分子有多大
湿的衣服，晒一会儿就干了。这是水蒸发了。衣橱里放着的“樟脑丸”(实际上是一种叫做萘(nai)的物质，分子式为 CH，隔一定时间，就不翼而飞了可衣橱里仍充满着萘的气味。打开一瓶香水，过一会儿，整间屋子里都能闻到香味……这些变化说明什么呢?人类经过长期的实践与思考，得出这样的结论:物质都可以分成肉眼看不见的微小粒子—它们保持着原物质的化学性质,这些微粒叫做分子。
分子的体积很小很小。平时我们在形容细微的东西时，总爱说:“象灰尘那样渺小”。微尘的直径约为0.03毫米，的确很小。可是,如果将一万个水分子一个挨一个地排成长队，它的长度还没有一颗微尘的直径大。一百万个水分子紧挨着排成一列横队，可以并排穿过绣花针的针孔。每个水分子的直径大约是2埃。1埃=10^-10米,也就是0.0000000001米。
正由于分子的身子非常小，因此一丁点儿的物质所包含的分子就非常多。仍拿水为例，假如有人问你:“一个人每口吞下一亿个水分子,每秒钟吃一口,需要多久才能把一滴水中的水分子全部吞到肚子里?”你不妨先想象一下，看你想的答案是多少。说出来恐怕要吓你一跳，原来,按照上面所说的喝水速度,喝完一滴水,竟需要五十万年!这是确实的。因为一滴水中大约有十五万亿亿(1.5×10^21)个水分子，你只要细细地算一算,就可以算出这个答案了。
有人还这样估算过:如果将一杯水中的水分子都作上标记,然后将这杯水与地球上所有江、湖、海洋的水混和起来,搅拌均匀;这时你再任意从河、海中盛起一杯水，这杯水中含有的作过“标记”的水分子竟然多达二千个!
不过,你也别瞧不起分子的个子小,如果将一滴水的所有分子都手拉手地排成长队，这队伍从头到尾的长度恐怕又要吓你一跳!现在让我们一起来算一下:
一滴水分子队伍的长度
=一滴水分子的个数x每个水分子的直径=1.5×10^21x2x10^-10=3×10^11(米)将单位“米”化成“公里”,就是3×10^8公里,也即三亿公里。多么惊人的数字!大家知道，从地球到太阳的距离是一亿五千万公里。这样看来,一滴水的分子排成长队，竟可以从地球排到太阳,再从太阳排回来到地球!不通过科学的计算，说出来恐怕谁也不会相信。
物质的分子有大有小。氢分子是分子世界中最小的分子，它的分子量只有2。有些分子如蛋白质，它的分子量可高达几百万，算得上是分子世界的巨人。人们一般把分子量超过1000的叫做高分子化合物。
分子世界中的赛跑冠军
物质的分子都在不停顿地运动着。这是大家都知道的。那末,在分子世界中,谁跑得最快呢?
跑得最快的是气体分子。而在气体分子中，又以分子量最轻的氢气分子跑得最快。它是名副其实的分子世界中的赛跑冠军。在00时,氢气分子每秒钟可跑1700米，相当于每小时跑6120公里。这个速度比最快的喷气式飞机还要快，如果无阻挡的话，氢气分子只需6.5小时就能绕地球一周。其他分子量较重的气体分子要跑得慢一些,例如氧气分子,每小时跑1550公里。
你可能会这样想:12级台风的风速是每秒40米,气体分子跑得这样快，那是多么可怕的狂风啊!会不会把地球上的一切东西都刮走呢?你别担心，这些气体分子可没有那么产心;它们不是朝同一方向跑，而是乱七八糟地无次序地奔跑，所以我们并不会遇到那样的狂风。会动脑筋的小读者可能还会间:既然气体分子跑得这样快，为什么桌上打开的香水气味不是一下子就能闻到的呢?这问题提得好!根据一般气体分子每秒钟运动几百米的速度，气体分子跑几米路只需百分之一秒或几十分之一秒就够了但事实上,大量气体分子在作无次序的运动时,分子与分子间会发生无数次的碰撞,使分子的运动方向一直在改变之中。对于一个氢分子来说，它每秒钟要与其他分子碰撞一千四百亿次(这里所讨论的情况都是在常温常压下);在1立方厘米的氢气中，每秒钟内氢气分子共要碰撞十九万亿亿亿(1.9×10^29)次。这样频繁的碰撞使气体分子无法一直朝前跑，而只能是曲折的前进,扩散的速度就大大减慢了。
