觀念化學 (全新升級版 4冊合售) | 誠品線上

Conceptual Chemistry

內容簡介

內容簡介 做好準備，一起到化學世界去逛逛吧從最基本觀念開始，有各種精采事物正等著您發現！《觀念化學（全新升級版）1：基本概念．原子》大地、天空和海洋，是由什麼構成？雨水坑怎麼會乾涸，汽車怎麼從汽油得到能量，食物又怎麼變為人所需要的營養與熱量？如果不懂化學，就沒有辦法解釋這些問題，因為任何摸得到、見得著、可品嚐、可聞嗅、可聽見的事物，都跟化學有關。當你了解化學，就能知道平日呼吸的空氣是一種溶液；飲用水再怎樣純化也不可能是「純水」；相愛的兩人不管如何緊密擁抱，都還是有距離；而且不管你幾歲，構成身體的原子都跟宇宙洪荒一樣老。這一切事實看似不可思議，但只要用化學原理簡單解釋，就能完全明白，從此不再驚恐狐疑。請讓《觀念化學1》帶你探索生活，教你用化學之眼看待這個世界。《觀念化學（全新升級版）2：原子核．化學鍵．分子》如果有人告訴你，每吃一根香蕉，就受到約0.1微西弗的輻射，所以吃香蕉有害健康，你相信這個說法嗎？要放進魚缸裡的水，絕對不能經過煮沸再冷卻，你知道原因是什麼嗎？想減少鈉離子攝取量的人，不適合飲用軟水，又是什麼道理？我們在生活中會遇到各種問題，其中有些一定得擁有科學知識，才可以讓我們不致驚慌失措，並從容判斷出正確的解答。而化學，正是解釋這奇妙世界最有用的工具。《觀念化學2》將帶領讀者認識原子核、分子這些小到看不見的東西，藉由理解它們基本的運作原理，進而知道我們居住的廣大世界，隱藏了多少奧祕！《觀念化學（全新升級版）3：化學反應》大家都知道，長期暴露在苯中可能致癌，但常用的止痛藥阿斯匹靈也含有苯環，是不是代表長期服用阿斯匹靈有致癌的危險？臭氧層變薄會增加皮膚癌的罹患率，為什麼我們不直接用臭氧把遭破壞的臭氧層補起來？水的質量中有 88.88% 是氧，氧正是火燃燒得更亮更旺所需的元素，那麼為什麼把水加到火中，火不會燒得更亮更旺？這些問題看似腦筋急轉彎，卻是不懂化學的人長久以來的疑惑。《觀念化學3》巧妙講解化學反應的原理，不僅讓你懂化學，更能用化學知識解決問題！《觀念化學（全新升級版）4：生活中的化學》要打造一身健美肌肉，為什麼吃下一盤義大利麵，效果比一大塊牛排來得好？什麼樣的飲食法則，可以幫助脂肪燃燒，有助身材窈窕？許多人用咖啡來提神，讓頭腦更清醒，但有些人覺得咖啡的效果已經不夠，轉而服用「益智藥」，但這種藥物真的安全嗎？在未來，環境的惡化與資源的短缺，將大大改變我們的生活。我們應該怎麼解決能源價格高漲、淡水缺乏、氣候變遷等問題？ 如果你有長遠的眼光，想得知因應之道，甚至想開發對環境無害的產品，《觀念化學4》是你最實用的化學課本，內容都與你切身相關。有了正確的知識、健康的身心，就能開創美好的生活！

作者介紹

作者介紹 蘇卡奇（John Suchocki）╱著美國維吉尼亞州立邦聯大學有機化學博士。取得博士學位並從事兩年的藥理學研究後，至夏威夷州立大學擔任客座教授，並且在那裡與舅舅休伊特（《觀念物理》作者）一同鑽研大學教科書的寫作，從此對化學教育工作欲罷不能，之後興趣更轉向科學教育和遠距學習計畫，發展以學生為中心的學習課程。現為夏威夷大學里沃德社區學院終身教授、佛蒙特州聖米迦勒學院兼任教授，以及觀念學院的創辦人兼執行長。相信「只要從基本觀念著手，化學會是最實際且一生受用不盡的科學。」擅長帶領學生從生活中探索化學，總想著如何用最貼近生活的例子，給學生最清晰的觀念，常告訴學生：「當你好奇大地、天空和海洋是由什麼構成，你想的就是化學。陳偉民╱譯臺灣師範大學化學系畢業，教學之餘不僅參與國中及高中教科書的編寫，更出版多本課外讀物，如《如何學好中學化學》、《3D理化遊樂場》、《大家來破案》；也翻譯許多科普書籍，如《打造化學力》和「神奇酷科學」系列等。 葉偉文╱譯國立清華大學核子工程系畢業，原子科學研究所碩士。曾任職於臺灣多個重要的能源發展單位。翻譯過多種科普書籍，包含《費曼手札》、《隱藏的邏輯》、《統計改變了世界》、《幹嘛學數學？》、《物理馬戲團》等。蔡信行╱譯臺灣大學化學工程系畢業、美國卡內基美隆大學化學博士。曾任東海大學及靜宜大學兼任副教授、國立台灣科技大學化工系兼任教授。著有《奈米科技導論》、《石油及石油化學工業概論》等，譯有《生物世界的數學遊戲》等。

