物质是由肉眼不能直接观察到的物质的相应微粒——分子构成的，分子是保持物质化学性质的最小粒子。分子是由比其更小的微粒——原子构成的，原子是化学变化过程中的最小微粒。人类对原子结构的认识经历了道尔顿原子模型、汤姆生原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型和电子云模型。现代物质结构学说认为：原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成的。原子核是由质子和中子构成的。化学就像一架“显微镜”，带领我们一步步的深入认识这个世界。
悬浮粉尘的利弊
1987年3月15日，哈尔滨的一家亚麻纺织厂突然发生了爆炸，死伤二百多人，厂房被严重破坏。调查的结果，罪魁祸首是亚麻粉尘！
人们看了消息，定会不解，小小的粉尘也会发生爆炸，并有如此大的破坏力？是的，粉尘会引起爆炸。
我们都有这样的经验，沙糖比冰糖溶解得快，这是因为沙糖与水的接触面积比冰糖大得多的缘故。一克煤如果是完整的一块，它的表面积不过五、六个平方厘米，要是碎成煤粉，表面积竟达原来的几千倍。粉尘表面积很大，也就是说，如果碰到一个火星，或有适当的温度，它们就会在眨眼的功夫，发生剧烈的氧化反应。产生的热量和火焰迅速传给相邻的粉尘，又引起周围粉尘的放热。一连串的连锁反应，使温度迅速升高，压力急剧增加，导致了猛烈的爆炸。粉尘爆炸的威力，比同样重量的炸药爆炸，还要大几倍。
粉尘的危害不仅仅如此，如果人吸入过量的粉尘，会对上呼吸道粘膜组织产生刺激，导致炎症（图1-1）。小于5微米的粉尘微粒随呼吸进入小支气管或沉积于肺泡中，有些被吸收到血液、淋巴液中，引起鼻咽炎、喉头炎、支气管炎、末梢气管炎、肺炎或肺心病，甚至癌症！
读到这里，你可能会说：“既然粉尘给我们带来这么多的危害，要是空气中没有粉尘就好了！”可是，如果没有灰尘，将不会有形状各异的云层，柔和凉爽的树荫，姿态万千的阴影。离开灰尘，我们就欣赏不到笼罩着山烽的彩色烟雾和令人叹为观止的夕照美景。
其实，粉尘是大气的“合法”居民，指的是粒径小于75微米的固体悬浮物。根据大气中粉尘微粒的大小，粉尘可分为：飘尘，指大气中粒径小于10微米的固体微粒，它能较长期地在大气中漂浮，有时也称为浮游粉尘；降尘，指大气中粒径大于10微米的固体微粒，在重力作用下，它可在较短的时间内沉降到地面；总悬浮微粒，指大气中粒径小于100微米的所有固体微粒。
如果空中没有粉尘，水份再大也无法凝结成水滴。因为水分子很小，由它聚合起来的水滴也很小，再加上饱合水汽压力很大，所以不易形成降水。空气中有了粉尘之后，它能吸附其周围水汽变成溶液并形成水滴，其饱和水汽压力大大减小，使水汽易于凝结，变成云、雾、雪等。在这一变化过程中，粉尘起了凝结核的作用。另外，正是由于大气层中悬浮着细小的粉尘微粒，它们与空气分子一道，拦截并且散射着太阳光中最短的（蓝色）光波，我们才有了瑰丽的蓝天。当太阳下山时，充满粉尘的大气层显露出光波更长的橙光和红光，将万里长空装饰的辉煌灿烂。
总之，没有粉尘，云、雾、雨、雪将不复出现，火红的太阳和绚丽的彩虹也要消失，自然景观大为逊色。
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尘肺
尘肺是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘（灰尘），并在肺内滞留而引起的以肺组织弥漫性纤维化（疤痕）为主的全身性疾病。尘肺按其吸入粉尘的种类不同，可分为无机尘肺和有机尘肺。在生产劳动中吸入无机粉尘所致的尘肺，称为无机尘肺。尘肺大部分为无机尘肺。吸入有机粉尘所致的尘肺称为有机尘肺，如棉尘肺、农民肺等。我国法定十二种尘肺有矽肺、煤工尘肺、石墨尘肺、炭黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺。
肉眼看不到的微粒
人们日常所见到的东西，总是由更小的东西组成的。一堵墙是由砖一块一块垒起来的，一件毛衣是用毛线一针一针织出来的……但是这些砖、毛线等材料仍然是用更小的东西构成的，包括分子、原子、质子、中子、电子……我们把这些极细小的颗粒，包括肉眼看不到的分子、原子、离子等以及它们的组合，称为微粒（图1-2）。那么，微粒是不是不可分割的呢？
大家知道，各种物质均由分子构成，分子又由原子构成。“原子”是一个希腊名词，它的意思就是“不可分割之物”。许多人把原子看作是构成物质世界的“最小砖石”，把原子的概念理解为“无结构”的，原子被简化成了点，成了力心，这在运算上又显得非常便捷。但是，这种观点和概念是错误的，事实证明原子“不可再分”和“无结构”是一种谬误。
德国的伦琴发现了X射线，法国的贝克勒耳发现铀的化合物中也会放射出射线来。在此期间，英国的汤姆逊发现一种粒子，称之为电子。后来居里夫妇经研究发现，镭放射出三种性质不同的射线：α射线是另一种元素——氦的原子核，β射线是一种高速运动的电子流，而γ射线却是一种波长极短的电磁波……这些发现证实：原子根本不是组成物质大厦的“最小砖石”；原子是可变的、可分的、可入的，原子并非“不可再分”、“无结构”。
