化學與社會

化學與社會

《化學與社會》譯自麥格勞希爾出版的“Chemistry in Context：Applying Chemistry to Society”第八版，原著由美國化學會組織編寫，參加編寫者均為美國化學界活躍的化學教育家。

本書集趣味性與知識性為一體，圍繞當今社會熱點問題和人們普遍關注的話題，討論了其中的化學基本知識及化學所發揮的作用。對環境問題，如空氣污染、全球變暖、水資源、酸雨、能源等問題，提出了形成的根源及化學解決途徑；對於目前大家都關注的能源問題，介紹了新能源，如核能、氫能、太陽能、電池等；對於與我們日常生活密切相關的問題，如塑料、藥物、食物、營養、基因等，介紹了一些基礎化學知識，讓讀者能更好地了解並對其潛在性和危險性做出合理的評判。

第0章　化學，為了未來可持續發展 1

0.1　我們今天的選擇 3

0.2　為了我們的未來所需要的可持續實踐 4

0.3　三重底線 6

0.4　從搖籃到哪裡？ 8

0.5　你的生態足跡 9

0.6　我們作為公民和化學家的責任 11

0.7　回到藍色彈珠 13

習題 13

第1章　我們呼吸的空氣 17

1.1　呼吸中有什麼？ 19

1.2　呼吸中還有什麼？ 22

1.3　空氣污染與風險評估 25

1.4　空氣質量與你 27

1.5　我們生活的地方：對流層 30

1.6　物質分類：純物質、元素和化合物 32

1.7　原子和分子 34

1.8　命名與化學式：化學的辭彙 36

1.9　化學變化：氧在燃燒中的作用 38

1.10　火與燃料：空氣質量與烴類燃料 41

1.11　空氣污染：直接來源 44

1.12　臭氧：次級污染物 48

1.13　室內空氣質量的情況 51

1.14　回到呼吸——在分子水平上 55

結束語 59

本章概要 59

習題 60

第2章　保護臭氧層 67

2.1　臭氧：是什麼和在哪裡？ 68

2.2　原子結構和周期律 71

2.3　分子與模型 75

2.4　光波 79

2.5　輻射與物質 81

2.6　氧/臭氧屏障 83

2.7　紫外輻射的生物影響 85

2.8　平流層臭氧破壞——全球觀測和起因 89

2.9　氯氟烴：性質、用途以及與臭氧的相互作用 92

2.10　南極臭氧洞：靠近觀察 97

2.11　對全球關注的響應 98

2.12　CFCs和哈龍的替代 101

2.13　替代物的替代物 103

結束語 106

本章概要 106

習題 107

第3章　全球氣候變化中的化學 113

3.1　在溫室中: 地球能量平衡 115

3.2　收集證據：時間的證詞 118

3.3　分子的形狀是如何構建的 123

3.4　分子的振動和溫室效應 128

3.5　碳循環 131

3.6　定量化概念: 質量 133

3.7　定量概念：分子和摩爾 135

3.8　甲烷和其他溫室氣體 138

3.9　地球會變得多暖？ 141

3.10　氣候變化的後果 146

3.11　對於氣候變化，我們能夠或應該做些

什麼？ 150

結束語 155

本章概要 156

習題 156

第4章　燃燒產生的能量 161

4.1　化石燃料和電 162

4.2　能量轉換效率 165

4.3　煤化學 169

4.4　石油和天然氣 174

4.5　測量能量變化 179

4.6　分子層級上的能量變化 183

4.7　汽油化學 186

4.8　老燃料新用途 190

4.9　生物燃料Ⅰ——乙醇 191

4.10　生物燃料Ⅱ——生物柴油 196

4.11　生物燃料和前進之路 200

結束語 204

本章概要 205

習題 206

第5章　生命之水 213

5.1　水的獨特性質 215

5.2　氫鍵的角色 217

5.3　供我們飲和用的水 220

5.4　水的問題 223

5.5　水溶液 228

5.6　對溶劑的近距離觀察 231

5.7　離子化合物的命名及其規則 234

5.8　海洋——匯入許多離子的水溶液 237

5.9　共價化合物及其溶液 239

5.10　保護飲用水：聯邦立法 243

5.11　水處理 246

5.12　有關水的全球挑戰方案 249

