4.实验结果和分析金属氧化物粉末的漂浮现象漂浮原理的解释5.应用与展望漂浮金属氧化物粉末的应用领域对材料科学研究的意义二、闪光的金属与卤素反应1.金属与卤素反应的基本原理金属的性质及其与卤素的反应卤素的常见种类及其特点2.高温条件下的金属与卤素反应高温下金属与卤素反应的速率反应物的性质和应用3.实验方法及步骤实验所需材料和器材准备实验步骤和操作要点4.实验结果和讨论金属与卤素反应产生的闪光现象反应速率和捕获产物的特性5.研究意义和前景展望金属与卤素反应在材料合成中的潜力对金属与卤素相互作用的认识三、气泡反应:酶和催化剂1.酶和催化剂的基本概念酶和催化剂的定义和分类酶和催化剂的作用机制2.水分解反应中的酶催化酶在水分解反应中的作用水分解反应的重要性和应用3.实验设计及步骤酶和催化剂的选择与制备实验条件和控制方法4.实验结果和分析水分解反应中观察到的气泡现象酶和催化剂对反应速率的影响5.反应机理与进一步研究探讨水分解反应的机制对酶和催化剂的研究方向四、重氮盐与亚硝酸盐反应1.重氮盐化合物和亚硝酸盐化合物的性质重氮盐化合物的制备和应用亚硝酸盐化合物的特点和反应性2.反应条件及过程重氮盐和亚硝酸盐的混合物质比例反应过程中的观察和记录3.实验结果和数据分析反应物的性质和结构反应速率与温度、浓度的关系4.实验的意义和应用重氮盐和亚硝酸盐反应在有机合成中的应用对异化反应机理的研究5.反应的展望和挑战对重氮盐和亚硝酸盐反应的深入研究挖掘更多新的反应路径五、还原颜料:氧化还原反应1.氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的定义和特征氧化还原反应的电子转移过程2.经典的还原颜料反应还原颜料的种类和性质氧化还原反应对颜料的影响3.实验设计与步骤实验所需材料和仪器的准备详细的实验步骤和注意事项4.实验结果和分析颜料颜色的变化和观察氧化还原反应的机理和速率5.应用前景与挑战还原颜料在文化遗产保护中的应用氧化还原反应在颜料工业中的研究总结:通过对十大不可思议的化学反应的详细阐述,我们可以深入了解化学反应的奇妙性质和应用领域。

神秘的元素探索周期表中的未知奥秘

神秘的元素探索周期表中的未知奥秘

神秘的元素探索周期表中的未知奥秘周期表是化学领域中一张重要的图表,它将所有已知的化学元素按照一定规律进行了分类和排列。

然而,随着科学的不断进步,我们发现周期表中仍然存在许多未知的奥秘。

本文将探索周期表中的神秘元素和未解之谜。

神秘的元素一:氢周期表中,氢位于第一位,是最轻的元素。

它的原子核只含有一个质子。

然而,尽管氢是宇宙中最常见的元素之一,却存在许多我们不了解的奥秘。

例如,在极低温下,氢可以表现出液态、固态和金属态。

此外,氢还具有广泛的应用前景,如作为清洁能源的候选者和高效储能系统的原材料等。

神秘的元素二:暂未发现的元素虽然周期表上有118个已知元素,但科学家们相信还有其他未知的元素存在。

通过计算和实验,科学家们不断寻找这些暂未发现的元素。

他们根据周期表的结构和规律,预测和推测新元素的性质和存在形式。

这对于拓展我们对元素和化学世界的认知具有重要意义。

神秘的元素三:超铀元素超铀元素是指周期表中原子序数大于92的元素,也被称为人工合成的放射性元素。

这些元素的特殊性质和化学行为使得科学家们始终困惑不已。

其中,最著名的就是镭(Ra),它是一种具有强放射性的元素,能够持续发出强烈的射线。

镭的发现和研究对于我们理解放射性衰变和核能的产生机制具有重要意义。

神秘的元素四:奇异物质除了传统的元素,科学家们还在周期表之外发现了一些奇异物质。

如夸克星、X物质等。

这些奇异物质具有非常特殊的性质,常人难以理解和想象。

对于这些奇异物质的研究,不仅可以推动我们对物质本质的理解,还有可能改变人类对宇宙和宇宙中奥秘的认知。

在探索周期表中的未知奥秘的过程中,科学家们使用了许多先进的研究方法和设备。

例如,他们使用了粒子加速器、核磁共振等仪器,以及计算机模拟和理论推断等手段。

这些科学工具和技术的不断发展,为我们揭示周期表中未知奥秘提供了有力的支持和工具。

总结起来,周期表中的神秘元素和未解之谜激发了科学家们的好奇心和探索欲望。

通过对这些元素的研究,我们不仅可以深入了解元素的性质和行为,还能够为人类创造更多的科技突破和应用。

初中化学谜语大全(精选五篇)

