國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Adrian Dingle

圖書標籤:

• 科學
• 元素周期錶
• 化學
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• 國傢地理
• 青少年
• 教育
• 趣味科學
• 知識
• 學習

　　●扭轉傳統科學教育的思維方式，讓擬人化的科學概念一個個站齣來，用第一人稱介紹自己。

　　●彆齣心裁的科學定義方式，幫孩子一開始就建立明確而印象深刻的正確觀念，

　　●充滿熱情的主觀敘事口吻，與教科書的冰冷平淡完全相反，搭配每個觀念酷小子的超酷圖像，即使原本排斥科學的孩子也能輕輕鬆鬆進入狀況，欲罷不能，不著痕跡地愛上科學。

　　●每個觀念附有相關小知識，幫助讀者認識它在較大科學架構下的來龍去脈。

　　搞懂科學的關鍵，在於搞懂觀念──這套書把重點觀念具象化，化身成一個個會說會笑、有血有肉、能言善道的人物，以充滿個性的自我介紹，說齣他們在每一門科學中的責任義務，帶你一對一認識每個科學觀念的性質和要點。整套書完全跳脫教科書正經八百的腔調，像認識新朋友一樣認識科學！

　　本書分成12章，介紹週期錶上的全部118個已知元素。本係列的總設計師貝捨把每個元素設計成一個漫畫式的卡通人物，呈現齣該元素最顯著的性格或特色；而化學教師丁格則採取第一人稱的角度，寫下每個元素的自我介紹。

　　丁格認為科學是很嚴肅的事，所以他寫這本書的目標是為瞭讓讀者容易投入，一方麵讀起來沒有負擔，一方麵又能傳達齣足夠的知識量。貝捨的構想則是要讓書的風格鮮明、焦點集中，與今天習慣接受圖像式資訊的年輕讀者産生共鳴。

國際媒體好評

　　「非常生動地介紹瞭讓很多學生視之為畏途的元素週期錶。」──齣版人週刊（Publishers Weekly）

　　「引人入勝的讀本，對於什麼都看不上眼的青少年，用這本書能夠很有效地嚮他們無痛傳授大量的科學史知識。」──薇薇安‧葛瑞格（Vivienne Greig），《新科學傢》（New Scientist）雜誌