產品目錄

產品目錄 《觀念化學（全新升級版）1：基本概念．原子》關於觀念學院關於PocketLab觀念學院的科學叢書給學生的一封信給老師的一封信關於本套書致謝第1章 關於科學1.1 了解大自然1.2 研究海蝴蝶1.3 科技是應用科學1.4 大自然1.5 日常生活少不了化學1.6 以單位表示測量1.7 科學記號 1.8 有效數字觀念考驗情境學習短文 科學否定主義：我們登陸過月球嗎？第2章 構成物質的粒子2.1 亞微觀的世界2.2 發現原子 2.3 質量與體積2.4 密度2.5 能量2.6 溫度與熱2.7 物質的相和粒子的運動2.8 氣體定律觀念考驗情境學習短文 綠色化學第3章 化學元素3.1 物理性質和化學性質3.2 原子3.3 週期表3.4 化合物3.5 化合物的系統化命名3.6 混合物3.7 純物質與不純物3.8 奈米科技觀念考驗情境學習短文 延長人類的壽命第4章 原子模型4.1 實體與概念模型4.2 電子4.3 原子的質量集中在原子核4.4 質子與中子4.5 光是能量的一種形式4.6 原子光譜與量子4.7 電子的波動性質4.8 軌域與能階圖4.9 殼層模型與週期表4.10 量子現象觀念考驗情境學習短文 鑑識化學週期表圖片來源《觀念化學（全新升級版）2：原子核．化學鍵．分子》第5章 原子核5.1 不穩定的原子核5.2 放射性是自然現象5.3 放射性的起因5.4 放射性元素的遷變5.5 半衰期5.6 同位素定年法5.7 核分裂5.8 質量與能量5.9 核融合 觀念考驗情境學習短文 比較安全的核分裂反應第6章 原子的鍵結方式6.1 電子點式6.2 離子的形成6.3 離子鍵6.4 金屬鍵6.5 共價鍵6.6 分子形狀6.7 極性共價鍵6.8 分子極性觀念考驗情境學習短文 水中加氟第7章 分子混合7.1 偶極吸引力7.2 溶液7.3 濃度與莫耳7.4 溶解度7.5 為什麼肥皂能洗淨7.6 軟化硬水7.7 純化飲用水觀念考驗情境學習短文 超級基金法案的故事第8章 奇妙的水分子8.1 開放結構的晶體8.2 熔化與凝固8.3 水的黏性8.4 液相與氣相8.5 水的比熱8.6 相變與能量觀念考驗情境學習短文 風生水起圖片來源《觀念化學（全新升級版）3：化學反應》第9章 化學反應如何進行9.1 化學方程式9.2 分子的數目9.3 從公克到莫耳9.4 放熱或吸熱9.5 熵與化學反應9.6 化學動力學9.7 化學催化劑9.8 化學平衡觀念考驗情境學習短文 汞排放第10章 酸和鹼10.1 質子轉移10.2 酸與鹼的強度10.3 酸性、鹼性或中性10.4 緩衝溶液10.5 雨水是酸性觀念考驗情境學習短文 海洋酸化第11章 氧化和還原11.1 得失電子11.2 駕馭能量11.3 電池11.4 燃料電池11.5 光電池11.6 電解11.7 冶煉金屬11.8 腐蝕與燃燒觀念考驗情境學習短文 神奇的化學物質，但……第12章 有機化合物12.1 烴12.2 不飽和烴12.3 官能基12.4 醇、酚及醚12.5 胺與生物鹼12.6 羰基化合物12.7 有機合成12.8 聚合物化學12.9 塑膠簡史觀念考驗情境學習短文 頭髮與皮膚的保養圖片來源《觀念化學（全新升級版）4：生活中的化學》第13章 營養素13.1 生物分子13.2 碳水化合物13.3 脂質13.4 蛋白質13.5 核酸13.6 維生素與礦物質13.7 代謝13.8 健康的飲食觀念考驗情境學習短文 肌肉健美基因學第14章 醫藥化學14.1 醫藥改善健康14.2 鎖鑰模型14.3 化學療法14.4 神經系統14.5 精神藥物14.6 止痛藥14.7 治療心臟疾病的醫藥觀念考驗情境學習短文 益智藥第15章 改良食物生產方式15.1 人類吃遍各個營養階層的食物15.2 植物也需要營養素15.3 土壤的肥力15.4 天然肥料與合成肥料15.5 農藥殺死作物的天敵15.6 過去的農耕操作15.7 優質的農耕操作觀念考驗情境學習短文 基因改造食物第16章 水與空氣資源16.1 水文循環16.2 日常用水16.3 水汙染16.4 廢水處理16.5 地球的大氣層16.6 空氣汙染16.7 全球暖化觀念考驗情境學習短文 爭論不休的氣候變遷第17章 捕獲能量17.1 來自電的能量17.2 化石燃料17.3 核能工業17.4 永續能源17.5 水力發電17.6 生質能是化學能17.7 直接太陽能17.8 氫燃料觀念考驗情境學習短文 以壓裂法開採頁岩氣和頁岩油圖片來源