初中化学谜语大全(精选五篇)

初中化学谜语大全(精选五篇)第一篇:初中化学谜语大全初中化学谜语大全A.打一元素名称1.值钱不值钱,全在加两点。

(打一化学元素)——金2.金属之冠。

(打一化学元素)——钾3.金榜第一。

(打一化学元素)——钾4.像是与金相同,其实差别很大。

(打一化学元素)——铜5.黑色金属。

(打一化学元素)——钨6.品德高尚。

(打三种化学元素)——锌磷镁7.华盛顿的货币。

(打一化学元素)——镁8.世界通用货币。

(打一化学元素)——镁9.听其名很漂亮,观其物也平常。

(打一化学元素)——镁10.金库被盗。

(打一化学元素)——铁或铥11.丢失钱财。

(打一化学元素)——铁 12.木火水土。

(打一化学元素)——铁13.端着金碗的乞讨者。

(打一化学元素)——钙14.有钱的讨饭者。

(打一化学元素)——钙 15.水上作业。

(打一化学元素)——汞16.工字桥下水,只向低处流。

(打一化学元素)——汞17.此物能流动,非水比水重;外观银白色,失水便成工。

(打一化学元素)——汞18.液面上凸,落地成珠。

使用不慎,慢性中毒。

(打一化学元素)——汞19.江水向下流。

(打一化学元素)——汞20.石旁伫立六十天。

(打一化学元素)——硼21.山中自有氧化钙。

(打一化学元素)——碳 22.流水去,石头现。

(打一化学元素)——硫 23.流水干涸石头现。

(打一化学元素)——硫 24.抵押石头。

(打一化学元素)——碘25.岩下土叠土。

(打一化学元素)——硅26.填土砌石垒屋基。

(打一化学元素)——硅27.生平懒得交朋友,性情孤僻常独游。

(打一族元素)——稀有气体元素28.咳不出声,却有气。

(打一化学元素)——氦29.一种气体真孤僻,不善交友爱独立,遇到雷公闪红光,用它可做测电笔。

(打一化学元素)——氖30.孙女不辞而别,奶奶怎不生气。

(打一化学元素)——氖31.气盖峰峦。

(打一化学元素)——氙32.大洋干涸气上升。

(打一化学元素)——氧33.最轻量级。

(打一化学元素)——氢34.六月六。

【飘影23号】化学世界的十大未解之谜

【飘影23号】化学世界的十大未解之谜

【飘影23号】化学世界的十大未解之谜1、生命从何而来?存在太多的科学假说,但是科学家们的挑战是找到验证假说的方法。

生命的本质是一个可以充当模板进行自我复制,并能与“复制品”分开的分子系统。

2、分子如何形成?科学家们探索分子的形成过程中创造了量子力学理论、杂化轨道理论,理论化学的发展仍然尚未完善;科学家们并没有完全一致的认为这些理论模型足够精确。

3、环境如何影响人类基因?“人类的很多疾病都与遗传相关,包括癌症在内,但是一种潜在的疾病最终是否发作,通常还要看环境因素能否通过表现遗传的方式起作用。

” 生活在不同环境下的人会因为致癌物质含量的不同导致癌症的概率明显不一样。

4、大脑如何思考,并形成记忆?神经元之间的相互作用构成的“环路”是通过分子介导的。

化学物质是如何创造出一段既持续又动态,还能够被回忆、修改以及遗忘的记忆呢?5、到底存在多少种元素?依据相对论的一项简单的计算,电子无法被用有超过137个质子的原子核束缚。