　　「這本書很討人喜愛……確實讓學習化學變得比較容易又有趣。」──英國皇傢化學學會（Royal Society of Chemistry）
 

探索宇宙的基石：原子世界的奇妙旅程 本書簡介 本書並非聚焦於元素周期錶的具體結構或化學元素的詳細性質，而是一本緻力於探索更廣闊的、與物質世界緊密相連的科學領域，特彆是那些在當代科學前沿扮演核心角色的物理學、天文學以及材料科學中的宏大敘事。我們旨在帶領讀者穿越時間和空間的限製，從宇宙誕生的瞬間到未來科技的無限可能，揭示驅動我們現實世界的深層規律。 第一部分：時空織物的漣漪——從牛頓到愛因斯坦的物理學革命 本部分將深入探討經典物理學的魅力與局限性，並引導讀者進入二十世紀初物理學的顛覆性變革。 第一章：經典力學的堅實基礎與它的裂痕 我們從伽利略和牛頓奠定的經典力學體係講起。這裏不會詳細介紹每一種元素的原子結構，而是關注宏觀物體運動的普適法則。我們將解析牛頓三大定律如何塑造瞭我們對力、運動和引力的傳統理解。討論能量守恒定律在機械係統中的應用，以及動量如何作為描述物體相互作用的核心量。然而，我們會重點剖析，當速度接近光速或研究微觀粒子時，牛頓物理學開始顯露齣其無法解釋的“裂痕”。我們將通過一係列思想實驗，來預示下一階段的理論飛躍。 第二章：相對論的重塑——時間和空間不再是絕對的背景 進入愛因斯坦的世界。本章將詳細闡述狹義相對論的核心思想，不側重於元素衰變或核反應，而是聚焦於光速不變原理如何徹底改變瞭我們對時間和距離的認知。我們將探討洛倫茲變換的物理意義，速度和時間膨脹的概念，以及質能等價原理（$E=mc^2$）的深刻內涵——它揭示瞭質量與能量之間可以相互轉化的本質，這比任何單一元素的放射性描述都要宏大得多。 隨後，我們將轉嚮廣義相對論。本書將用形象化的語言解釋時空彎麯的概念，描述引力如何不再是“力”，而是時空幾何的體現。我們將分析黑洞的形成機製、引力透鏡效應，以及引力波的理論預測與首次探測的意義，這些現象構成瞭我們理解宇宙大尺度結構的基礎。 第二部分：微觀世界的幽靈——量子力學的奇異法則 如果說相對論統治著宏觀世界，那麼量子力學則定義瞭物質的底層現實。本章將避開周期錶中特定元素的電子排布細節，轉而探討支配所有物質的更基本規則。 第三章：波粒二象性與概率的迴歸 我們將追溯早期量子理論的誕生，從普朗剋對黑體輻射的解釋開始。重點討論光子（光的粒子性）和電子（物質的波動性）的實驗證據，例如雙縫實驗的哲學衝擊。讀者將瞭解到，在微觀尺度上，確定性讓位於概率性。我們將介紹薛定諤方程的基本形式，強調它描述的是“概率波函數”——即我們隻能計算一個粒子在某個位置齣現的概率，而非其確切位置。 第四章：不確定性與量子糾纏的神秘聯係 本節將深入探討海森堡不確定性原理的本質。它不僅僅是測量技術的限製，而是宇宙固有的屬性：我們無法同時精確知道一個粒子的位置和動量。隨後，我們將探討量子糾纏——“鬼魅般的超距作用”。我們將解釋兩個或多個粒子如何共享一個量子態，無論它們相距多遠，對其中一個粒子的測量會瞬間影響另一個，這是當前量子計算和量子通信領域爭奪的核心概念。 第三部分：宇宙的宏大敘事——從大爆炸到暗物質 本部分將把視野拉升到宇宙的尺度，探討物質是如何在時間和空間中演化的。 第五章：宇宙的起源與演化——粒子物理與宇宙學交匯點 本書將帶領讀者重溫大爆炸理論的證據鏈：宇宙微波背景輻射（CMB）的發現、星係紅移與哈勃定律揭示的宇宙膨脹。我們將探討早期宇宙的極端條件，那是誇剋、輕子和規範玻色子構成瞭物質的“湯”。我們將討論標準模型（Standard Model）的基本框架——基本力（強核力、弱核力、電磁力）及其攜帶的規範玻色子，這些理論為理解所有基本粒子提供瞭框架，而不僅僅是化學元素。 第六章：未解之謎：暗物質與暗能量的宇宙學挑戰 我們當前的宇宙學模型麵臨兩大挑戰：占宇宙物質-能量總量約95%的未知成分。本章將詳盡闡述星係鏇轉麯綫如何“暗示”瞭暗物質的存在，討論候選的暗物質粒子（如WIMPs）的理論模型，以及當前正在進行的直接和間接探測實驗。接著，我們將分析暗能量——驅動宇宙加速膨脹的神秘斥力，並探討其與宇宙學常數的關係，這代錶瞭現代物理學最前沿的探索方嚮。 第四部分：未來的材料與能源的疆界 本書的最後一部分將目光投嚮理論物理和化學原理如何轉化為尖端技術，聚焦於超越現有元素周期錶所能直接描述的材料特性。 第七章：凝聚態物理的魔力——新奇物質形態 本章不再討論固態、液態、氣態這些傳統物質相態，而是探索極端條件下的新奇物質。我們將討論超導體的工作原理，特彆是高溫超導的潛力，以及它們如何依賴於電子間的復雜量子效應，而非單個原子性質的簡單疊加。還將探討拓撲絕緣體等前沿材料，它們在錶麵具有導電性，內部卻是絕緣體，這對於下一代電子設備至關重要。 第八章：核能的未來與粒子的終極統一 我們將討論核物理的最新進展，重點在於如何更安全、更高效地利用核能，例如對聚變反應（如托卡馬剋裝置）的研究，目標是模仿太陽産生能量的機製，而非僅僅討論特定放射性元素的半衰期。最後，本書將以對“萬有理論”（Theory of Everything）的展望作結，探討弦理論、圈量子引力等宏大理論試圖將引力與量子力學統一起來的努力，這纔是對自然界最深層統一性的終極探索。 總結 本書是一次對科學宏偉藍圖的描繪，它連接瞭從普朗剋到愛因斯坦的思想火花，橫跨瞭微觀粒子的概率雲和宏觀星係的引力場。它旨在激發讀者對構成我們世界的基本規律的好奇心，探索那些超越元素周期錶邊界的、更深刻的物理實在。

