埃及的考古學(xué)家在離尼羅河不遠的山上，發(fā)現(xiàn)一座非常古老的谷倉，從谷倉里找到了一些小麥，經(jīng)科學(xué)方法測定，這些小麥大約是六千多年前留下來的。這是用一種放射性同位碳-14測定小麥“年齡”后才知道的。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一棵樹、一片草葉、一只蜜蜂，以及人體中的一點肝臟、一片指甲，在每6×1012個碳原子中一定有一個是碳-14原子。這種原子每分鐘能放出16個β粒子，自己則轉(zhuǎn)變成碳的其他同位素。假如生物（植物或動物）少活著，碳-14原子則衰變多少就能補充多少，總保持一定的數(shù)量。假如有人砍倒一棵樹，這棵樹死了，就不會再補充不斷減少的碳-14了。可是，原來的碳-14原子還在繼續(xù)衰變。要知道，從活樹上碳-14原子每分鐘放射16個β粒子，逐漸地“衰變”，到只能每分鐘放8個β粒子，經(jīng)歷這樣一個“半衰期”，需要5730年。因此，幾千年后人們發(fā)現(xiàn)了這棵被砍倒的樹，鋸下一塊木頭，將它加熱變成炭從中取出1克，用放射性探測器測出它每分鐘能放射的β粒子個數(shù)，經(jīng)過計算，就會確知這棵樹究竟是在什么時候被砍倒的。埃及考古家就是用這種方法測知小麥的“年齡”的。

用放射性測定年代的方法，是很有用的。我們說五千年前地球上已有了人類，他們會用火，會砍樹，會制作草鞋。這也是通過碳-14原子測定的。據(jù)考證，很久以前，有些印第安人曾經(jīng)做了一些草鞋，留在一個山洞里。在他們返回山洞之前，火山突然爆發(fā)，堵住了洞口。這個山洞現(xiàn)在被考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了，他們用放射性碳-14測定這些草鞋是在9600年前留下的。這里可能有些誤差，但一般總是在9400年到9600年前這段時間里留下來的。

黃金的特性

黃金是延展性最好的金屬。1克金可以拉成長達400米的細絲。如果用300克黃金拉成細絲，可以從南京出發(fā)，沿著鐵路線一直延伸到北京。一噸黃金拉成的細絲，可以從地球到月亮來回五次。

黃金也可以壓成比紙還薄得多的金箔，厚度只有五十萬分之一厘米。這樣薄的金箔，看上去幾乎是透明的，帶點綠色或藍色。薄到一定程度的黃金，既能隔熱，又能透光，所以黃金薄膜可以用作太空人和消防隊員面罩的隔熱物質(zhì)。在冬季利用黃金薄膜把太陽輻射中的熱射線反射到室中，室內(nèi)就溫暖如春；夏季，在房屋的玻璃窗外，貼上一層黃金鍍膜，可將太陽的絕大部分熱反射出去，室內(nèi)不會悶熱。

雖然黃金有這么多優(yōu)點，但是也有不少缺點。比方說，質(zhì)地軟、價格貴、色澤單調(diào)。如果黃金同其他金屬結(jié)合起來，做成黃金合金，既能彌補不足，又使性能更加優(yōu)良。現(xiàn)代的黃金合金已廣泛應(yīng)用于火箭、超音速飛機、核反應(yīng)和宇宙航行等工業(yè)中。此外，用黃金合金制成的金幣、金首飾也深得人們的喜愛。我們平時看到22K、18K金首飾，都是含有不同分量的黃金合金。

用黃金做成的合金，會變成金黃色、紅色、玫瑰色、灰色、綠色，一直變到白色。綠色的金合金中含有75％的金、16.6％的銀和8.4％的鎘。有一種金銅合金，稱作紅銅；一種金銀合金叫紅銀。這兩種合金用鹽溶液處理后，就出現(xiàn)紫色或者淺藍黑色。