实际上，原子都是由电子和原子核构成的。电子被认为是人类认识的第一个“基本粒子”。那么，原子核是否“不可再分”，也是“基本粒子”吗？
一般原子核并不是“基本粒子”，只有质子（氢原子核）才是“基本粒子”。原子核内还存在着一种电中性的粒子，称为中子。于是，人们把比原子更深入的一个新层子——电子、质子、中子……以及它们的反粒子，统称为“基本粒子”。但“基本粒子”并不基本。在一定条件下，把“基本粒子”当作一个点来研究和计算，是一种科学的抽象，但若把这一抽象绝对化，认为“基本粒子”就是一个点，甚至看作是数学点，研究它的组成毫无意义，那就错了。
人们知道的“基本粒子”有：传递电磁相互作用的光子，电子及其反粒子——正电子，组成原子核的质子和中子及其反粒子——反质子和反中子，同核的β衰变有关的中微子和反中微子，作为核力媒介的核子介子，此外还有宇宙线介子及其反粒子，后来，又发现了超子和k介子。面对着如此众多的“基本粒子”，物理学家按其寿命、质量、自旋以及参与的相互作用等性质，把它们分为轻子、强子（重子、介子）以及相互作用的传递子等。
强子有没有内部结构？实验证明，强子也是有内部结构的。强子是由更基本的东西组成的，人们把这更基本的东西取名为“层子”，以表示它也无非是自然界不同质的无限层次中的一个层次。人们也用“夸克”来称呼组成“基本粒子”的更微小粒子。
综上所述，所谓的“基本粒子”并不基本，“基本粒子”的“基本”二字，只是表明人们今天对这些粒子认识的知识水平。物质的层次是无限的，人的认识也是一个无限的过程。
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光的微粒说
关于光的本性，牛顿是这样认为的：光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流，发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流，一旦这些光粒子进入人的眼睛，冲击视网膜，就引起了视觉，这就是光的微粒说。牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象。由于微粒说通俗易懂，又能解释常见的一些光学现象，所以很快获得了人们的承认和支持。
原子论的创立
古时候，西方有许多炼金术士从事炼金术的研究，希望能“点石成金”，企图通过化学的方法，将随处可见的廉价金属变成珍贵的黄金，但无一例外地都失败了。随着高科技的发展，古代梦寐以求却又无法实现的“点石成金”梦，在今天已经成为可能。
众所周知，各种物质的性质之所以不同，完全是由于物质原子不同的缘故。如果用人工的方法，便可以使一种物质的原子转变成为另一种物质的原子。这就是说，可以“点石成金”，昂贵的金原子可由其他廉价物质的原子经人工改造而获得。
可见，世间万物都是由原子组成的，它们的差别仅仅在于组成物质时原子的种类、数目和结合方式的不同。那么，原子理论又是如何创立的呢？
在历史上率先明确提出原子概念的，是古希腊的哲学家德谟克里特。他是一个善于观察自然现象而又爱动脑筋的人。当他看到，植物在粪土上长得特别旺盛的时候，他就在想，是不是粪土中的什么小微粒进入到植物中去了？当他发现，盐溶解在水里以后，盐不见了，水却有了咸味，他就想到，是不是盐的小微粒分散在水里了？当他看到，鱼在水里游动的时候，他就断定，水这种物质，绝不是结构紧密的整体，就像沙堆是由沙粒构成的那样，水也是由水的微粒构成的。只有这样，当鱼游过来后，水微粒向两边散开，鱼才会自由地游来游去。德谟克里特对大量的自然现象加以分析和推测之后，便得出了这样的结论：物质都是由一些坚硬的、不可再分的微粒构成的。他给这种小微粒起名叫做原子（按照希腊文的原意，就是不可再分的意思）。这就是原子概念的由来。
但是，德谟克里特的原子概念提出后，并未得到重视和发展。因为，这种朴素的古代原子论，是靠观察、推测而得出的结论，并没有被科学实验所证实，未能得到公认。
最先在科学的原子论方面做出了卓越贡献的，是著名的英国化学家道尔顿（图1-1）。这位乡村教师出身的化学家，是以研究气体为终生爱好的。他通过对气体的研究，不仅发现了有关气体的一些重要定律，而且从密度不同的气体可以均匀扩散的现象中得到启发，提出了著名的道尔顿原子论。
他认为，一切物质都是由极小的微粒——原子组成的，但原子并不都是一模一样的小球；不同的物质含有不同的原子；不同的原子具有不同的性质、大小和不同的原子量。在这里，他首先创立了原子量的概念。道尔顿原子论的重大意义，不在于他重申了两千多年前就提过的原子概念，而在于他提出了不同原子具有不同原子量的观点。正因为如此，当年道尔顿在一次学术会上宣读论文之后，便立刻引起了科学界的震动。人们听了他的论述，思想豁然开朗，因为有了原子量的概念，使化学上一些定量的实验现象和基本定律都得到了合理的解释。这是化学发展史上的一个重要里程碑。恩格斯曾高度评价这一成就，他说，化学的新时代开始于道尔顿的原子论。
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中国古代的原子概念