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試閱文字

內文 : 給學生的一封信

歡迎各位到化學世界來。在這個奇妙的世界裡，你們身邊的所有東西，都可以追溯到不可置信的微小顆粒上，這種顆粒叫做原子。化學是研究原子怎麼結合成物質的學問。學了化學之後，你們看事情會有全新的視野，不僅知道物質是怎麼形成的，也知道它們為什麼會表現出這種特性。
化學是一門非常實際的科學。當化學家了解原子的行為模式，找到方法進一步加以控制原子的行為後，就開始製造許多有用的新物質，例如：合金、肥料、藥品、聚合物、電腦晶片、重組DNA等。這些物質把人類的生活提升到空前的水準。就憑化學對社會有這麼大的影響，就值得好好把它搞清楚。了解化學也賦予我們保護自然環境的能力。
不僅如此，深入了解日常生活的現象，也很有價值：為什麼冰會浮？為什麼魚能在水裡「呼吸」？為什麼水要煮那麼久才會沸騰？同樣重要的是，有了化學的基礎，我們才有能力了解最新研究的價值與潛在的影響。無論你將來的職業是什麼，這種科學的基礎有可能會在你的職業生涯中，為你帶來幫助。
本套書以觀念介紹化學，主要專注於化學觀念，並不特別強調計算。雖然化學有時候真的很奇怪，但是化學的觀念其實既直接又平易近人。我很喜歡化學，我知道您一定也會喜歡。因此，做好準備，和我一起到化學世界去逛逛吧，我們就從最基本的觀念開始，接著有各種精采的事物正等著您發現。
祝您有美好的化學！
蘇卡奇