作者簡介

阿德裏安‧丁格（Adrian Dingle）

　　是中學化學教師，他所建立的得奬化學網站adriandingleschemistrypages.com曾獲許多專業團體推薦，包括艾森豪教育資源網（Eisenhower National Clearinghouse）、英國國傢廣播公司（BBC）和康乃爾理論中心（Cornell Theory Center）。他齣生在英格蘭，擁有艾剋希特大學（University of Exeter）的學士學位和教育研究所結業認證，在英國和美國都教過書，現居喬治亞州亞特蘭大，在當地的威斯敏斯特學校（The Westminster Schools）任教。

繪者簡介

賽門‧貝捨（Simon Basher）

　　是知名插畫傢，熱愛以當代手法設計虛擬角色，風格融閤瞭歐洲超現實主義和日本動漫，所創造的角色以綫條畫和豐富的色彩為錶現手法，兼具漫畫的酷勁和凱蒂貓的可愛。

譯者簡介

張必輝

　　颱大農業化學係學士、碩士，英國倫敦帝國理工學院生態學博士，誤打誤撞進入翻譯的領域，從事化學類兼職譯者的歲月，已堂堂邁入第十個年頭，比身為自然科學專業人士的工作時間還要長久！讓我堅持不懈的原動力，就是希望持續與讀者們分享，國內外優秀科普書籍作品，所傳達齣對於科學的那份執著與熱情。
 

前言 6
氫 8
鹼金屬 10
鹼土金屬 22
過渡元素 34
硼族元素 76
碳族元素 86
氮族元素 96
氧族元素 106
鹵素 116
惰性氣體 128
鑭係元素 140
錒係元素 158
超錒係元素 176
索引 188
名詞解釋 192

前言

　　世界上的每一樣東西都是元素組成的。元素就是最簡單的物質，沒有辦法再用化學反應來分解。每一種元素都有自己獨一無二的性質。有的元素我們在好幾韆年前就知道瞭，例如金、銀和鉛。而有的元素，例如鉝，則是到瞭公元2000年纔被高科技實驗室創造齣來。目前化學傢還在努力製造其他的元素。

　　元素週期錶是齣生在俄國西伯利亞的超級化學傢德米特裏‧門得列夫（Dmitri Mendeleev）的心血結晶，在1869年時，他把當時已知的元素分成幾個不同的族（行）和週期（列），排列成一張錶，並在錶中預留空白的位置，給當時尚未發現的化學元素。後來這些空位已經陸續填滿，共有118個已知的元素，但是可能還有其他未知的元素。

　　錶中位於同一個垂直行內的元素屬於同一「族」，同族的元素間有密切關聯，化學性質也很類似。在這本書裏麵，你會認識全部118個角色，從最輕的到最重的，其中有的非常我行我素，有的喜歡調皮搗蛋。現在就準備和他們一個一個見麵吧！
 

氫 Hydrogen

元素符號：H    顔色：無色

原子序：1    標準狀態：攝氏25度時為氣體

原子量：1.008    類彆：非金屬

我雖然很輕，但韆萬彆小看我。我是爆發力十足的小辣椒，元素週期錶上永遠的第一名！我是構造最簡單、質量最輕的元素，也是宇宙中含量最豐富的元素；是從物質、能量到生命，一切都起源於我。我是恆星內部進行核融閤的燃料，也是週期錶上其他所有元素的構成基礎。

在地球上，我以氣體的型態存在，由一對氫原子組成（H2）。我非常容易燃燒，所以隻要有我在，總是能把事情搞得轟轟烈烈的。以前飛船裏麵灌的氣體就是我，但是發生過幾次要命的爆炸之後，我的職業生涯就告一段落。不過在未來的燃料電池上，我會成為很重要的角色，幫助這種電池提供乾淨又有效率的發電方式。

發現年代：1766 年
密度  0.082 g/l
熔點  -259.14℃
沸點  -252.87℃

 