在地殼里金的含量不算少，據(jù)估計，大約占地殼的一百億分之五，但是都很分散，真是“遍地有黃金”！另外，太陽周圍灼熱的蒸氣里有金；隕石里也有金；天上還真有“長滿金子”的星星；海洋中金的含量十分豐富，是個“大金庫”。

化學(xué)大廈——元素周期表

如果把化學(xué)元素比作建筑材料，那么元素周期表就是用這些材料建成的“化學(xué)大廈”?！盎瘜W(xué)大廈”的設(shè)計師是俄國彼得堡大學(xué)35歲的教授門捷列夫。在此之前，化學(xué)家們只知道有63種元素。不同元素間相互化合，可以組成成千上萬種化合物。有的是鹽，有的是酸，有的是堿，有的是氧化物；有的閃閃發(fā)亮，有的暗淡無光；有的氣味強烈，有的無色無味；有的硬，有的軟；有的苦，有的甜……，這許多千差萬別的物質(zhì)，是由數(shù)目不多的元素組成的。

那么，這許多元素是不是沒有一點規(guī)律性呢？當時有許多化學(xué)家研究這個問題，可是沒有取得滿意的結(jié)果。1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)各種元素的原子量可以相差很大，而不同元素的原子價變動范圍較小，而且有許多元素有相同的原子價。同價元素的性質(zhì)又非常相似，所有的+1價元素都是金屬；+7價都是非金屬，+4價元素的性質(zhì)則在金屬和非金屬之間……。通過這種比較，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，元素的性質(zhì)隨著原子量的遞增呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律，他終于發(fā)現(xiàn)了周期律。并根據(jù)這個周期律，制作了一個化學(xué)元素周期表。

現(xiàn)今的元素周期表，是把已知的109種元素，按照原子序數(shù)排成的表。這好像是一座“化學(xué)大廈”，每個房間里住著一位“元素”客人。我們從“化學(xué)大廈”的構(gòu)造和安排中，可以了解各種元素的原子結(jié)構(gòu)同金屬性、非金屬性和化合價之間的關(guān)系，成為我們步入化學(xué)大門和進一步探索化學(xué)奧秘的工具。因此恩格斯說：門捷列夫“完成了科學(xué)上的一個勛業(yè)”。

元素周期表的終點之謎

1980年，德國科學(xué)家宣布合成了109號元素，到此為止，世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了109種元素。那么，究竟還有多少個元素沒有被發(fā)現(xiàn)？元素周期表的“終點”在哪里呢？

曾經(jīng)在很長的一個時期間，科學(xué)家沒有再發(fā)現(xiàn)一個新元素，元素周期表在92號元素——鈾那里停住了。鈾是不是元素周期表的終點，能不能用人工方法合成“超鈾”元素？這成了引人注目的有爭論的問題。

本世紀40年代初，科學(xué)家終于制出了第93號元素镎。到1983年為止，45年中，先后發(fā)現(xiàn)了17個超鈾元素。

人們發(fā)現(xiàn)，前幾個超鈾元素，壽命最長的同位素的半衰期可以達到千萬年，而后來制造的幾種超鈾元素，壽命越來越短了。如99、100、101號元素的“壽命”以天來計算”102號以分計；103號以后的元素要以秒乃至毫秒來計了。109號元素的發(fā)現(xiàn)，是由于在硅板上記錄了它的“影子”，它在實驗室里只逗留了五千分之一秒就“失蹤”了。在這種情況下，人們不禁要問，元素周期表是不是快到盡頭了。

通過對原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)和核穩(wěn)定性規(guī)律的研究，核科學(xué)家認為，越過這些“壽命”極短、原子核極不穩(wěn)定的元素，可以“？望”到在114號元素附近有“超重核穩(wěn)定島”，“島”上可能有幾十個元素。現(xiàn)在科學(xué)家們正在用各種方法試圖在自然界尋找或人工制造超重核元素。

