人类和化学关系非常密切。客观地讲，正是由于化学元素之间互相作用，产生变化，生成千千万万种化合物、混合物，才形成了丰富多彩的物质世界，孕育了生命，孕育了人类。就是这百来种“化学元素”构成的物质世界，支撑着人类所有的活动。如，生活和工农业生产为我们的生活和工农业生产提供了近乎无穷的原料，焰火和霓虹灯把我们的世界装点得五彩缤纷，由于新材料的出现，我们有了更多的选择……总之，化学永远伴随着人类的各种生产活动和社会活动，永远和人类的生存和发展分不开，化学永远是我们的“伙伴”。
地球生命的诞生之谜
在广阔的自然界里，生存着多种多样、千奇百怪的生物。除开那些光是留下化石作为“展品”的古生物不算，世界上已知现存的动物就有一百一十多万种，还有五十多万种植物和微生物。这些生物是怎样产生的呢？生命的本质究竟是什么呢？这得从有机物和无机物谈起。
早先，人们把世界上的化合物分成两类：一类受热后保持原样，广泛存在于空气、海洋、土壤等没有生机的非生物界，这叫做无机物；另一类物质受热以后发生根本性改变，通常只能从生物体和它们的产物里得到，这叫做有机物。瑞典化学家贝采里乌斯于是认定：生命的化学完全是另一门学科，它遵循着自己的一套神秘的规律；有机物和无机物之间存在着不可逾越的鸿沟，有机物只能由活组织才能制造出来。
可是，时隔不久，正是贝采里乌斯的学生、德国化学家维勒，第一次用无机物氰酸铵作原料，仅仅通过加热的办法，就制得了一种实实在在的有机物——尿素。十七年以后，另一位德国化学家科尔贝，又用最简单的元素人工合成了有机物醋酸。这样一来，有机物和无机物之间的绝对界限被打破了。
有机物都是含碳化合物，结构比较复杂，其中包括醇类、醛类、酮类、醚类等等。十九世纪中叶，人们发现，在几百万种有机物里面，有两种物质是生命的基础：一种叫核酸，最早是在细胞核里被发现的；另一种是蛋白质，从加热后能凝固的蛋白体物质那里得来。蛋白质的大名我们早就听说过，它是构成生物体的主要物质之一，是生命活动的基础。核酸是生命本身最重要的物质，没有它，活的机体就不能繁殖，当然也就不会出现生命。这就告诉我们：生命是物质的，是物质发展到一定阶段的产物。
那么，生命又是怎样开始的呢？
二十世纪二十年代，前苏联生物化学家奥巴林和英国生物学家霍尔登提出了生命的化学进化论。他们认为，在生命本身进化以前，还存在着一个化学进化阶段，生命的出现是一系列化学反应的结果：第一步，原始大气和海洋里的无机物生成了低分子有机化合物；第二步，低分子有机化合物生成了高分子有机化合物；最后第三步，生成了能够自我复制和繁殖的原始生命体。
化学进化论为我们描绘了一幅初期地球的图景：
原始太阳系星云慢慢地凝聚成了我们初期的地球。初期的地球冷却以后，火山喷发出大量的气体——氢、水汽、氮、氨、甲烷、二氧化碳、一氧化碳等等，组成了原始的大气。
在初期的地球上，自然界进行着威武雄壮的活动。天空中的闪电，喷出地面的热熔岩和热泉水，太阳发出的紫外线，来自宇宙空间的辐射，它们结合起来向原始大气进攻，把原始大气里的成分改造成为甲醛、氢化氰和其他一些与生命有关的物质。这些物质溶解在雨水里，落进原始海洋，通过化学反应又进一步生成氨基酸、糖类和嘧啶、嘌呤等等。要知道，生命的基础——蛋白质和核酸，恰恰是由这些有机化合物组成的哩！
大大小小的有机物聚集在原始海洋里，用不着害怕会有生命来消费它们。海流把它们带到安全地带，既避开了强烈紫外线的照射，又远离放射性活跃的海底，结果它们越聚越多，简直可以把原始海洋里的这部分海水看做是充满有机物的“肉汤”。
许多亿年过去了，“肉汤”里的简单低分子有机物质发展变成了蛋白质、核酸等一类复杂的高分子有机物。最后，地球上终于出现了类似细胞的、具有完整新陈代谢作用的原始生命体。