結束語 254

本章概要 254

習題 255

第6章　消除酸雨及海洋酸化的威脅 261

6.1　什麼是酸？ 263

6.2　什麼是鹼？ 265

6.3　中和：鹼具有抗酸性 266

6.4　pH簡介 268

6.5　海洋酸化 270

6.6　雨水pH測量的挑戰 272

6.7　二氧化硫與煤燃燒 277

6.8　氮氧化物與汽油燃燒 279

6.9　氮循環 281

6.10　SO2和NOx——它們是怎樣疊加在一起的？ 285

6.11　酸沉降及其影響 287

6.12　酸沉降、陰霾和人類健康 291

6.13　給湖泊和溪流帶來的損害 294

結束語 296

本章概要 297

習題 297

第7章　核裂變之火 303

7.1　世界的核電 305

7.2　裂變怎樣產生能量？ 308

7.3　核反應堆怎樣產生電能？ 313

7.4　什麼是放射性？ 316

7.5　以史為鑒走向未來 319

7.6　核輻射與你 323

7.7　與武器的關係 330

7.8　核的壽命：半衰期 334

7.9　核廢料：今天和明天 337

7.10　核電的風險與收益 341

7.11　核電的未來 344

結束語 346

本章概要 346

習題 347

第8章　電子轉移釋能 353

8.1　電池、伽伐尼電池和電子 355

8.2　其他常用的伽伐尼電池 359

8.3　電池組分：搖籃到搖籃 362

8.4　混合動力車 365

8.5　燃料電池基礎 367

8.6　氫燃料電池電動車 371

8.7　光伏電池基礎 376

8.8　來自可再生(可持續發展的)能源的電力 382

結束語 385

本章概要 386

習題 386

第9章　聚合物與塑料的世界 391

9.1　聚合物無處不在 392

9.2　聚合物：長長的鏈 394

9.3　單體的累加 395

9.4　聚乙烯：更深入的了解 397

9.5　“六大塑料”：主題與演變 401

9.6　將單體縮合 406

9.7　聚醯胺：天然聚合物和尼龍 410

9.8 固體廢棄物的處理：4R 413

9.9　塑料的回收利用：更廣範圍的探討 417

9.10　從植物到塑料 422

9.11　轉移底線 424

結束語 427

本章概要 428

習題 429

第10章　分子操控和藥物設計 435

10.1　一種經典的神奇藥物 436

10.2　對含碳分子的研究 438

10.3　官能團 442

10.4　阿司匹林是如何起作用的：功能取決於結構 447

10.5　現代藥物設計 449

10.6　讓分子具有手性！ 454

10.7　類固醇 458

10.8　處方葯、仿製葯和非處方葯 460

10.9　草藥 463

10.10　藥品的濫用 466

結束語 471

本章概要 471

習題 472

第11章　營養：發人深省的糧食 479

11.1　食物和星球 481

11.2 人如其食 484

11.3　脂肪和油 486

11.4　脂肪、油和你的飲食 490

11.5　甜的、含澱粉的碳水化合物 495

11.6　它到底有多甜：糖和糖的替代品 498

11.7　蛋白質：同儕之首 501

11.8　維生素：其他的必需品 504

11.9 食物中的能量 509

11.10　膳食建議：質量與數量 513

11.11　從農場到餐桌 514

11.12　消除飢餓 517

結束語 521

本章概要 522

習題 522

第12章　基因工程與遺傳化學 529

12.1　更強更好的玉米？ 530

12.2　編碼生命信息的化學物質 533

12.3　DNA雙螺旋結構 536

12.4　破解化學密碼 541

12.5　蛋白質：從組成到功能 543

12.6　基因工程的進程 547

12.7　通過基因工程來實現綠色化學合成 550

12.8　新的弗蘭肯斯坦 553

結束語 555

本章概要 556

習題 556

附錄1　量度轉換表 561

附錄2　指數的冪 562

附錄3　打破僵局 563

附錄4　“練一練”問題選答 564

附錄5　習題答案 575

名詞解釋 588