在我国，战国时代（公元前四世纪），人们对于物质结构的探讨，就十分活跃。不同学派持有不同见解。庄子的《天下篇》中写道：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”意思就是，一尺长的短棍，若每天截取一半的话，是永远也截取不完的，这就是说，物质是无限可分的。以墨子为代表的另一派则提出了相反的主张，认为物质不是无限可分的，分到最后总会有个“端”，到了“端”也就不能继续分割了。这种物质有“端”的说法，就接近于原子的概念。
原子究竟有多小
我们生活在物质的世界中，我们周围有形形色色的、丰富多彩的各种物质，像晶莹的水晶、清澈的流水、闪亮的金属、绚丽的花朵、乌黑的煤、雪白的盐等等。为什么不同的物质性质不同？物质是由什么构成的？人们对此充满了好奇。古希腊人认为世间所有的物质都能分解为四种基本要素：火、空气、土和水。中国古代也有“五行说”，即世界是由金、木、水、火和土组成的。科学发展到今天，人们已经形成了比较完整的物质结构理论：世间万物都是由原子组成的，它们的差别仅仅在于组成物质时原子的种类、数目和结合方式的不同。
我们可以形象地将复杂的物质世界看作一座辉煌的大厦，那么原子就是砌成大厦的砖石，化学键就是将砖石黏结在一起的水泥砂浆。那么，小小的原子究竟小到什么程度？
我们知道，分子就很小了，肉眼看不见，原子更小得可怜！拿水的分子来说，人们计算，如果一个人每秒钟数一个水分子，日夜不停地数下去，数一千年，也不过数了一滴水里全部分子的二十亿分之一，这就可以想见水分子是多么小了！至于组成水分子的氧原子和氢原子，当然更小。例如氢原子，据计算，它的直径大约只有0.00000001厘米，重量只有0.000000000000000000000002克重。后面这个数目读起来都很难，要读万万万万万万分之二克重！
不同物质的分子所含原子的数目是不一样的。例如，水的分子中含有两个氢原子和一个氧原子，共含有三个原子（图1-4）；而葡萄糖（C6H12O6）中竟含有碳、氢、氯等大大小小的原子24个！不同物质的分子，它们的大小差别就是这么悬殊。但是原子，即使是最轻的原子——氢原子，和很重的原子——铀原子相比，它们的大小也相差无几。
正因为原子的个头都差不多，所以科学家曾笼统地想象了一下原子的大小。假如把你看见的各种东西都放大一百万倍，一只小狗就成了身高三、四百千米的一头怪兽！一支铅笔至少也有一百五十千米长，粗细也得超过五千米！而原子放大一百万倍以后又怎样呢？还没有书本上一个句点大！想一想是很有趣的，当我们用铅笔在纸上写字的时候，也就是在白色的纸的原野上，撒下了成百万个碳的原子。至于你手中的笔，上面存在的原子数目之多，恐怕你一辈子也数不完呵！
总之，我们周围的一切，微小的尘埃和高大的山脉，涓涓细流和江河湖海，蝴蝶、蜜蜂、鲜花，地球、太阳甚至距离我们几十亿光年的星球，统统是由小小的原子构成的。
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化学键
氢分子是由氢原子构成的，要使氢分子分解成氢原子需要加热到2000℃，但它的分解率仍不到1%。这就说明在氢分子中的氢原子与氢原子之间存在着强烈的相互作用，实验测得如果要破坏这种作用就需消耗436KJ/mol的能量。这种强烈的相互作用不仅存在于直接相邻的两个原子间，而且也存在于分子内非直接相邻的多个原子之间。但前一种的相互作用比较强烈，破坏它要消耗很多的能量，是原子形成分子的主要因素。人们将分子中相邻原子间强烈的相互作用称为化学键。人们经过上百年的摸索和探讨，对化学键本质的认识逐步深化。目前，人们认为化学键有离子键、共价键、金属键三种主要的类型。
浓缩就是精华
第二次世界大战后期，美国将两颗原子弹投到日本的广岛和长崎，造成数十万人死亡和城市毁坏的严重破坏力，是数百万颗普通炸弹所无法达到的。原子弹为什么有这么大的威力呢？这还要从原子说起。
在整个原子的国土中，空旷的地方大得使人难以想象。原子的直径大约为一千万分之一毫米，在这个神秘的国土中本来可以容纳下一千万万万个电子居民，而实际上一般原子中仅有几个或几十个可怜的电子“居民”围绕着“国土”的中心（即原子核）旋转，其余绝大部分是空空洞洞，一无所有！可见，与整个原子比起来，原子核是很小的。原子核虽然很小，但它却拥有非常复杂的结构、蕴含着极其巨大的能量。
我们知道，普通化学反应释放的能量，主要是将原子保持在分子中的力，这种力仅同原子核外围的电子结构（特别是最外层的价电子）有关。当两个或两个以上的原子组成分子时，各个原子核外的电子运动状态和分布发生一定变化，把合拢在一块的所有原子核都笼罩包围起来。由于化合物分子的能量总是低于组成它的各个原子的能量之和，所以这些原子外围电子重新组合的过程会放出能量来，这部分能量称为化学结合能，像然烧、氧化等化学反应所放出的能量也主要是原子核外电子变化的能量，即化学能。
类似的把质子、中子紧密结合在一起的力称为核力，它克服了质子之间的库仑排斥力，形成坚实的原子核。当质子和中子组成原子核时，也会放出能量，所以原子核的能量总是低于组成它的中子和质子能量之和，这部分能量就是核结合能。