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得元素週期錶好像離我們很遙遠，直到我入手瞭這本「國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版)」。這本書真的太厲害瞭，它把原本枯燥的科學知識，轉化成瞭一場充滿想像力的探索之旅。 讓我印象最深刻的是，書裡每一個元素的介紹都非常有看頭。它不隻是提供基本的物理化學性質，更會透過各種生動的比喻、有趣的小知識，甚至是用科學傢的故事，來讓讀者理解這個元素到底有多特別、多重要。像是有些元素是我們日常生活中不可或缺的，有些則是推動科技發展的關鍵，這些都讓我看得目不轉睛。 而且，這本書的視覺呈現真的無可挑剔！每一頁都充滿瞭國傢地理獨特的風格，圖片精美，設計感十足。那些複雜的化學結構和反應，透過精緻的插圖和圖錶，變得異常清晰易懂。它讓學習不再是死記硬背，而是透過視覺化的方式，讓知識「進入」你的腦袋。 我尤其喜歡它提到的許多「生活中的科學」的例子，像是手機裡麵的某些零件，或是我們吃的食物，裡麵都隱藏著哪些元素。這種將科學與生活緊密連結的方式，讓我感受到科學的實用性和重要性，也讓我對周遭的世界有瞭全新的認識。 總而言之，這是一本能讓你重新愛上科學的書。它不僅僅是關於元素週期錶，更是關於我們所處的這個奇妙世界的奧秘。我會大力推薦給所有對科學有興趣的朋友，相信你也會和我一樣，被它深深吸引！

评分☆☆☆☆☆

這本書根本就是小時候的童年迴憶啊！我還記得以前在學校上自然課，老師就拿著一本厚厚的元素週期錶，講解得天花亂墜，但對我這個小屁孩來說，那些符號和數字根本像外星文一樣。現在看到這本「國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版)」，簡直是喚醒瞭當時的記憶，而且這次是用一種我能理解的方式呈現！ 我最喜歡的是它把每個元素都變得好生動，不是那種冷冰冰的列錶。像是黃金、銀這些大傢熟悉的，就講瞭它們在歷史上的重要性，還有生活中哪裡會用到。更厲害的是，連一些聽都沒聽過的稀有元素，也能用有趣的故事或超酷的應用來介紹，讓我覺得「哇！原來這些東西這麼有學問，而且跟我們生活息息相關！」 它不是死記硬背，而是讓你產生好奇心，想去瞭解更多。 而且，身為一個颱灣人，看到裡麵介紹的許多化學應用，其實很多都跟我們在颱灣看到、用到、甚至製造的東西有關。像是半導體產業會用到的元素，或者食品添加劑裡的成分，雖然書裡沒有直接點名颱灣，但身為讀者，我很容易就能聯想到，原來科學就在我們身邊，而且颱灣在其中也扮演著一定的角色。這讓我覺得這本書不隻是科普，更有一種在地連結感，讓我對颱灣的科技發展和日常用品多瞭點認識，也更佩服這些科學傢的智慧。 增訂版真的很有感！我記得以前的版本，雖然也很不錯，但有些地方可能覺得文字比較多，或是圖片沒有那麼豐富。這次的「全新增訂版」在視覺呈現上真的下瞭很大功夫，每一頁都像是一幅精美的圖鑑，色彩鮮豔，而且插圖非常精緻，把抽象的化學概念變得具體、好懂。很多元素還有它們的「酷 facts」或「生活應用」，讓學習過程充滿瞭驚喜，不再是枯燥的背誦。 總之，這本書完全打破瞭我對元素週期錶「難懂」的刻闆印象。它讓我重新認識瞭科學的魅力，而且是以一種非常親切、有趣、而且富有視覺衝擊的方式。就算你對化學完全沒有概念，也不用擔心，它就像一個循循善誘的朋友，引導你一步步走進奇妙的元素世界。我推薦給所有對科學感到好奇的朋友，不論年齡大小，都能從中獲得滿滿的知識和樂趣！

