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賣火柴小女孩販售的「火柴」其實有毒?你所不知道的「磷」——《原子有話要說》

azothbooks_96
・2023/05/22 ・957字 ・閱讀時間約 1 分鐘

被誤認的「賢者之石」

與人體細胞、骨骼、生命活動密切相關的腺苷二磷酸(adenosine diphosphate,ADP)中的磷,是很重要的元素。磷的發現過程其實有點讓人不忍想像,古時候鍊金術師待人類尿液久置後腐臭,再加熱蒸餾提煉出磷,一開始磷被認為是為提煉黃金時所需的「賢者之石」。

圖/原子有話要說!元素週期表

我們在日常生活中使用到磷的是火柴,可是現今看到的火柴頂端的火藥裡並沒有磷,而是把磷移到火柴盒的摩擦面了。原理是摩擦火柴棒,讓火柴盒產生火花,藉此點燃火柴棒頂端的火藥,進而產生火光。

磷有很多同伴,組成成分明明只有磷,但外觀和特性卻截然不同,有紫磷、白磷、黑磷、赤磷、紅磷,或是白磷表面覆蓋紅磷的黃磷等。火柴盒上使用的是紅磷,而在西部電影中等常出現,隨時隨地都可以點燃的火柴則是黃磷。

圖/原子有話要說!元素週期表

小女孩賣的火柴裡也有磷

安徒生童話「賣火柴的小女孩」誕生於十九世紀中葉,當時火柴剛問世不久,跟現代的火柴截然不同。小女孩賣的火柴是黃磷火柴,火柴棒較長,造價也高,通常是論根賣的。黃磷或白磷是一種具有劇毒的化學品,由於工廠屢屢傳出磷中毒的事件,現在已經禁止使用。

【常溫狀態】固體 【原子量】30.973762

【熔點】44.15˚C 【沸點】280.5˚C

【密度】1.82 g/cm3

【發現】1669 年,德國煉金術師布蘭德(Henning Brand )

【語源】希臘文 phosphoros,意思是帶來光明的。

——本文摘自《原子有話要說!元素週期表》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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azothbooks_96
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漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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肥料、炸藥和香蕉裡都有它!對人體超級重要的「鉀」——《原子有話要說》
azothbooks_96
・2023/05/25 ・1052字 ・閱讀時間約 2 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

植物灰燼中含有鉀,自古以來一直為人們所利用,因此草木灰燼就成了鉀的命名來源。鉀也是製造肥皂、玻璃、火藥等的原料。

可是,鉀遇到水會產生激烈的反應,具有容易產生化學反應的另一面。

維持神經及肌肉活性 人體中重要的微量營養素

再者,鉀也是人體每日所需的營養素之一,是維持神經及肌肉活性不可或缺的重要物質。當腎臟功能降低的時候,會造成體內的鉀囤積過量,恐導致身體產生機能障礙。但是一旦鉀不足,有時也會造成肌耐力低下或疲勞,出現高血壓等症狀,嚴重時可能連身體都法動彈。由於偏食或飲酒過量也是導致鉀離子不足的原因之一,單身的年輕男性要特別小心。

缺乏鉀離子的人要補充鉀,最簡單的方法就是吃幾根香蕉。香蕉除了含維他命和食物纖維之外,還有豐富的鉀離子,好處是攝取方式十分方便,即使香蕉加熱,營養也不會流失。

圖/原子有話要說!元素週期表
圖/原子有話要說!元素週期表

化學性質活潑 容易發生化學反應

鉀對人體來說是不可或缺的礦物質,對植物也十分重要,因為鉀和氮、磷為肥料的三大要素。可是,鉀與鈉一樣,必須保存在石油之中(編按:鉀碰到水會爆炸)。

也可當做火藥使用(編按:因為鉀的化學性質非常活潑,容易和其他化學物質產生激烈的反應,有爆炸性且易燃),可做為火柴、煙火或是炸彈的材料。此外,氰化鉀雖然含有劇毒而小有名氣,但是也能用於金屬電鍍,在工業領域是很重要的物質。

【常溫狀態】固體 

【原子量】39.0983

【熔點】63.38˚C

【沸點】759˚C

【密度】0.89 g/cm3

【發現】1807 年,英國化學家戴維

【語源】阿拉伯文 al-quali,意思是草木灰燼,也是鹼的語源。英文名稱的語源也是草鹼(potash)。

——本文摘自《原子有話要說!元素週期表》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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躺平沒關係,不工作才有用!平常看起來都在放空的「氬」——《原子有話要說》
azothbooks_96
・2023/05/23 ・951字 ・閱讀時間約 1 分鐘

不活潑的「氬」

氬和氦、氖一樣,不容易和其他物質產生化學反應,在元素之中,被稱為稀有氣體。老是發呆,似乎沒什麼優點。

可是,氬常被注入水銀燈、日光燈和燈泡內。氬可以提高日光燈燈光的穩定性,防止白熾燈的燈絲氧化。而且,因為和氖氣味相投,有時氬會摻入霓虹廣告看板內,負責發出藍色和綠色的霓虹燈光。

圖/原子有話要說!元素週期表

雖然氬身為稀有氣體之一,可是其實並沒有那麼罕見。氬在空氣中約占百分之零點九,以極為懸殊的差距僅次於氮和氧,是大氣中第三多的氣體。也因為氬可以用相對較便宜的價格取得,因此受到廣泛的運用。