有科学家认为,元素周期表,绝对不会在第137号元素前止步不前。

但是要验证这个断言,目前看来还是一个遥远的目标。

6、我们能用碳元素制造出电脑吗?各种碳纳米材料推向实际应用,最终还依赖与化学家能否创造出精密度达原子级别的结构。

7、如何捕获更多的太阳能?传统光伏电池板的高昂成本限制了它获取太阳能的使用,科学家们仍在努力发展廉价利用太阳能产生燃料的反法——太阳能分解水。

8、制造生物燃料的最佳途径是什么?打破木质素,需要打断它的分子结构中氧原子与苯环上碳原子的连接。

尽管存在好的基于镍元素的催化剂可以从中获得芳香族化合物,但是催化转化需要原材料极度纯净,这是横亘在化学家面前的一大难题。

因为木材在催化转化看来,是一种非常“肮脏”的材料。

必需找到合适的催化剂!9、我们能研制出全新类型的药物吗?组合化学的时代已经渐渐失去当初的光环。

合成足够多的分子类型,然后找到理想的方法,从中筛选出需要的几种;借用自然规则,按指定方式来连接分子片段,通过编程的方式,让化学分子自组装。

化学的神秘世界

化学的神秘世界

化学的神秘世界化学是一门富有神秘感的学科,它能揭示出事物背后的原理,以及物质之间的互动和变化。

这门学科已经存在了数百年之久,而在它的历史和现代表现中,仍有很多奇妙的事物值得我们探究。

首先,化学揭示了原子的神秘世界。

原子是物质最小的单位,无法被进一步分解。

然而,尽管它们的尺寸非常微小,但它们的行为和互动可以直接影响着物质的性质和特点。

事实上,原子本身也非常神秘,因为它们的实际结构和行为并不完全符合我们对于物质世界的日常观察和理解。

那么,引导着化学的这些原子还有它们之间的相互作用。

化学家们经常探究分子的组成以及它们是如何相互作用的。

这些分子之间的互动直接影响着事物的性质和特性。

例如,水分子由氧原子和氢原子组成,它们之间的相互作用决定了水的物理和化学性质。

同时,爱因斯坦通过揭示分子的活动性,提出了布朗运动,这一理论对现代物理学与化学产生了深远的影响。

其中一个重要的概念是分子的构造,这是很多化学实验和研究的起点。

在探究分子构造的过程中,常用到的工具包括NMR谱、X光晶体学和电子显微镜等。

通过这些工具,我们可以更加深入地了解物质背后的基本单位,探索它们的相互作用方式以及它们如何影响物质的性质和行为。

另一个化学的神秘世界,是它对于生命本质的揭示。

在生命科学中,化学可以解释相互作用在人类身体里的物质,以及生命如何通过化学反应来产生能量和维持运作。

例如,生物学家和化学家们合作研究代谢反应,这些反应不仅与身体内功能的正常运转息息相关,也为开发治疗药物提出了方案和思路。

此外,化学很长时间以来也被用在美容、烹饪和纺织行业中。

例如,面霜和化妆品的配方,以及汽车和房屋的涂料,都涉及到化学变化和相互作用。

化学家还研究了不同食品的配方和烹饪方式,掌握了物质如何反应和变化的知识。

大自然的颜色和图案也可以通过化学手段被复制到纺织品中,这与古代文明制造出的织物和染料有关。

总之,化学的神秘世界是非常广泛和复杂的。

它可以揭示许多原子和分子之间的相互作用和变化,并解释许多人类日常所接触到的现象。

关于化学的奇怪知识

关于化学的奇怪知识

关于化学的奇怪知识1、碘与指纹破案同学们在电影中常常看到公安人员利用指纹破案的情节。

其实,只要我们在一张白纸上用手按一下,然后把纸上手指按过的地方对准装有少量碘的试管口,并用酒精灯加热试管底部。

等到试管中升华的紫色碘蒸汽与纸接触之后,按在纸上的平常看不到的指纹就渐渐显露出来,并可以得到一个十分明显得棕色指纹。

如果把这张白纸收藏起来,数月之后再做上述实验,仍能将隐藏在纸上的指纹显示出来。

这是因为,每个人的指纹并不完全相同,而手指上总含有油脂、矿物油和汗水等。

当用手指往纸往上按的时候,指纹上的油脂、矿物油和汗水就会留在纸上,只不过是人的眼睛看不出来罢了。

而纯净的碘是一种紫黑色的晶体,并有金属光泽。

有趣的是,绝大多数物资加热时,一般都有固态、液态和气态的三态变化。

而碘却一反常态,在加热时能够不经液态直接变成蒸汽。

像这类固态物质直接气化的现象,人们称之为升华。