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1952年，还是一名研究生的美国化学家米勒，很想探索一下地球上的原始生命究竟是怎样出现的。他模拟原始大气的条件，让加上氨、甲烷和氢的水，循环流过一个电弧。一个星期以后，分析所得到的化学产物，米勒竟意外地发现，产物中有两种最简单的氨基酸——甘氨酸和丙氨酸。这是一个重大的突破，在米勒的实验成功之后，很多的科学家步他的后尘，进行了一系列类似的试验。他们用不同气体不同组分的原始材料，通过放电、紫外线、热能、电子束等自然界可能有的能源作用，合成了大多数的氨基酸，甚至还合成了核糖、脱氧核糖、嘌呤、嘧啶以及维生素等生物有机化合物。
工业的粮食——煤
提起煤来，我们每个人都不陌生。因为很多地区使用的“煤火”就是把买来的煤兑水加点黄土和成泥状，直接用来作为燃料；或者煤末加水和黄土按一定的比例混合均匀后，用特定机器制成小圆球——煤球，用来做饭、取暖等。还有就是大街上常见的烤红薯者，部分使用碳，还有一部分使用煤核儿来烤红薯。
其实，煤的作用不仅仅只有这些，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，被人们誉为黑色的金子、工业的粮食。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。
虽然，人类发现和使用煤炭已经有几千年的历史，但是，对于“煤从何来”的问题，人们却在很长时期内缺乏正确的认识。曾经有过一种说法，认为自然界里存在着一种可以燃烧的“煤液”，煤的生成正是普通的石头被“煤液”浸润的结果。不过因为这种“煤液”谁都没有见过，所以这种说法慢慢地也就不再有人相信了。不难理解，古人的认识受着当时时代条件和科学技术发展水平的限制，对于煤的成因问题还不可能作出科学的结论。
近二、三百年来，随着人类生产实践和科学技术的发展，人们逐渐认识到煤不是一种普通的石头，而是一种可燃有机岩，是由大量的植物遗体经过复杂的生物、物理、化学作用转变而成的一种沉积矿产。在一些年轻的煤层中或煤中的夹石里，人们甚至用肉眼也能看出其中有植物的根、茎、枝、树皮、树叶和花果的痕迹。光看外表不行，还要看看它们的实质。化学分析的结果告诉我们，煤中有机物的化学组成与植物有机体的化学组成基本相似。
既然煤是由植物生成的，那么，绿油油的植物又是怎样变成黑色的像石头一样硬梆梆的煤的呢？
原来，植物死亡以后，遗体的变化在两种不同的外因条件下可以得到两种完全不同的结果。一种是植物遗体裸露在地面上，氧气供应充足，喜氧微生物繁殖迅速，整个植物遗体将通过氧化分解和水解作用变成沼气、二氧化碳和水分等，几乎完全被烂掉，最后只剩下一点点灰烬，这样就根本不能生成煤。
另外一种情况是在低洼有水的沼泽地带（如海滨滨海平原、内陆湖沼、洼地等等）地下水位较高，水量充足，土地肥沃，植物生长茂盛。植物死亡以后的遗体倒进水里，被水层覆盖，或者完全被水浸润，同空气隔绝；或者得不到氧气的充分供应，缺乏喜氧微生物的生活条件。这时植物遗体的分解作用就将逐步减弱，不会很快烂个精光，而是慢慢地形成植物堆积层。
现在该轮到厌氧微生物来发挥作用了。在它们的积极参与下发生了一系列的生物化学反应，得到了许多新的产物，其中最主要的是腐植酸，另外还有沥青质等等，最后植物遗体就变成为一种黑褐色的淤泥状物质——泥炭。
泥炭形成以后，如果由于地壳的运动，使形成泥炭的地带逐渐下降，沼泽地形消失，水流带来越来越多的粘土和泥沙沉积覆盖到泥炭之上，这样泥炭就将被慢慢地埋藏到越来越深的地下。在这里，微生物的作用减少甚至没有了，日益增大的温度和压力发挥了作用。在温度和压力的作用下，泥炭终于变成了煤。
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煤炭分布
煤炭在地理上分布不均匀。现在有八十个以上的国家拥有煤炭，但是目前估计世界煤炭资源的百分之九十八和技术经济可采储量的百分之九十，集中在俄国、美国、中国、澳大利亚、加拿大、德国、英国、波兰、印度、南非十个国家和地区。其中特别是俄国、美国、中国和澳大利亚四国，百分之九十的世界煤炭资源和百分之六十的技术经济可采储量为它们所有。
工业的血液——石油
现在，生活在工业社会中的人们几乎一天也离不开石油，从外出交通工具的燃料、做饭用的液化气、住房内的装饰材料、穿的化纤衣料，到纽扣、圆珠笔等小物品，几乎都是石油或以石油为原料的产品。