由于质子和中子等核子相互作用比原子核外电子相互作用强大得多，所以核反应释放的能量也就比化学反应释放的能量大得多。根据理论计算，1千克混合好的氧和碳发生化学反应生成一氧化碳会放出920千卡能量，而1千克混合好的氧原子核和碳原子核发生核反应聚合成硅原子核，则可放出140亿千卡的能，是化学反应释放能的1500万倍；又如，1千克TNT（是一种炸药）分解约释放1000千卡能，而同样重量的水银发生核裂变则释放出100亿千卡的热量，是化学释放能的1000万倍。实际测得相同质量核反应能是化学反应能的几百倍，例如，1千克铀235原子核裂变（图1-5）释放的能相当于3000吨煤燃烧的能量，1千克铀裂变产生的爆炸威力相当于2万吨TNT的爆炸威力。
由此可见，原子核很微小，能量却很大，“浓缩就是精华”这句话用在这里真是特别合适。
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曼哈顿工程
1939年8月，流亡在美国的匈牙利物理学家西德拉等人说服了当时威信最高的爱因斯坦，请他出面写信给美国总统罗斯福，陈述新近发现的裂变现象有可能用来制造威力空前的炸弹，并特别提到德国人也正在进行的研究，十分担心这样一种新的爆炸方式要是被纳粹获得，那对全世界将是一场巨大的灾难。爱因斯坦与许多科学家的联合署名信件，促使罗斯福迅速作出采取行动的决定，这就是“曼哈顿工程”。从1942年开始，在以奥本海默和费米为首的大批科学家的艰苦努力下，经过三年多的研究工作，美国于1945年7月试验成功了世界上第一颗原子弹。
捧月的“众星”
电子是英国科学家汤姆生在1897年发现的。当时他在研究“阴极射线”。这种神秘的射线是通过在真空玻璃管两端插入电极，随后加上高压电产生的。汤姆生发现，如果在玻璃管中再加上一个电场，就能使阴极射线发生偏转。这一点说明，射线是由粒子组成的。对偏转角度的测算表明，粒子非常之小，远远小于最小的原子——氢原子。由此，汤姆生得出结论：阴极射线是由电子组成的。他用实验发现了电子。
那么，电子是怎样安置在原子里面的？它是静止还是运动？这些，想用肉眼看一看，那根本不可能。事实上，即使在今天用放大本领高达八十万倍的电子显微镜，人们也无法看到电子在原子世界里翱翔的形象。好的是，人类洞察自然的本领与手段，并不只限于一个“看”字，我们有一个极为得力的办法，那就是根据各种已知的事实，提出一定的“模型”，即是提出一种假设，要是同实验的结果有抵触，就说明这个假设是错误的。在20世纪的初期，人们对原子结构的探讨就正是用这种办法进行的。
1904年，也就是发现电子的第七年，汤姆生提出了一个原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，就像葡萄干镶嵌在布丁中一样。在静电力的作用下，这些电子被吸引到中心又互相排斥，从而达到原子的稳定状态。在一段时间内，这个假设得到了广泛的承认。
可是，在几年以后，英国物理学家卢瑟福又用实验彻底否定了这个假设，并于1911年，提出了新的假设。卢瑟福认为在原子的中心，存在着一个带正电的核心，称它为原子核，原子核占有了原子的几乎全部的质量，而电子分布在原子核外围的空间里，绕着原子核运动（图1-7）。到了1913年，经过实验证实这个假设是正确的。
科学不是一成不变的理论，而是人们对自然规律不断探求的记录。卢瑟福的原子模型比汤姆生的原子模型更接近真理，但它却不能解释后来发现的氢原子光谱，于是有了玻尔原子模型（1913年）：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。量子力学发展以后，又有了更接近事实的电子云模型（1927-1935年）：电子绕核运动形成一个带负电荷的云团，在一个确定的时刻不能精确测定电子的确切位置。
现在，我们来描述一下核外电子的运动和排布。
原子很小，原子核更小。如果将原子比作一个庞大的体育场，那么原子核就只是其中的一只小蚂蚁。电子就在原子核外的空间里以接近光速的速度一刻不停的运动，于是电子的运动规律就与宏观物体完全不同了。我们不能同时准确测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，也无法描画它的运动轨迹，这就是所谓“不确定原理”。我们在描述核外电子运动时，只能指出它们在核外空间某处出现机会的大小。电子在原子核外运动，可以想象成一团带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，就像星星捧着月亮，所以，人们形象的把它叫做“电子云”。就像风扇转得快了就看不到叶片一样，高速运动的电子看上去就像一团云了。云厚的地方密度大，表示电子在空间单位体积内出现的机会大，电子云密度小的地方表明电子在空间单位体积内出现的机会小。
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汤姆生
约瑟夫·约翰·汤姆生（又译汤姆逊），1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区，父亲是苏格兰人，以卖书为业。汤姆生14岁进曼彻斯特欧文学院学习工程，1876年入剑桥大学三一学院。完成学业后，汤姆逊到卡文迪许实验室工作。开始时，他的研究工作偏重于理论方面，很少涉及到实验。由于他那双笨拙的手，他操作实验仪器时，感到非常烦恼。但是汤姆逊却具有非凡的眼力，当仪器发生故障时，他只要一看就知道毛病发生在什么地方和毛病发生的原因，并指出如何使其恢复正常工作。由于这方面的天才，虽然他动手能力很差，却成了一位伟大的实验物理学家，在实验物理方面作出了杰出的贡献。他先后用实验的方法发现了电子和氖的一个稳定同位素，这在当时都是最重要的发现。1906年，汤姆生由于在气体导电方面的理论和实验研究而荣获诺贝尔物理学奖。