1+2キ3
“1+2=3”，这是小孩子都知道的简单的数学题，它当然是正确的。可是在化学里研究气体反应的体积变化时，这个式子却往往不适用了。请看下面的例子:如果温度和压强都保持不变，将2体积的氢气与1体积的氧气混和在一起，那末混和后的气体总体积为3体积,也即“1+2=3”。
如果将混和气点燃，就会发生爆炸，生成的产物是水蒸气。此时,再将水蒸气的温度和压强回复到原先的情况,那末水蒸气的体积为2。你看,这不就成了“2+1=2”了吗!的确，气体反应前后的体积变化是不能用简单的加法进行计算的，它的规律是:“参加反应的气体以及反应后生成的气体的体积,互为简单的整数比。”
这个规律是法国科学家盖·吕萨克，在一八〇五年到一八〇八年从事测定气体反应的体积变化时首先发现的。他的这一发现,引起了化学家们普遍的注意。当时,大家都想揭露其中的奥秘,各种假说纷纭而起。
一八一一年,意大利化学家阿伏伽德罗提出,物质一般是由分子构成的,分子则是由原子构成;在相同的条件下，同体积的气体中含有相同数目的分子。阿伏德罗很成功地解释了气体反应的体积变化规律。例如，根据阿伏伽德罗提出的见解,氢气与氧气反应的体积变化应该这样解释:氢气的体积与氧气的体积之比是2:1,也就是氢气与氧气的分子数为2:1.每个氢气分子由两个氢原子构成;同样,每个氧气分子也由两个氧原子构成。它们的反应可用下图表示:
2H2 + O2 = 2H2O
两个水分子一个氧分子两个氢分子
用化学方程式表示就是:
2H2 + O2 = 2H2O
由上可见，阿伏伽德罗特别着重把分子与原子的概念加以区别，他的解释是令人满意的，在今天看来也是显而易见的。但在当时,却遭到化学界的竭力反对与极端漠视,原因是他的解释与当时的化学权威贝齐里乌斯的观点不一致。直到一八六〇年，这个几乎被人遗忘了的假说被康尼柴罗重新提出,并作了十分有说服力的说明,这才获得普遍的承认。
从此，化学家们运用阿伏伽德罗的理论开始精确地测定各种元素的原子量，开创了从量的变化上精确研究化学的新阶段,为门捷列夫发现元素周期律打下了基础。
遗憾的是，阿伏伽德罗并没有活到他的理论被公认的那一天。人们为了纪念这位伟大的科学家，将与0.012千克碳所含的原子数,命名为“阿伏伽德罗常数”,它的数值为6.02×10^23。运用阿伏伽德罗常数，我们可以计算出每个分子或原子有多少重，一滴水中有多少个水分子等这些有趣的问题的答案。
你如果有兴趣,也可以试算一下每个碳原子有多少克重。
“斩妖术”的花招
神汉、巫婆借迷信进行造谣、诈骗财物活动的，处二年以下有期徒刑、拘役或者管制;情节严重的，处二年以上七年以下有期徒刑。–《中华人民共和国刑法>第一百六十五条
神汉、巫婆都是旧社会的产物。他们所玩弄的鬼花样很多,有一种所谓的斩妖术,曾经迷惑了不少人。
当谁家有人生病的时候,他们便会装模作样地说,这是妖鬼在作祟。等你相信了他们的胡说,并请他们来驱除以后，他们就会穿起五颜六色的怪服装，摆设起“神桌”……只见他们用稻草扎了一个草人，并在草人身上糊上黄裱纸;随后口里念念有词,装出神仙已附在自己身上的样子,拿起放在“神桌”上的“宝剑”，在“仙水”里沾一下，向草人刺去……随着“嗞”的一声，在“宝剑”刺入草人的部位，立即显现出鲜红的血痕……
这完全是一种骗人的花招。