發現氬的科學家們為氬取了一個不太值得驕傲的名字「不活潑的物質」,然而,其「不活潑」的特性正是它的功能所在。

圖/原子有話要說!元素週期表

醫療雷射的用途

氬可以做為手術用的雷射刀,由於肉眼能看見光,所以十分方便好用,也可以透過光纖,甚至在水中使用也沒有問題,氬又有止血作用,深受醫療界重用。此外,牙科醫生有時也會用氬做牙齒美白。氬的特質是不需太高溫就能得到強光。在牙齒表面塗上藥劑再以雷射照射,牙齒馬上煥然一新。令人遺憾的是,牙齒美白的療程並沒有健保給付。

【常溫狀態】氣體  【原子量】39.948

【熔點】-189.35˚C 【 沸點】-185.85˚C

【密度】0.00017837 g/cm3

【發現】1894 年,英國化學家藍塞

【語源】希臘文 Argon,意思是不工作的。

——本文摘自《原子有話要說!元素週期表》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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azothbooks_96
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醞釀兩千年才誕生的「原子論」,源頭竟然是古希臘哲學?——《奇怪的生物知識增加了》
聚光文創_96
・2021/10/08 ・2059字 ・閱讀時間約 4 分鐘

  • 作者/蘇仁福、曾明騰
  • 繪者/Oliver Wei、卡斯威爾

此原子非彼原子

俗話說:「眼見為憑」,除了民間習俗或是崇拜超自然的宗教信仰以外,面對於無法親眼所見的事物,人們普遍抱持著懷疑與不信任的態度,過去的科學研究也是如此。

前面兩章的故事告訴我們,早期的科學,就是專注於眼前看得到、摸得到的明確對象。隨著科學技術的進步,時至今日,科學家們卻是反其道而行,投身於肉眼看不見的微觀世界中,發掘其中的蛛絲馬跡。

「原子」(atom),是組成物質的最小單位。

舉凡我們身上穿的衣服、呼吸的空氣,甚至是代步的交通工具,這一切的一切,都是由「原子」——這是在我們生活中看不見、摸不著卻又確實存在的東西——所構成。

若是你認為書寫所使用的「原子筆」(ballpoint pen)跟這裡的「原子」是一樣的話,那可就是「張飛打岳飛,打得滿天飛」啦!

萬物起源

原子的概念,是距今兩千四百年前左右,由希臘哲學家德謨克利特(Democritus)所提出。

德謨克利特認為,宇宙中有無限多個質點,它們無法被進一步分解或是破壞。萬事萬物,都是由一大堆(究竟有多少他也不知道)、非常微小(小到多小他也莫宰羊)的質點所組成。

他將這些質點稱為「原子」,或者又叫「不可分割的東西」。他認為,正是因為這些原子的大小不一,形狀也不盡相同,造成世間萬物的存在型態、顏色、味道等種種不同。

或許在德謨克利特的眼中,我們這些麻瓜口中的物質與空間,根本就是原子和虛空。

圖/聚光文創提供

同樣的哲學時代,另一位希臘哲學家恩培多克利(Empedocles),則依據當時人們對化學較為粗淺的認知,提出了自己的原子理論。

恩培多克利認為,物質是由「火、氣、水、土」這四大元素所組成。這四大元素會依據不同的成分與比例混合,構成這個大千世界裡的萬事萬物。

圖/聚光文創提供

用現代的眼光來看,這些與原子相關的學說或理論,根本可以算是神作——這艱澀難懂的程度,恐怕也只有神才能夠通盤理解了——更別提,當代人受教育的比例不高,不夠通俗易懂的話,還真沒有多少人能夠消化。

正因為如此,原子論被古代哲學家棄置一旁。在之後,歐洲陷入了一段宗教狂熱的黑暗時期,一直到十九世紀,科學研究才再次登上世界的大舞臺。

曼徹斯特的驕傲

由於太過微小,可想而知,原子並非顯而易見的存在。

一七九三年,英國科學家道耳吞(John Dalton)搬到曼徹斯特,成為曼徹斯特新學院的數學和自然科學教師,揭開了原子研究的序幕。

出生於貧窮家庭的他,不僅對數學與自然科學天賦極高,還具備著科學家最重要的特質:好奇心。這個特質在他的生活中處處顯現,身為一個色盲患者,他甚至好奇的研究自己的視覺缺陷,因此成為第一個發表色盲研究論文的科學家。

圖/聚光文創提供

除了自己的疾病,道耳吞也熱愛氣象研究。終其一生,他都在進行長期的氣象觀測,直到他登出人生 online,持續了整整五十七年。

有人認為,正是這持續終身的氣象研究,讓道耳吞對大氣的成分產生了興趣。他那著名的原子論,也是在研究氣體的過程中逐漸成形。

在此之前,化學家已經發現,並且證實了許多定律,例如著名的「波以耳定律」、「質量守恆定律」、「定比定律」 等等。

這些定律,為早期的化學界逐漸建立化學元素的概念,卻依然缺乏一個完整的理論來整合說明。

一八〇三年九月六日,是道耳吞的三十七歲生日,他並沒有舉行宴會慶生,而是寫下了原子學說的基本假設。

圖/聚光文創提供

道耳吞的原子基本假設,是簡明扼要的三項原則:

  1. 原子是物質的最小單位,每種元素(element),都是由一種具有特定質量的原子所組成。
  2. 當兩種元素反應,生成不同的化合物時,其中一元素與另一種元素的質量,會構成簡單的整數比。
  3. 在化學反應過程中,不會產生新的原子,也不會有原子消失(或是變成其他原子)。
圖/聚光文創提供

一八〇八年,道耳吞出版了《化學哲學的新體系》(A New System of Chemical Philosophy)一書。在書中,道耳吞詳細的闡述了他的原子論,並且以獨特的符號,向人們展示他的原子。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。