從人們對化學(xué)元素的認識過程來看，即使今后找到或合成全部穩(wěn)定的超重核從新發(fā)現(xiàn)的超重核中，又會發(fā)現(xiàn)各種各樣意想不到的新鮮事。所以，人類對化學(xué)元素的認識是沒有止境的，不能肯定地說，元素周期表的終點在哪里。

元素中的“隱士”——惰性氣體

氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等氣體，以“懶惰”出名，叫做惰性氣體。

1984年8月13日，英國化學(xué)家拉姆賽和物理學(xué)家瑞利在一次會議上報告，他們發(fā)現(xiàn)了一種性質(zhì)奇特的新元素。這種元素以氣體狀態(tài)存在，對于任何最活潑的、作用力最強的物質(zhì)，它都無動于衷，因給它取名叫氬，意思就是“懶惰”。之后，又發(fā)現(xiàn)了幾種元素，也有類似的性質(zhì)，它們像是元素中的“隱士”，從來不同其他元素進行化學(xué)反應(yīng)。

這究竟是什么原因呢？原來，除了氦原子是以2個電子為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的以外，其他氣體的原子最外層都有8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。那時的化學(xué)理論認為，具有這結(jié)構(gòu)的元素，是不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的。所以，化學(xué)家下結(jié)論說，惰性氣體元素不可能形成化合物。

1962年，英國年輕化學(xué)家巴特列特在進行鉑族金屬和氟反應(yīng)的實驗時，意外地得到了一深紅色的固體，經(jīng)過分析才知道它是六氟鉑酸氧的化合物（O2PtF6），并從這個化合物中看到這樣一個事實：已經(jīng)達到8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的氧分子居然能失去一個電子的，形成陽離子。

而氧是很難失去電子的，它的第一電離能（即原子失去電子的困難程度）比氙的第一電離能還大些。那么，惰性元素氙是否也能形成陽離子呢？再說，六氟化鉑是一種強氧化劑，如果讓六氟鉑同氙作用，又會怎樣呢？

巴特列特仿照合成六氟鉑酸氧的條件和方法，在常溫下把六氟化鉑蒸氣和過量氙氣混合，結(jié)果得到六氟鉑酸氙的橙黃色固體。這是世界上第一個惰性氣體化合物。之后，氙的氟化物、氯化物、氧化物也相繼問世，現(xiàn)在，氟化氡、二氟化氬等惰性氣體化合物已有數(shù)年百種之多。

惰性氣體化合物的合成，給了科學(xué)家又一次啟示：科學(xué)是無止境的，今天的真理，明天很可能變成謬誤。只有勇于探索，才能永遠站在真理一邊。

溶洞的形成

聞名中外的桂林七星巖和蘆笛巖，杭州新景點瑤林仙境，以及各地各具特色石灰?guī)r溶洞中，石筍林立，鐘乳多姿，宛如神話世界。這絢麗多姿的奇景，都是大自然化學(xué)變化的杰作。

溶洞的形成，可以從一個簡單的實驗說起。用一根塑料管，插入一杯澄清的石灰水里，通過管子吹氣，不一會兒杯內(nèi)變得渾濁。但當你繼續(xù)吹氣時，溶液又是澄清了。原來，開始吹出的氣是二氧化炭，它同石灰水里的氫氧化鈣起化學(xué)變化，生成不溶于水的碳酸鈣，使澄清的石灰水變渾濁。這時再吹氣，呼出的二氧化碳又使碳酸鈣在水中變成可溶的碳酸氫鈣了。

這個實驗歷的化學(xué)變化，正是石灰?guī)r溶洞產(chǎn)生的原因。因為地下水中含有二氧化碳，這種水經(jīng)過地層，漸漸地溶解石灰石，生成碳酸氫鈣，溶解在水里，隨著地下水的不斷流失，最后就形成一個大的深洞，在這同時，含有二氧化碳的水，像雕刻家那樣，把巖洞雕刻成奇峰異石隨處可見。另外，當含有碳酸氫鈣的液滴從溶洞上滴下時，在適當?shù)臏囟认?，還會重新變成不溶的碳酸鈣。這樣的碳酸鈣在巖洞上懸掛起來，就形成鐘乳石；滴到巖洞下面向上長起來的，就成為石筍；當鐘乳石和石筍結(jié)成一體就成為“石柱”。