第12章 情境學習短文 頭髮與皮膚的保養

受現代生活形態影響，我們習慣用商品來清潔頭髮與皮膚，並加以保護。這些商品都以化學物質為基底，包括肥皂、洗髮精、護髮劑、保濕霜、防曬乳，以及其他種種，全是為了幫助我們維持健康的外表而設計。
仔細探究這些跟頭髮與皮膚相關的商品，會發現主要成分全都屬於界面活性劑。界面活性劑是一種化學藥劑，它們的分子均是一端為極性，另一端為非極性。非極性的那一端不想溶於水中，所以分子會依附在水面，把非極性端伸出水面。在含界面活性劑的水中倒一些油，非極性尾端將依附在油的表面。靠著這種方式，界面活性劑把水面和非極性物質拉在一起。
只要稍加攪動，界面活性劑尋找表面的特性就會形成泡沫，增加表面積。表面積增加之後，就有很多油能夠與水混合，經由稱為乳化的作用，形成單一相。所以，界面活性劑並不是幫助非極性物質「溶於水」，它們只是幫助這兩種物質混合。
一般洗髮精使用的界面活性劑是月桂硫酸鈉，屬於清潔劑。清潔劑的優點是不會在硬水中形成浮渣（參7.5節），這一點對洗髮精特別重要，否則浮渣會附著在頭髮上。沖洗頭髮的目的，首先是要去除極性物質，如鹽、灰塵或任何脫落的碎屑。濕潤的頭髮也會膨脹，頭髮的角質層因而打開，角質層是排列在頭髮外面像鱗片一樣的結構（圖12.54）。清潔劑的主要功用是去除皮脂，這種皮膚油脂會沿著頭髮往上移動，並進入角質層，使頭髮「油油膩膩」。洗髮精會因配方不同而有不同的洗淨力，專門洗「油性」頭髮的配方通常比洗「正常」頭髮的配方強。
很多人在使用洗髮精之後，會塗護髮劑，使頭髮變得柔軟，並防止靜電累積而減少捲曲。值得注意的是，洗髮精界面活性劑的極性端是帶負電的離子，這類界面活性劑稱為陰離子界面活性劑。然而，護髮劑界面活性劑的極性端是帶正電的離子，這類界面活性劑稱為陽離子界面活性劑。洗髮精和護髮劑通常不會放進同一個配方，畢竟這些帶相異電荷的界面活性劑會互相吸引，從而降低它們的功效。標榜「二合一」的商品是把陽離子界面活性劑放入微膠囊中。
一般護髮劑使用的界面活性劑是氯化鯨蠟三甲銨，又稱為氯化十六烷三甲銨。它的正電荷使護髮劑能黏在頭髮上，即使沖洗之後，仍然有很多護髮劑留在頭髮上。結果，會使人覺得頭髮更光滑、更容易梳理。洗衣服用的柔軟精也是運用同樣的原理。
輕輕鬆鬆濕潤皮膚的祕訣，是將早就存在於皮膚裡的水分留住。皮膚的深層水分高達80%，因為皮膚的水分比外界環境多很多，所以水氣的運動方向通常是由皮膚向外移動，而皮膚油脂會協助外層皮膚留住這麼大量的水。不過，當皮膚的水分加速蒸發時，會開始覺得皮膚乾燥。當空氣非常乾燥，或皮膚的油脂被強效肥皂或清潔劑除去時，就會發生這種情形。比較實用的解決方法不是用水潑濕皮膚，而是用保濕的非極性物質塗在皮膚上，可以加強或模仿皮膚油脂的功能。常用的物質包括丙二醇、甘油，以及六甲基二矽氧烷等化合物。如果想在皮膚上塗抺這類化合物，最好的方法是使用非離子界面活性劑製成的乳液，如聚硬脂酸乙二酯，又稱為PEG-100。選擇非離子界面活性劑做為保濕霜，是因為它們比較沒有刺激性，而且比較不會除去皮膚脂肪。
把吸收UV的化合物加到皮膚保濕霜中，就得到防曬乳。然而，要製造可以防水的防曬乳有點困難。碰到水的時候，乳液裡的界面活性劑會幫忙除去乳液。廠商通常會建議使用者在游泳之後，再塗一次乳液。界面活性劑較少的乳液有較強的防水力，但它們通常過度油膩。基於這些理由，許多防水的配方會把不同的化合物聚合成非極性的防水薄膜，幫助防曬乳在接觸到水時，仍然能夠留在皮膚上。
選購防曬乳時，還有一個特殊考量，就是它們要阻斷UV光譜中的哪個部分。幾乎所有的防曬乳都能有效阻斷290至320 nm，稱為UV-B的區段。傳統防曬係數（SPF）分級制度所標示的，是防曬乳阻斷UV-B的效力，因為這區段的電磁波會導致曬傷。然而，科學家發現從320至400 nm，稱為UV-A的區段，是造成皺紋和皮膚癌的主因。能同時阻斷UV-A和UV-B的防曬乳才可以標示為「廣效」。
最普遍使用的UV-A阻斷劑是亞佛苯酮，它能輕易混入乳液的配方，但如果配方裡沒有適當的安定劑，很快就會失去效力。另一種較穩定的UV-A阻斷劑是對苯二亞甲二樟腦磺酸。美國食品藥物管理局批准的UV-A阻斷劑還有另外兩種，分別是二氧化鈦和氧化鋅，兩者都是不透明的物質，不適合大面積塗抹在身體表面。
澳洲、加拿大和歐洲國家批准的UV-B和UV-A防曬乳名單比美國長很多。這些國家把防曬乳當成化妝品，而美國則把它們當藥品，所以需要接受較嚴格的規範。
另一種讓皮膚保持年輕外觀的方法是塗抹α-羥基酸，如乙醇酸。這些化合物被當成磨砂膏，意思是它們可以協助去除死掉的表皮，進而會刺激皮膚產生新細胞，有助於隱藏臉上的細紋。
本文所討論的，僅限於頭髮與皮膚保養品中所含的主要化合物。隨便拿起一瓶保養品，上面的成分表就會告訴你，裡面還加了一堆化學物質，各有各的用途。
展望不久的將來，皮膚保養品在很多領域都即將出現重大的進展。當我們愈來愈老，皮膚會因失去彈性而出現皺紋，皮膚失去彈性的理由之一，就是相鄰的各股膠原蛋白間形成了化學鍵，稱為交聯。膠原蛋白是皮膚細胞為了形成皮膚而製造的纖維，研究人員正在尋找能抑制，甚至逆轉膠原蛋白交聯的藥劑。

最佳賣點

最佳賣點 : 做好準備，一起到化學世界去逛逛吧
從最基本觀念開始，有各種精采事物正等著您發現！