同时碘还有易溶于有机溶剂,当碘蒸汽上升遇到这些有机溶剂时,就会溶解其中,因此指纹也就显示出来了。

2、谁是凶手沐浴在晨光中的山村,从睡梦中醒来了。

举目望去,成群的牛羊之绿茵茵的山坡上奔跑、嬉戏。

按着映入眼帘的便是咯咯觅食的鸡群,呱呱追逐的鸭子……忽然,阵阵欢声笑语传来,循声望去,原来说姑娘子湖边梳洗打扮,碧绿的湖水,山色掩映,还荡漾着村童嬉水玩耍的身影……然而今天,山村的生机荡涤殆尽,就连晨光也好像失去光泽,展现在人们眼前的竟是满目的死尸、毙命的牛羊。

生灵在此已不复存在,真是惨绝人寰,令人震惊。

这便是中央电视台播放的尼斯湖惨案一组镜头的写实。

祸不单行,同在喀麦隆,更大不幸由在玛瑙湖畔发生了,对此人们不禁要问,作恶多端的凶手是睡?法网难逃,凶手终于“捉拿归案了”。

但出于意料的是,凶手竟是人们熟知的二氧化碳气体。

然而更令人不解的是,二氧化碳何以如此猖狂?又何以致人畜于死地?经科学家研究发现,微妙的化学平衡使尼奥斯湖、玛瑙湖的水分成了奇特的若干层,而且最深层的水又含有极其丰富的碳酸盐。

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化学世界的10大未解之谜绝大部分最精深的科学问题,以及一些对人类而言最为紧迫的问题,都与原子或者分子有关。

1.生命从何而来?距地球上第一种生物从无生命物质中诞生,至今已近40亿年,但最初的生命是如何出现的,至今仍是个谜。

那些相对简单的分子,最初如何从“原始汤”里创生出来,并形成越来越复杂的化合物?这些化合物又如何开始进行能量代谢,并完成自我复制(这两者是定义生命的两个特性)?当然,在分子水平上,所有这些步骤都是化学反应,也正因为如此,“生命从何而来”成了一个化学问题。

关于这个问题,对科学家的挑战不再是构想出那些看似合理的假说,因为这样的假说已经太多了。

例如,有研究者推断,在第一种能够自我复制的聚合物(类似DNA或蛋白质一类的分子,是由许多更小单位构成的长链)的形成过程中,泥土等矿物质可能起到了催化剂的作用。

还有人认为,正是因为深海热泉源源不断地提供能量,才会产生结构复杂的化学物质。

此外,还有研究者提出,地球上曾存在一个RNA(核糖核酸)世界,这个世界出现在DNA和蛋白质诞生之前。

在这个世界中,DNA(脱氧核糖核酸)的近亲RNA(它可以被看作是一种酶,并且可以像蛋白质那样催化化学反应)无处不在。

我们现在要做的就是,找到一种方法,在加热的试管里面触发化学反应,验证上面提到的那些假说。

科学家已经取得了一些进展,他们的研究表明,一些化学物质可以自发排列,形成更加复杂的结构——例如氨基酸,还有众所周知的核苷酸(nucleotides,DNA的组成单元)。

2009年,现供职于英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室的约翰·萨瑟兰德(John Sutherland)所带领的团队已经证实,在“原始汤”中,确实可能存在自发的核苷酸合成过程。

[在2015年最新一期的《自然·化学》(Nature Chemistry)上,萨瑟兰德的团队报道,要生S)和紫外线(UV)就够了。

此成核酸前体,只需要氰化氢(HCN)、硫化氢(H2外,萨瑟兰还称,能生成核酸前体的反应条件也可以生成构成天然氨基酸和脂质的基本物质。

这意味着一个系列的反应可能就同时生成了生命形成所需的大部分基本构件。

]其他一些科学家则着重研究了特定RNA类似于酶的催化特性,为“RNA世界假说”提供了一些证据。

通过这些步骤,科学家也许可以弄清楚,无生命物质如何转变成能自我复制、自我维持的系统,从而填补生命进化史上的这个缺失环节。

由于科学家对太阳系奇特而丰饶的环境有了更深的认识——火星上曾经存在过液态水;土星卫星泰坦(Titan,土卫六)上有着甲烷海洋;木星卫星欧罗巴(Europa,木卫二)和加尼米德(Ganymede,木卫三)的冰层之下,似乎潜藏着冰冷的咸海,因此地球生命的起源似乎只是一些宏大问题的一部分:在哪些环境中,生命才会出现?生命的化学基础可以有多大的不同?过去16年,科学家已经发现了500多颗围绕着其他恒星运转的太阳系外行星,这些光怪陆离的外星世界也让前述问题变得更加迷人。