燃烧的三要素
燃烧是一种化学现象，从化学的观点讲，是可燃物和氧化剂发生剧烈化学反应，同时放出热和光的现象。
燃烧要有一定的条件才能发生，根据定义它必须同时具有可燃物和氧化剂。但光有这两种物质不一定就会发生燃烧，例如我们身上穿的衣服是可燃物，空气中的氧是助燃剂，可是这并不会发生燃烧。导致燃烧的另一个重要条件，就是能够引起着火的点火源。这三者就是燃烧的必要条件，缺一不能烧之。然而这3个条件并不是充要条件，就是说每一个条件中还有一定的要求，否则三者具备也烧不起来。以下逐一讨论这3个条件。
（1）可燃物
所谓可燃物，就是能够烧得起来的物质，以化学观点讲就是含有碳、氢等元素的化合物，特别是富含碳的化合物，例如，汽油、煤、酒精……但是在特定的条件下可燃物还应包括强还原剂，如金属铝、金属镁。过去在焊接铁轨时用的铝热剂，就是利用金属铝粉与氧的燃烧反应所生成的热使铁熔化的。
各种可燃物，它们的易燃程度不同，因此常用一定的标准将它们划分为各种等级，以便人们在处理、运输或贮存过程中加以特别的注意。常用的标准中有根据闪点来划分的。所谓闪点，即明火接近易燃或可燃液体的液面时在蒸气中发生一闪一闪而不能连续燃烧现象（闪火或闪燃）时的液体温度。由于闪点是可能引起火灾危险的最低温度，大部分国家均采用闪点来划分危险程度。闪点在28℃以下的均为易燃危险品，如苯、乙醇。闪点愈低，危险性愈大，如丙酮闪点为-20℃，乙醚闪点-45℃，低沸点石油醚闪点为-55℃。还可根据可燃物的燃点来判断它们的危险性。所谓燃点即点火源接近可燃物使其着火并继续燃烧的温度。它与闪点有一定的联系，即闪点高，燃点也高，但闪点愈低，两者的差距愈小。一般的易燃液体，燃点比闪点高1℃～5℃，闪点高达100℃以上时，差值可达30℃左右。此外尚有自燃点标准来划分。所谓自燃，即连续加热虽没有与明火接触，当温度升高至某一程度时，发生燃烧的现象，也称热自燃。引起这种现象的最低温度即为自燃点。自燃点一般比闪点和燃点高出许多。如石油醚的自燃点为246℃。当然也有自燃点较低的可燃物，如二硫化碳的自燃点为112℃，硝化棉的自燃点为180℃。
（2）助燃剂
最常见的就是空气中的氧。氧在空气中的体积含量为21%左右，是燃烧中最为普遍的助燃剂。然而当空气中氧气的体积浓度降低到14%以下，依靠氧气发生的燃烧反应就无法继续、这为我们抑制燃烧提供了有力的依据。
由于燃烧反应是强烈的氧化还原反应，因此除氧之外，具有使其他物质迅速氧化的强氧化剂均会引起燃烧反应。如卤素中的氟、氯等强氧化剂。尽管没有氧参与，铁粉仍可以在氯气中继续燃烧。
有许多化学物品中，含有较多的氧，一旦参与燃烧反应就是极好的氧化剂，如高锰酸钾、浓硝酸、重铬酸钾、过氧化氢等。在一些场合中，这些强氧化剂比之空气中的氧更厉害，但往往又会被忽视。
（3）点火源
点火源作为燃烧的必要条件，它必须具有足够的强度，以使可燃物被加热到燃点或者整个体系被加热到自燃点。最普通的点火源就是明火，诸如火柴、打火机、煤气灯、气切割枪焰……电火花也是引起火灾的罪魁之一，常常由于电路开启或切断时产生的火花引起一场大的灾难。自然现象中的雷电也会引起火灾，强烈的日光通过透镜的聚焦也可起到点火源的作用。最后还必须提到某些化学反应所积聚的能量也可成为点火源。如一些缓慢放热氧化反应，若不及时疏散热量，积聚到一定程度就会发生燃烧，像堆积的干草和煤堆。又如与水发生剧烈化学反应的物质，如金属钠、石灰等。因为不是明火往往不易被人注意，然而恰恰是这些化学能源成为火灾的祸首。
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火的利用
据历史学家们说，早在50万年前，人们就学会了用火。在北京周口店中国猿人生活过的山洞里，人们找到了经火烧过的兽骨、草木灰和木炭（图1-10）。有的灰烬层达6米深，显然是长期用火的结果。火的利用，使人类更好地防御野兽侵害，使人类结束了“茹毛饮血”的野蛮生活，并在后来学会了冶炼金属和制陶，促进了生产的发展，也促进了人类自身的发展。
物质分离妙法
众所周知，水是一切生物赖以生存的基本条件之一，也是人类生存和发展的重要条件。我们每天都要喝水，所以饮用水水质是否良好，直接影响人们的健康。作为生活饮用水，首先要求对人体健康无害而有益，要不含病菌、病毒，不含有毒、有害物质，并且要含有人体所需要的成分。当然在感官上也要求无色、澄清和无臭味。我国人习惯饮用煮沸过的水，是一个良好的卫生习惯。但是，煮沸过的水也不是完全干净的，里面还是含有一些杂质。要得到纯净的水该怎么办呢？那就要用到物质分离妙法——蒸馏。
蒸馏是化学中常用的得到纯净物的方法。它根据各种物质沸点的不同，利用再冷凝来收集不同温度时蒸发的蒸汽，就可得到被分离的纯净物。对水而言，1.325kPa压力时纯水的沸点为100℃，因此将水加热到沸腾，然后收集100℃蒸汽所冷凝下来的水即为蒸馏水，这样原先含于水中的化学杂质仍留于蒸馏残液中。为常用的一种蒸馏装置。