那么，你知道石油来自哪里吗？
石油隐藏在地下，从几十米、几百米，直到几千米的深处。人们在石油隐居的石室的顶上，穿过坚硬的岩石，打通一口口千百米深的笔直的油井。有些油井下的石油依靠地下气体的压力会喷泉一样地自动喷射出来。有些因为地下压力不足石油不能自喷，人们就要设法把空气或水压下去，帮助它上升，或者用其他办法把它汲取上来。
从油井喷出来的石油，由于成分的不同，有的清澈如水，有的粘滞似油，呈黄色或褐色或黑色，叫做原油。原油可以直接作为燃料，但是这样使用会造成严重的浪费。因为石油含有很多种不同的的成分，各有重要的用法。因此一般不直接使用原油，而先把它送到炼油厂里加工精炼。第一步要使不同沸点的成分互相分开。用油泵把原油压到一种管形炉的钢管中，加热到400℃左右。于是有些成分变成了气体，有些还是液体，这种气体和液体的混合物流到一种叫做分馏塔的特殊结构中。塔内分成若干层，在这里混合物中的轻而清的成分上升，重而浊的成分下降。
最上面的是各种小分子的烃，它的分子所含的碳原子数一般在五到十一之间。冷却成液体就是汽油，还有部分的溶剂油。其下的一部分烃混合物，分子中含有的碳原子数从十一到十七，这就是煤油。再下层的一部分烃混合物，碳原子数更多，叫做柴油。最下层是粘稠的黑色液体——重油。把重油继续分解，可以得到很多种润滑油和固体的石蜡。残留下来的物质叫做残油，经过加工后就成石油沥青。
在这些产物中最重要的要算汽油了。可是用上述分馏法从石油中提炼出来汽油只占15%～20%。远远不能满足人类对汽油的巨大需要。化学家想，既然汽油是由小分子低沸点的烃组成的，如果能使石油中含有的大分子的烃分裂成小分子的话，不就可以大大增加汽油的产量吗？根据这一原理，他们发明了一个方法，叫做热裂化法。就是，在隔离空气的条件下把大分子烃加高热，于是，它们逐步裂成碳原子数在5～11间的各种小分子烃——汽油的成分。这样从石油中取得的汽油可以达到45%。如果应用一种适当的催化剂——一种催使其他物质迅速发生化学变化的物质的话，还可以在较低的温度和压力下使煤油和柴油变成了汽油。
把分馏出来的石油产物进一步精制，可以得到很多有价值的制品。由于近年来化学工业和石油工业的长足发展，从石油制成的产品越来越多，目前已有二千多个品种，例如，汽油就有四五十种，煤油有十多种，石蜡油有一百多种，而润滑油更多至一千多种……它们是现代工业的重要的动力来源。它们燃烧时放出的能力推动了许多机器运转，使汽车、火车（柴油机火车）在陆上奔驰，使飞机喷气机在天空翱翔。它们还提供了一切机械——从涡轮机之巨到钟表机械之微——所必需的各种各样的润滑油。有人计算出，在工业发达的国家里，工业和交通运输业的动力的半数左右，润滑油的90%都是来自石油。所以，人们把石油说成是工业的血液。
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寻找石油
石油宝藏深埋地下，世界上也没有可以照见地下宝藏的“照宝镜”。这就需要工人、地质学者和其他学者以及工程技术人员的艰辛劳动，进行广泛的探勘工作了。他们翻山越岭，穿沙漠，过草原……从地质构造和其他有指示意义的现象上寻找苗头；利用近代地质物理的技术和原子能等尖端技术从多方面进行探测；打井取样，钻取岩心，进行分析，还要研究微生物化石、矿物质含量……经过一系列的巨大而复杂的劳动以后，才能确定地下的情况和油田的大小。
“颜色”对化学的帮助
颜色在画家笔下，可以绘画出形形色色的生动形象来，给人以美的享受。随着科学事业的发展，颜色不仅在绘画上、装饰上具有不可缺少的地位，人们经过长时期的实践研究还发现了颜色更重要的作用，从而创立了光谱分析。光谱分析创立以后，发现了一大批化学元素，并对以前发现的化学元素又做了系统的检验。
正如任何一个发明都有漫长的历史一样，光谱分析的创立也有着悠久的历史。
金属离子在高温时发出不同颜色的光的现象，在化学上称为焰色反应。早在1758年，有一位叫马格拉夫的科学家就注意到，在火焰上撒上钠盐，火焰就呈现黄色，撒上钾盐则呈现紫色，只不过对这种现象他还缺乏深刻的认识。实用光谱学是由本生与基尔霍夫在19世纪60年代发展起来的。