原来,这“宝剑”上所沾的水,不是普通的水，而是一种纯碱(Na2CO3。)的溶液;草人身上糊着的黄裱纸，也不是普通的纸，而是用一种从姜黄根中提取出来的天然染料染过的纸。当碱溶液碰到姜黄时，黄色即变成了红褐色，很象斑斑的血痕。这就是神汉或巫婆所使用的“斩妖术”的全部秘密。
说来很有趣,这种“斩妖术”的原理,却是化学上常用的一种鉴别物质某些性质的方法。象姜黄这类物质，能以本身颜色的变化来指示溶液的某些性质的，化学上叫做指示剂。
指示剂的种类很多,姜黄是一种酸减指示剂。除姜黄外，酚酞、石蕊、甲基橙、甲基红等也都是酸碱指示剂。酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，也有的是两性物质。当溶液的酸碱性发生变化时,指示剂的结构相应地发生变化，这就引起了颜色的改变。
例如,实验室里常用的石蕊指示剂，它是从多种地衣类植物提取出来的蓝色色素。石蕊中含有石蕊精(C7H7O4N)，它是一种弱的有机酸,在水溶液中会发生电离,产生蓝色的酸根离子:
在中性溶液里，红色的石蕊精分子和蓝色的酸根离子同时存在,所以溶液显紫色;在酸性溶液里，大量的氢离子和酸根离子结合,形成红色的石蕊精分子,溶液显红色;在碱性溶液里,酸根离子多于石蕊精分子,溶液是蓝色。
实验室里常用的另一种酸碱指示剂—酚酞，也是一种弱的有机酸。它在碱性溶液中呈红色;在酸性溶液中无色。
在工农业生产和科学研究中，人们经常需要了解和控制溶液的酸性或碱性程度，这就要用到各种指示剂。为了使用方便起见,人们常把纸条在指示剂中浸渍后,晾干备用。这种纸条叫做试纸。
你自己也可以很方便地做一做指示剂的实验:取四个红皮白心的萝卜，洗于净后，将红皮削下来，放入容量为250毫升的烧杯中，加入蒸馏水(或近乎中性的清水，以淹没萝卜皮为宜)，煮二十分钟。当萝卜皮由鲜红转为紫色时，再煮五分钟,进行过滤。最后将滤液稍加浓缩,就成为萝卜皮酸碱指示剂了。
这种指示剂在酸性溶液中显红色;在弱碱性溶波中显绿色;在强碱性溶液中显黄色。它色彩鲜艳，变化敏锐，是一种相当灵敏的酸碱指示剂。
花色的秘密
你一定见过清晨开放的牵牛花吧?牵牛花又叫喇叭花。它的颜色有蓝的、紫的、红的,真是变幻多端。
在牵牛花盛开的季节里，你可以做个有趣的化学实验。先准备好两碗清水:在一碗清水中滴些食用的醋(它的分子组成是CH3COOH);在另一碗中溶解一些家用的石碱(石碱又叫纯碱，化学名称是碳酸钠Na2CO3)。然后,你摘取一朵红色的喇叭花,把它浸到溶有石碱的溶液中,嘿,红色的喇叭花变成了蓝色的喇叭花。再把这蓝色的喇叭花拿出来,用清水洗一下,浸到放有醋的溶液中,咦,它又变成了红色的喇叭花了。为什么喇叭花的颜色会变来变去的呢?这得从花为什么会显现出五彩缤纷的色彩谈起。有人曾调查分析了四千余种花的颜色，发现在这数以千计的花色中，最主要的颜色pi不过是红、橙、黄、绿、蓝、紫和白等儿种色彩。其中大多数花的颜色是在红紫、蓝之间变化着。另外的一部分花色是在黄、橙、红之间变化着。
这样看来,数千种花,并不是含有数千种不同的物质，才使它们显现不同的颜色，而是含有一些基本相同的物质。进一步的研究表明,植物的花中都含有一种物质,叫花青素。花青素是有机物苯(běn)(C6H6)和苯吡(bi)喃形成的复杂的化合物。它的颜色会随着周围条件的变化,而相应地发生变化。当花的细胞液呈碱性时,花青素使花显蓝色;呈中性时，花显紫色;呈酸性时,花显红色。这也就是上述喇叭花变色实验的原理。不同品种的植物，生长在不同的环境中，在不同的条件下,花的细胞液酸碱度都会发生变化，从而花也就显现出了万紫千红、变化无穷的色彩。