用蒸馏的方法虽可将水中不挥发物质如钠、钙、镁及铁的盐除去，但溶解在水中的氨、二氧化碳或者其他气体和挥发性物质则随着水蒸气起进入冷凝器，旋而又溶入收集的水中。除去这类气体的一个有效方法是使水蒸气一部分冷凝，一部分任其逸去，原溶解于水内的气体和挥发性物质即随逸出的部分而被除去。欲得到纯度更高的蒸馏水，可将普通蒸馏水中先加入高锰酸钾的碱性溶液，进行蒸馏以除去其中的有机物和挥发性的酸性气体（如二氧化碳）。然后于所得的蒸馏水内加入非挥发性的酸（如硫酸或磷酸）再行蒸馏又除去氨等挥发性碱。这样制得的蒸馏水又称为重蒸馏水。
蒸馏在石油炼制、石油化工、基本有机化工、精细化工、高聚物工业、医药工业、日用化工及轻工业等部门得到了广泛的应用。如，石油炼制是用蒸馏的方法把原油按沸点的高低分离为汽油、煤油、柴油、重油等产品；空气中氧气与氮气的分离，先将空气降温、加压，使之液化再进行精馏，获得较高纯度的氧和氮；聚合级的乙烯、丙烯生产也是先将炼厂气或裂解气压缩液化后，再进行精馏。因此，蒸馏是化工及其他工业部门最主要的一种传质分离的单元操作。
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蒸馏操作的分类
蒸馏操作可以按不同的方法分类。按操作方式可分为连续蒸馏和间歇蒸馏。在现代化的大规模的工业生产中多为连续蒸馏，在小规模或某些特殊要求的场合和实验研究主要采用间歇蒸馏。按分离的难易或对分离的要求高低来分，蒸馏操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏和特殊精馏，对较易分离或对分离纯度要求不高的物料，可采用简单蒸馏或平衡蒸馏，而对分离纯度高或难分离的物料，一般采用精馏的方法分离，而对于普通蒸馏方法无法分离或分离时操作费用和设备投资很大，经济上不合算时可采用特殊蒸馏（如恒沸精馏、萃取精馏、分子蒸馏等）。按操作压强分，有常压蒸馏、减压蒸馏和加压蒸馏，通常情况下采用常压蒸馏，对于沸点高或热敏性物料采用减压蒸馏，而对常压下为气态或常压下沸点很低的物料（如氧气、氮气、乙烯、乙烷等），一般采用加压蒸馏。按所要分离混合物的组分数分，蒸馏分为双组分蒸馏和多组分蒸馏（精馏）。
溶解不了的物质
不少人喜欢将豆腐和菠菜同放入火锅中煮食。殊不知这种食法不仅影响人体对营养素的吸收和利用，久食之，还有引发结石病的危险。为何豆腐和菠菜不宜同煮食？
这是因为制作豆腐的原料大豆含有较高的钙质，而且在豆腐制作过程中还要加入石膏或盐卤，石膏中有较多的硫酸钙，盐卤中含有较多的氧化镁，而菠菜中含有较多的草酸。当你把豆腐和菠菜同煮时，豆腐中的钙、镁离子便会和草酸起化学反应，生成不溶于水的沉淀——草酸钙和草酸镁。草酸钙、草酸镁人体难以吸收和利用，而且还是体内的重要成分之一，因而久食之，可能引发结石病。
那么，什么是沉淀呢？
沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。固体进入水中，固体表面的分子或离子在周围水分子的作用下离开固体表面而进入水溶液的过程叫做溶解。如果只把溶解看成是一个简单的物理过程，溶解度可用单位体积溶剂中可溶解的物质的质量来表示。以水做溶剂时，则习惯上用100克水中最多可溶解的溶质的克数来表示该物质的溶解度。通常把常温下溶解度小于0.01克/100克水的物质称为“难溶物”，例如，硫酸钡、硫化汞等都属于难溶物质。
在实际工作中，所遇到的沉淀类型可粗略地分为两类。一类是晶形沉淀如BaSO4等；另一类是无定形沉淀如Fe2O3·xH2O。它们之间的主要差别是颗粒大小不同。晶形沉淀的颗粒直径约为0.1～1微米，无定形沉淀颗粒直径一般小于0.02微米，而凝乳状沉淀介于两者之间。生成的沉淀属于何种类型，首先取决于沉淀物质本身的性质，其次与沉淀生成时的条件有密切关系。因此，必须了解沉淀的形成过程和沉淀条件对沉淀颗粒大小的影响，以便控制适宜的条件，获得符合要求的分析结果。
沉淀又是怎么形成的呢？
沉淀的形成过程是一个复杂的过程，这里只作简单介绍。在一定条件下，将沉淀剂加入到试液中，当形成沉淀的有关离子浓度的乘积超过其溶度积时，离子通过相互碰撞聚集成微小的晶核。晶核形成后，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉积在晶核上，晶核便逐渐长大成沉淀微粒。
由离子聚集成晶核，再进一步聚集成沉淀微粒的快慢称为聚集速度。在聚集的同时，构晶离子又能按一定的顺序排列于晶格内，这种定向排列的快慢称为定向速度。如果聚集速度大，而定向速度小，即离子很快地聚集拢来生成沉淀微粒，但是却来不及进行晶格排列，这时得到的是无定形沉淀。反之，如果定向速度大，而聚集速度小，即离子缓慢地聚集成沉淀，而且有足够的时间进行晶格排列，此时得到的是晶形沉淀。
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牛奶、豆浆加红糖产生沉淀