这些发现促使化学家展开想象,去创想原始生命可能的化学构成。

例如,美国航空航天局(NASA)一直认为,液态水是生命存在的先决条件,但现在科学家却认为不一定非得这样。

液态氨、甲酰胺(formamide,一种油状溶剂,类似液态甲烷)或者木星上的超临界氢(super-critical hydrogen)可不可以充当其他生命的“水”?为什么生命必须要以DNA、RNA和蛋白质为基础?毕竟,科学家已经研制出了一些人造化学系统,只要有合适的组成成分,它们不需要核酸就能完成复制。

从本质上说,一个可以充当模板进行自我复制,并能与“复制品”分开的分子系统似乎就算是生命。

美国应用分子进化基金会的化学家史蒂文·班纳(Steven Benner)说,当我们的研究只局限于地球生命时,“我们没法说清楚,它们之间的那些相似性(比如都会使用DNA和蛋白质)到底代表了它们来自同一祖先,还是说生命都需要是这样”。

不过,如果我们坚持认为,我们看到的才是真实的,“那我们的研究就太没意思了”。

2.分子如何形成?在高中化学课本里面,分子结构可算是最主要的内容之一。

但是,这些看上去由“球”(代表原子)和“棍”(代表化学键)构成的模型已经有些年头了。

并不是没有更新的模型,问题在于,科学家在更为准确的分子外观模型方面,并未取得一致意见。

20世纪20年代,沃尔特·海特勒(Walter Heitler)和弗里茨·伦敦(Fritz London)应用刚刚兴起的量子力学理论,向人们展示了如何描述化学键的形成。

此后不久,美国著名化学家鲍林(Linus Pauling)又提出了杂化轨道理论,认为当不同原子的电子轨道在空间上重合时,就会形成化学键。

而罗伯特·马利肯(Robert Mulliken)和弗雷德里希·洪德(Friedrich Hund)却提出了截然不同的理论:化学键的形成,是原子轨道并入一个包括多个原子的“分子轨道”的结果。

那时的理论化学看起来就像物理学的一个分支。

近100年后,分子轨道模型成为认可度最高的一种。

但对于这种模型是否研究分子的最佳工具,化学家仍然没有达成一致。

原因在于,这类分子模型,以及其他所有简化了的假想模型都不够精确,只能部分描述分子结构。

事实上,分子就是电子云中的一团原子核,并通过相反的静电力,与另外一团原子核进行着一场永不停止的“拔河游戏”,而且所有的组成部分都在不停地运动和重组。

现有的分子模型通常试图将这样一种处于动态的实体变为静态,并且明确各个组分之间的关系,这种做法会显示出分子的一些突出性质,但同时也会将其他信息忽略掉。

而对于每天的工作就是破坏和构建化学键的化学家来说,量子理论又无法为化学键提供一个符合他们直觉的独特定义。

现在,很多人定义分子的方法,都是把分子看作是一堆通过化学键结合在一起的原子。

在德国波鸿-鲁尔大学的量子化学家多米尼克·马克斯(Dominik Marx)看来,这些描述都有一个共同的毛病,那就是“在某些情况下是正确的,但换到其他条件下,就是错误的”。

现在,科学家可以根据量子第一性原理(quantum first principles),通过计算机模拟来计算分子的结构和性质——只要电子数量相对较少,就能获得精确度很高的结果。