脾氣古怪的二氧化碳

二氧化碳有個怪脾氣，如果它在空氣中有濃度超過5％，就會刺激人的呼吸中樞神經(jīng)，使呼吸量增加兩倍，并且有不舒服的感覺。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，從工廠排放出來的二氧化碳越來越多。人有認為，大氣中二氧化碳增加，像厚厚的棉花胎覆蓋著地面，使地面不斷吸收太陽光，地上的熱又無法散發(fā)出去，地球就會像一座大溫室，可能給人類造成許多災(zāi)害。所以，二氧化碳常被人看作是“廢物”，甚至當作危險的“敵人”。

現(xiàn)在，科學(xué)家已證實，二氧化碳也可以對人類作出大貢獻。首先，二氧化碳是植物進行光合作用的原料。在光的作用下，二氧化碳加水可以轉(zhuǎn)換成碳水化合物和氧氣，因此，在廣闊的田野上施放二氧化碳就是理想的氣體肥料，這是當代生物工程中的一個重要內(nèi)容。同時，科學(xué)家正在研究人工合成葉綠體，一旦研究成功，水可通過它制造出氫和氧，再用氫把二氧化碳還原成甲醛（HCHO），最后將甲醛合成為糖類（HCHO）n。此外，二氧化碳通過光合作用，還能變成羧酸、油脂、氨基酸等，這樣，宇航員利用自己呼出的二氧化碳，加上一定量的水，就可以在太空生產(chǎn)糧食了。其次，給二氧化碳一些電子和能量，它會是“活潑”起來，能參加許多化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工廠品。例如，早在1913年，就有科學(xué)家用α射線照射二氧化碳和氫的混合氣，得到了甲醛。

科學(xué)家已經(jīng)為二氧化碳找到了新用途，“廢物”也可變成有用的東西。

化學(xué)王國的“孫悟空”

乙烯出生在石油裂化爐，這個裂化爐好像《西游記》里太上老君的煉丹爐，乙烯就像是從煉丹爐里逃出來的孫悟空，有七十二般變化，神通廣大。

生性活潑的乙烯，遇到其他化合物，很容易“搖身一變”成了新的“化身”。它與水結(jié)合，就會變成酒精；如果先同硫酸結(jié)合，再同水反應(yīng)，也可以變成酒精。工廠里如果用乙烯制造酒精，能節(jié)約大量的糧食。如果許多個乙烯手拉手地連接在一起，只要有一定的壓力和一些催化劑，就會聚合起來變成聚乙烯。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫氖称反?，就是一種聚乙烯薄膜。

用聚乙烯做的塑料管，不怕酸堿的腐蝕，又能任意彎曲，比用金屬管要方便得多。

聚乙烯是個大分子，在單個聚乙烯分子里，有2000多個碳原子。這個分子像是一條又長又窄的長線。聚乙烯液體經(jīng)過噴絲頭噴出，并且一邊冷卻，就成了聚乙烯纖維。乙烯和丙烯共同聚合，可以生成一種具有橡膠性質(zhì)的聚合物，叫做乙丙橡膠。乙烯得到銀的“幫助”，能在空氣中氧化成環(huán)氧乙烷，再加水反應(yīng)，變成乙二醇，它是制造“的確涼”的原料，也可制造防凍劑。

乙烯加上氯化氫，又“搖身一變”為鎮(zhèn)痛急救藥氯乙烷，如果進一步同鉛作用，生成的四乙鉛，是半個世紀來廣泛使用的汽油抗爆添加劑，但是由于鉛的毒害，無鉛汽油正在逐步頂替它的位置。乙烯也能變成氯乙烯，從而制成聚氯乙烯樹脂。它能做成各種塑料用品，或者做成聚氯乙烯纖維，再加工成具有保暖防病作用的內(nèi)衣。