牛奶和豆浆中的蛋白质含量都不少。这些蛋白质遇到较多的酸时，会立刻发生变性，失去其均匀而稳定地分布状态，而在液体中沉淀下来。红糖是一种未经提炼的粗制糖，带有很多从原料中夹杂来的有机酸（像草酸、苹果酸、柠檬酸、酸性氨基酸等）。这些酸虽然吃不出来，但足以使牛奶和豆浆蛋白质发生变性沉淀。据测定，100克红糖里含的酸，需20～24毫升0.1mol/L的氢氧化钠才能中和掉（绵白糖只需3～4毫升）。在鲜奶或豆浆中加入3%以下的红糖，因为含酸量较少还不至于发生沉淀（如牛奶、豆浆本身已不新鲜则也可发生沉淀），当红糖加到5%时，沉淀就很明显了。所以吃牛奶、豆浆时应尽量用白糖，不得已用红糖时也要尽量少用。
火灾爆炸的主要原因
顾名思义，火灾是由于建筑物、森林等物质资源着火燃烧，而给人们的生命、财产造成破坏的一种灾害。一旦火灾建筑物中有液化气罐，发生爆炸时，人们会忽然听到一声巨响，会看到炸坏的罐体带着高温爆炸气体、火光和浓烟腾空而起。那么，生产生活中的火灾爆炸的主要原因是什么呢？
我们知道，燃烧是一种放热发光的氧化反应。最初，氧化反应被认为仅是氧气与物质的化合，但现在则被理解为：凡是可使被氧化物质失去电子的反应，都属于氧化反应，例如氯和氢的化合。氯从氢中取得一个电子，因此，氯在这种情况下即为氧化剂。这就是说，氢被氯所氧化，并放出热量和呈现出火焰，此时虽然没有氧气参与反应，但发生了燃烧。又如铁能在硫中燃烧，铜能在氯中燃烧等等。然而，物质和空气中的氧所起的反应毕竟是最普遍的，是火灾和爆炸事故最主要的原因。
可燃性气体与氧混合后，之所以会引起爆炸是因为可燃物与氧气在大范围内混合均匀，一经点火局部发生的氧化反应热能迅速传播到整个体系而导致爆炸。氧化反应得以维持的前提是能量源源不断地补充，如前所说燃烧中产生能量又去引发别的物质燃烧，因此，反应中的两种物质浓度必须满足它们在反应中的化学计量比例。若某一种物质的量少于一定的浓度，该反应也就难以连续而迅速地传播。因此，可燃性气体的爆炸能否实现，取决于体系中的可燃物与氧的浓度是否达到一定的比例。可燃物太少不会引起爆炸，氧气太少也不会引起爆炸。这就出现了两个浓度限制。这两个浓度限制就是我们所谓的爆炸极限。如氢气是可燃气体，它与空气混合可以形成爆炸性体系，一经点火即爆，但是它有爆炸极限，低限为氢的浓度为4.0%，高限为78%。也就是说，氢气在空气中的浓度超过4%或者低于78%均会引起爆炸，而在这两个浓度之外，虽经点火也不会爆炸。同样，汽油蒸气也是可燃性气体，它的爆炸极限为1.4%～6%，苯的爆炸极限为1%～7.1%。
爆炸极限的概念对我们处理危险性可燃物时十分重要，若发现有可燃性气体溢出并与空气混合时，必须注意不能动用明火，包括开启电源开关等，同时立即通风排气以降低可燃物的浓度，使其低于爆炸极限。例如在家庭中发现有煤气泄漏时就应该谨慎处理，切记不可动用明火。如果一间厨房的空间是12立方米，只要从钢瓶中漏出0.2立方米的液化气，厨房里的空气就形成爆炸性气体，一旦遇到火种，就会立即燃烧爆炸。液化气的着火温度比汽油还要低得多，因此当液化气遇香烟头、灼热物体、金属摩擦撞击产生的火星或静电火花时，就能立即引起爆炸燃烧。而且液化气比空气重，泄漏时沉积在低洼处，不易飘散消失，浓度高时形成飘浮的白色云雾，遇明火即爆炸。
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火灾探测器
火灾探测器种类较多，常见的有感烟、感温、光辐射、可燃气体以及复合式探测器等。其中感烟、感温是目前我国用量较大的探测器。火灾探测器为什么能发现火情和自动报警呢？因为发生火情后会伴随着产生烟雾、高温和火光（光辐射），探测器内装的元件对这些都很敏感。探测器将火灾信号（烟雾、高温、光辐射）转换成电信号，输入自动报警器，报警器以声、光信号发出警报，同时发出灯光信号，显示火灾发生的部位和地点。
从有机质中分解出无机元素
“庄稼一支花，全靠粪当家”。这句农谚是祖祖辈辈种田经验的总结。广义上来讲，这里的“粪”指的就是有机肥料，包括绿肥、人粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、沼气肥和废弃物肥料等。我们知道，植物的生长需要氮、磷、钾等元素。可是在庄稼地里施用这些有机肥料怎么会产生氮、磷、钾等无机元素呢？原来，无机元素从有机物质中释放出来靠的是分解作用。
生态系统中的分解作用即物质的逐步降解过程。分解时，无机元素从有机物质中释放出来。它与光合作用时无机营养元素的固定正好是相反的过程，前者是放能，后者是贮能。
分解作用是一个复杂的过程，是碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。由于物理的和生物的作用，把尸体分解为颗粒状的碎屑称为碎裂；有机物质在酶的作用下分解，从聚合体变成单体，例如由纤维素变成葡萄糖，进而成为无机元素，称为异化；淋溶则是可溶性物质被水所淋洗出，是一种纯物理过程。在尸体分解中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。