“计算化学可以极度现实化和复杂化,”马克斯说。

因此,计算机模拟越来越被看作是一种虚拟实验,用来预测一个化学反应的过程。

但是,一旦某个反应的模拟计算不再局限于几十个电子,计算量就将变得巨大无比,即使最先进的计算机恐怕也无法胜任。

因此,我们面临的挑战将会是能否放大模拟范围,比如细胞中的复杂分子过程或某些复杂材料的分子结构。

3.环境如何影响人类基因?以前的生物学观点认为,你体内的基因决定了你是谁。

现在,另一个事实已经清晰地摆在我们面前:在“你是谁”这个问题上,你使用了哪些基因,与你携带了哪些基因同样重要。

跟所有的生物学问题一样,这个问题的核心依旧是化学问题。

早期胚胎中,细胞可以发育成各种类型的组织。

但随着胚胎发育,所谓的“多能干细胞”(pluripotent stem cell)则会发生分化,朝着不同的方向发展(例如血细胞、肌肉细胞或皮肤细胞)。

这样,它们后代的“角色”就被固定下来。

人体的形成,是干细胞中的染色体受到化学修饰,基因表达按特定规则“开启”和“关闭”的结果。

但是,上述化学修饰是可逆的,而且会受到人体环境的影响,这是克隆和干细胞研究领域的一项颠覆性发现。

在干细胞的分化期,细胞不能永久地关闭某一基因,而只能是将它们需要的基因维持在一种“准备”状态。

也就是说,被关闭的基因也有参与工作的潜力(即合成它们所编码的蛋白质),当它们遇到周围环境中特定化学物质时,这种潜力就可以激活。

对化学家而言,最让人兴奋、也最具挑战性的是,基因表达的调控似乎涉及一些化学事件。

这些事件发生在“中尺度”(mesoscale)水平上,主角是比原子和分子更大的分子复合体,涉及复合体之间的相互作用。

染色质(chromatin)是由DNA和蛋白质组成的复合物,具有一种层级结构。

DNA双螺旋缠绕在一个个圆柱形的、由组蛋白(histones)构成的蛋白颗粒上,然后这些蛋白颗粒会聚集起来,形成更高级的结构。

目前我们对这种结构还知之不多(请参见对页插图)。

细胞活动极好地控制了这种组装过程——一个基因以何种方式,被定位到染色质的哪个位置,也许就决定了它能否正常表达。

细胞里,有些酶专门用于重塑染色质结构,它们在细胞分化过程中起着核心作用。

胚胎干细胞中,染色质的结构看上去更松散、开放性更高,但随着一些基因进入“沉默”状态,染色质会变得更加紧凑、有序。

“染色质似乎可以决定并维持(或者说稳定)细胞的状态,”美国麻省总医院的病理学家布拉德利·伯恩斯坦(Bradley Bernstein)说。

此外,染色质在形成高级结构的过程中,DNA和组蛋白还会发生化学修饰。

一些小分子会结合到DNA和组蛋白上,就像标签一样,告诉细胞里的分子机器该对基因采取何种措施:应该阻止还是放任基因的表达。

这种“标记过程”叫做“表观遗传”(epigenetic)现象,因为该过程不会改变基因携带的遗传信息。

至于成熟细胞能在多大程度上重获分化能力(不管它们能否变得像真正的干细胞那样,在再生医学中,诱导性干细胞的使用都是一个非常重要的问题),这在很大程度上取决于在表观遗传标记的重置上,科学家能走多远。

现在比较清楚的是,在遗传上,除了遗传密码里的关键信息,细胞还有一套完全不同的“化学语言”——这就是表观遗传。

英国伯明翰大学的遗传学家布莱恩·特纳(Bryan Turner)说:“人类的很多疾病都与遗传相关,包括癌症在内,但是一种潜在的疾病最终是否发作,通常还要看环境因素能否通过表观遗传的方式起作用。

”4.大脑如何思考,并形成记忆?大脑就像是一台化学计算机。

神经元之间相互作用所构成的“环路”是通过分子介导的。

具体来说,就是神经递质(neurotransmitter)在突触(synapse)间的传递,突触指的就是两个神经细胞相连接的地方。

而在这种大脑的化学反应中,最令人印象深刻的,当数记忆的运作。

对记忆而言,抽象的原理与概念——比如一串电话号码,或者是一段情感体验——都会“印刻”在大脑里,持续不断的化学信号形成了神经网络的各种特定状态,从而实现了这种“印刻”。

那么,化学物质是如何创造出一段既持续又动态,还能够被回忆、修改以及遗忘的记忆的呢?我们现在已经知道了部分答案。

一连串生物化学过程,改变了突触神经递质分子的数量,从而触发对习惯性反射的学习。

但是,即便是这么简单的学习,也有短期和长期之分。

与此同时,一种复杂的“陈述性记忆”(declarative memory,即对人、地点等内容的记忆)拥有另外一种工作机制,在大脑中的定位也不一样。

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