如果花中不含有色素，则呈白色。白菊花在萎谢之前稍呈红色,表明这时花中有微量的花青素产生。添色木芙蓉,清晨开放白花,中午微染淡红，下午红得愈加鲜艳。一日三变,愈变愈美,也是这个道理。
还有些花色总是在黄、橙、红之间变换，那是植物中的胡萝卜素在施展本领。胡萝卜素是由于人们在一八三一年第一次从胡萝卜里提取出来而得名的。纯的胡萝卜素是红色的、美丽的晶体。其实胡萝卜素是一种常见的色素，杏子及花朵中都含有它,甚至动物的乳及脂肪里也含有这种色素,只不过它在胡萝卜中含量较多而已。
不过,到目前为止,人们对于花色的奥秘还没有完全搞清楚,还有待于进一步去研究、揭露。
浓与稀
大家都知道，将一片糖精片溶化在一杯冷开水里，尝起来味道很甜。一斤糖精可以抵得上五百斤白糖那样的甜。但要是把一片糖精片象糖似地含在嘴里，感觉到的却并不是更甜,而是发苦。同样是糖精，尝的方法不同，一甜一苦绝然不同。看来似乎很怪，可是这类奇怪的事情，在化学中还可举出不少。
升汞(即氯化汞，分子式是HgCl2)，是一种剧毒的物质。人误服一斤升汞的五千分之一(即0.1克)，就会丧失生命。但外科大夫却用它来“以毒攻毒”。将一克升汞溶解在一千克水中(即1%的浓度)，可当作消毒剂，用来给体温表及皮管进行消毒。
稀薄的硫化氢(H2S)气体，以其特有的臭鸡蛋气味而“臭名远扬”。不过,因为硫化氢有毒,其臭味虽然刺鼻,却能使人提高警惕。较浓的硫化氢气味会使人的嗅神经麻痹,“浓而不觉其臭”,闻不出它的臭味。可是这样一来，人却可能会在不知不觉之中发生中毒。
最有趣的是，大粪因为其中含有较多的一种名叫吲哚(yinduǒ)的有机物(C8H7N)而使人感到臭不可闻。但是，你一定想不到,香料厂却用很稀的吲哚来配制茉莉型香精。
各种物质因浓度不同而显出不同其至截然相反的性质这是化学中经常研究的有趣的课题。
硫酸(H2S04,)是化学中最出名的一种酸。而浓硫酸与稀硫酸的性格却迥(jiǒng)然不同。盛放浓硫酸的瓶子，如果忘了盖紧，瓶中的“硫酸”会变得越来越多。这是因为浓硫酸具有从空气中吸收水蒸气的本领–吸水性，所以硫酸溶液的体积越来越大，当然瓶中的硫酸也变得越来越稀了。正因为浓硫酸具有这种高超的本领，所以在化学中常被用作吸水的干燥剂。稀硫酸就不具有这种性质。
你见到过“火焰在纸上写字”的化学魔术吗?表演者将一张空白无字的纸张放在酒精灯火焰上方来回移动,一会儿,纸上真的显示出了黑色的字迹。
原来,表演者预先在纸上用稀硫酸写好字样,让其晾一会儿，这时纸上什么痕迹都看不出来。当将这张纸放在火焰上方小心地烘烤时，水分很快蒸发，纸上的稀硫酸变成了浓硫酸。纸张的材料是由含碳、氢、氧三种元素的纤维素[(C6H10O5N)n]组成的。浓硫酸会把纤维素中的氢元素及氧元素以水(H2O)的比例夺取出来，从而使纤维素这种碳水化合物遭到破坏,只留下碳,于是白纸上就留下了黑字。这是只有浓硫酸所具有的另一个独特性质–脱水性。
因此，我们在使用硫酸时应该小心谨慎。硫酸溅到皮肤及衣服上时,要立即用大量的水冲洗,然后再擦些稀的小苏打溶液。否则浓硫酸会毫不客气地进行“脱水”,使皮肤“烧伤”将衣服“烧”个洞。
把铁片投入稀硫酸中,会不断地冒出气泡来,这是发生了化学反应;
Fe+H2S04(稀)=FeS04,+H2
在反应中，铁片被腐蚀掉了。可是浓硫酸的脾气在这一点上又与稀硫酸不同。浓硫酸遇上铁，先使铁器表面生成一件紧密而又牢固的保护衣，这层氧化铁的盔甲保护铁不再被硫酸所腐蚀。这种现象叫“钝化”。多亏浓硫酸具有这奇怪的本领,工厂才可以不伤透脑筋地寻找其他的防腐蚀的材料，而用普通的铁槽车来盛放及运输浓硫酸。