当植物叶还在树上时，微生物已经开始分解作用：活植物体产生各种分泌物、渗出物，还有雨水的淋溶，提供植物叶、根表面微生物区系的丰富营养。枯枝落叶一旦落到地面，就为细菌、放线菌、真菌等非生物所进攻。活的动物机体在其生活过程中也有各种分泌物、脱落物和排出的粪便，它们又受各种分解者所进攻。分解过程还因许多无脊椎动物的摄食而加速，它们吞食角质，破坏软组织，使微生物更易侵入。食碎屑动物如蚯蚓、弹尾目昆虫等，它们的活动使枝叶等有机残物的暴露面积增加数倍。因为这些食碎屑动物的同化效率很低，大量的未经消化吸收的有机物通过消化道而排出，很易为微生物分解者所利用。从这个意义上讲，大部分动物，既是消费者，又是分解者。
分解过程是由一系列阶段所组成的，从开始分解后，物理的和生物的复杂性一般随时间进展而增加，分解者生物的多样性也相应增加。这些生物中有些具有特异性，只分解某一类物质；另一些无特异性，对整个分解过程起作用。随分解过程的进展，分解速率逐渐降低，待分解的有机物质的多样性也降低，直到最后只有无机元素存在。
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绿肥
在收完庄稼后的闲地里，常常种上苜蓿等草类作为绿肥。也有些地方，是收集青草埋在坑里沤制来获得绿肥。绿肥是一种很不错的天然肥料。然而，它一定要沤烂了才能施用。这是为什么呢？原来，没沤烂的绿肥中含有许多复杂的有机物，它们大都不溶于水，只有彻底沤烂，全部分解成能溶于水的东西，庄稼才能吸收。当绿肥沤制时，细菌分解有机物，进行氧化，能大量地增加土壤中的氮、磷、钾、钙、镁和各种微量元素。
“自给自足”的营养方式
大家都知道，无论哪一种生物都必须不断地吃东西，才能生活下去。食肉动物必须吃肉，食草动物一定要吃草。肉和草都是现成的有机物。依靠现成有机物，取得能量和碳素等，以维持生命活动的生物叫做异养生物，细菌中的大肠菌、肺炎双球菌也部属这一类，这是一个营养类群。另一个营养类群的生物，合成能力比前一类强大得多，自己就有把二氧化碳合成为有机质的能力，生活上可以“自己靠自己”，就叫做自养生物。
大家也知道，合成作用是要有能量供应的。有些生物具有叶绿素，能通过光合作用得到能量，又有些生物则是通过无机化合物的氧化，取得能量的。于是自养生物又可再分为两小类：前一类直接从光取得能量以进行合成作用的生物，叫做光能自养生物，如高等植物、兰绿菌等；后一类通过化学反应（无机化合物氧化）取得能量进行合成作用的生物，叫做化能自养生物，种类比较少，只限于一些细菌，所以也可以简单地把它们叫作化能自养菌，把这些微生物进行的营养方式称为化能合成作用。
化能自养菌，根据它们要求的特定的能量来源的不同，可以细分为硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌等等。硝化细菌是氧化无机氮化合物取得能量以把二氧化碳合成为有机物的细菌（图1-14），包括亚硝化菌和消化菌两小类，前者是把氨氧化成亚硝酸，后者则是把亚硝酸继续氧化成硝酸。氧化无机硫化合物的细菌，可以统称为硫细菌，对能源要求的严格性比硝化细菌稍差，可利用的能源种类也较多，有元素硫、硫化物、硫代硫酸盐等，包括的菌种也比较多，有的可以运动，有的不动；有的喜酸，有的喜碱；有的嗜中温，有的嗜高温；最著名的一属是硫杆菌属，形态上和硝化细菌相似。硫化氢本来对农作物是有害的，但经过这一类细菌的作用，把其氧化成硫酸盐，作物就可以利用了。铁细菌，简单地说，就是能通过把Fe+2化合物氧化成Fe+3化合物，以得到能量的一类细菌。氢细菌是能够利用分子态氢和氧之间的反应所产生的能，并以碳酸作唯一碳源而生长的细菌。
这些微生物的活动，对维持地球上物质循环的平衡以及对净化环境具有重要作用。
自然界中各种物质的转化，碳、氦、磷、硫等各种元素的循环，都是由异养和自养两大营养类型的细菌来共同完成的，缺少哪一类也是不行的。土壤中没有硝化细菌，有机氮的分解只能停留在氨的阶段，植物不能很好地利用；没有硫化细菌，有机物中的硫，只能呈硫化氢累积下来，不只作物得不到必需元素的供应，反而要受到它的毒害。硝化细菌、硫化细菌等化能自养菌生命活动的结果，往往产生大量的酸，如硝酸、硫酸等可以提高多数磷肥在土壤中的速效性和持久性，可以医治马铃薯疮疥病一类的植物病害，也可以使碱土得到程度不等的改良。
近年来，国际上出现了能源危机，各国竞相采用各种办法加以解决。我国除石油蕴藏丰富之外，油母页岩蕴藏量更富，其中所含的石油，用蒸馏法提出，能量消耗太大，国外正在研究利用硫杆菌产生硫酸，把油母页岩中的白云石分解，把石油释放出来，如果能以实现，我国石油产量至少可以增加一倍。
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化能自养菌的危害
硫杆菌等化能自养菌产生大量的硫酸，腐蚀性很强，不只可以腐蚀水管、汽管、油管等各种铁质管道、抽水机等，在煤矿、铁矿、铜矿、金矿等各种矿井中引起破坏；也可以腐蚀混凝土和石头建筑，破坏堤防、桥墩，造成经济上的损失和保存古代文物和建筑上的困难。许多矿泉水含有亚铁离子和其他微量元素，对某些慢性病有相当高的效疗，经过铁细菌的氧化，亚铁变成了高铁，沉淀下来，疗效大减；污水处理中的活性污泥，呈棉絮状时，活性最高，线状铁细菌繁殖以后，结块下沉，活性丧失；各类工厂的水管，特别是肥料厂的进水管，也可以因以阻塞，减低流速，造成事故。