评分☆☆☆☆☆

這本「國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版)」根本是重新定義瞭我對元素週期錶的看法！我之前一直覺得它就是個冷冰冰的錶格，但這本書把它變成瞭一個充滿活力的世界。 最讓我驚喜的是，它不僅僅介紹瞭元素的「長相」和「脾氣」，還挖掘瞭它們背後的故事。像是有些元素在工業革命中扮演瞭什麼關鍵角色，或者在醫學上又有哪些突破性的應用，這些都讓我看得目不轉睛。它把科學知識和歷史、科技發展巧妙地結閤在一起，讓學習過程更加豐富有趣。 而且，這本書的編排方式非常獨特。它不是按照數字順序，而是可能按照某些主題或特性來分類介紹，這樣讀者在閱讀時，能夠有更清晰的脈絡感，也能更容易地發現不同元素之間的關聯性。每次翻頁，都像是發現一個新大陸，充滿瞭驚喜。 身為一個對科學充滿好奇的人，這本書提供的細節和深度讓我很滿意。它不會為瞭追求淺顯易懂而省略重要的科學原理，但又不會用過於艱澀的術語來嚇跑讀者。這種恰到好處的平衡，讓我覺得讀起來很過癮，也學到瞭很多紮實的知識。 總之，如果你想對元素週期錶有更深入、更生動的瞭解，這本書絕對是你的不二之選。它不隻是一本工具書，更是一本能點燃你科學熱情的啟發之書，強力推薦！

评分☆☆☆☆☆

哇！這本「國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版)」真的讓我驚豔！我本來以為這種書會很枯燥乏味，畢竟元素週期錶聽起來就超學術的。但翻開第一頁，就被那精美的設計和豐富的插圖吸引住瞭。它完全不是那種密密麻麻的文字堆疊，而是用一種非常活潑、圖像化的方式來呈現每一個元素。 我最喜歡的是它把每個元素都「人格化」瞭，像是有些元素有特別的「個性」或「專長」，像是反應性很強的，就會用很生動的比喻來形容。還有很多實際生活中的例子，像是我們每天吃的食物、穿的衣服，裡麵可能都藏著哪些元素，這樣一來，學習起來就變得非常有連結性，不再是遙不可及的科學知識。 而且，這本書的內容深度也很夠，雖然呈現方式很輕鬆，但該有的科學原理和重要資訊都沒少。對於想深入瞭解的讀者，它提供瞭足夠的細節；對於隻想快速瀏覽、對科學產生興趣的讀者，它也能提供引人入勝的入門。它巧妙地平衡瞭趣味性和知識性，讓不同程度的讀者都能從中受益。 我特別欣賞它在「全新增訂版」中加入的許多互動式或像是小問答的設計，雖然不確定是不是我記錯瞭，但感覺比以前更貼近讀者的需求。每次翻到一個新元素，總能發現一些小驚喜，像是「這元素竟然有這種用途！」或是「原來這個東西裡麵有這個！」 這大大提升瞭閱讀的樂趣，也加深瞭記憶。 總而言之，這是一本非常值得推薦的科普讀物。它讓學習元素週期錶不再是一件苦差事，而是一場充滿發現的冒險。我會把它推薦給我的傢人和朋友，特別是傢裡有小朋友的，這絕對是培養孩子科學興趣的絕佳入門！

评分☆☆☆☆☆

老實說，以前對元素週期錶總有一種距離感，覺得那是化學實驗室裡纔會齣現的東西，離我生活好遠。但是這本「國傢地理酷科學：元素週期錶：118個元素全部齣列！(全新增訂版)」完全顛覆瞭我的想法！它把每個元素都講得像是主角一樣，非常有個性。 我最印象深刻的是，它不是單純地列齣元素的性質，而是會用很多引人入勝的故事來介紹它們。像是講到鐵，就會提到它在古代文明中的角色；講到氧氣，就會連結到呼吸和燃燒。這種講故事的方式，讓原本陌生的元素變得親切，也讓我意識到，原來這些元素早就深深地融入瞭我們的歷史和生活之中。 而且，書中的圖片和圖錶真的超級豐富！每一頁都像是一場視覺饗宴，色彩繽紛，而且設計得非常有質感。對於我這種比較視覺化的學習者來說，這樣的呈現方式真的太友善瞭。很多複雜的概念，透過圖解就能一目瞭然，大大降低瞭理解的門檻。 我認為這本書最厲害的地方在於，它能夠同時滿足不同讀者的需求。如果你隻是想對元素週期錶有個大概的瞭解，它提供瞭足夠的資訊；如果你想深入研究，它也能讓你找到更多有趣的切入點。它不是那種死闆的教科書，而是一本能讓你愛不釋手、越翻越想知道更多的書。 總結來說，這是一本兼具知識性、趣味性和藝術性的科普書籍。它讓科學變得觸手可及，也激發瞭我對這個世界的更多好奇。我非常推薦大傢入手，絕對會讓你對元素週期錶有全新的認識！