1858年，本生在一次实验中，用白金——铂镊子夹了一颗食盐晶体，放在“本生灯”（本生发明的火焰没有颜色的煤气灯）上灼烧，本来无色的火焰变成了亮黄色的火焰。火焰颜色的变化，引起了本生极大的兴趣，于是他就把各种化合物一一放在灯焰上灼烧，他发现凡含有钠的化合物都能使灯焰呈亮黄色。改用白金丝蘸一点钠溶液，在灯上灼烧，也能得到同样的结果。于是本生总结出灯焰变色是钠离子起的作用，他把亮黄色灯焰称为钠离子的特征焰。本生坚信，自己已经发现了一种最重要的化学分析方法，而且这种方法能把化学分析大大简化。
本生接着自己的思路继续做实验，但是问题比意想的要复杂得多，最困难的就是复杂物质的各种焰色混合在一起，特别是钠的黄色火焰，几乎把所有物质的火焰的颜色都掩盖了。这怎么办呢？本生又试着用各种滤光镜把各种颜色分开，效果比用肉眼直接观察好了一些，但还有许多问题解决不了，例如紫红色的锂的火焰和洋红色的锶的火焰，就十分难辨别，如二者混到一起就更难办了。本生为这些问题所苦恼，他吃不好，睡不着，一连几昼夜钻在实验室里进行实验，始终找不到解决问题的钥匙。这时，他想起了他的一位最亲密的朋友，这就是德国著名物理学家基尔霍夫。
基尔霍夫对本生的设想大加赞赏，并建议本生用分光镜来观测各种化学物质的光谱。以后，本生开始与基尔霍夫密切合作。基尔霍夫负责连夜改装分光镜，他们的第一台分光镜说来也非常简陋。基尔霍夫把一架直筒望远镜和三棱镜联在一起，设法让光线通过狭缝进入分光三棱镜。这实际上就是本生和基尔霍夫共同发明的第一台“光谱仪”。
后来经过大量的实验和进一步研究发现，任何金属离子都能使灯焰变色，每一种金属离子都有其特征焰，如钾离子的特征焰为紫色，锶离子为猩红色，钙离子为砖红色，钡离子为绿色。而且，本生和基尔霍夫还发现，金属及其盐类的火焰光透过三棱镜后被分成若干条不同颜色的线，每种元素的色线都按一定顺序排列在固定的位置上。就是几种盐混合以后进行的灼热，其中各种元素特有的彩色线条和位置也不变。
光谱分析法对于化学这门学科的发展有着举足轻重的作用。它显示出极大的优越性，并在科研和生产中得到迅速推广。本生和基尔霍夫立即用他们发明的光谱分析新方法检验各种物质，首先在1860年5月10日，在矿泉水中发现了新元素铯；1861年2月23日，在分析云母矿时，又发现了新元素铷。后来，化学家们用他们的方法又发现了铊、铟、镓、钇、钬、铥、钐、钕、镨等元素。
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本生灯
本生灯是德国化学家本生为装备海德堡大学化学实验室而发明的，是一种用煤气为燃料的加热器具。在本生灯发明前，所用煤气灯的火焰很明亮，但温度不高，是因煤气燃烧不完全造成的。本生将其改进为先让煤气和空气在灯内充分混合，从而使煤气燃烧完全，得到无光高温火焰。火焰分三层：内层为水蒸汽、一氧化碳、氢、二氧化碳和氮、氧的混合物，温度约300℃，称为焰心。中层内煤气开始燃烧，但燃烧不完全，火焰呈淡蓝色，温度约500℃，称还原焰。外层煤气燃烧完全，火焰呈淡紫色，温度可达800～900℃，称为氧化焰，此处的温度最高，故加热时应充分利用氧化焰部分。
不怕寒冷和炎热的橡胶
大约在五百多年前，墨西哥的原始大森林里居住着许多印第安人，发现一种很高的大树。这种树虽然高大无比，但却多愁善感，只要碰破一点树皮，就会流出像牛奶似的泪水。这“泪水”粘糊糊的，能形成薄膜，不漏水、不透气，有弹性，它就是我们现在说的胶乳。会流泪的树就是橡胶树，“橡胶”一词就是印第安语“木头流泪”的意思。
后来，勤劳聪明的印第安人，利用乳胶做成雨鞋和盛水工具。他们先把自己的脚用树叶包住，再把搜集在一起的乳胶浇在脚上，几天后形成了胶膜，树叶枯萎了，脱下来就做成了一双适合自己脚型的雨鞋。同样，先用泥做一个泥水壶，再在泥壶上抹几遍胶乳，最后将泥壶打碎，倒出土块，就做成了橡胶水壶，这就是最早的橡胶制品。哥伦布第二次航海行驶到拉丁美洲的海地，亲眼看到当地人穿戴和使用这种橡胶制品。他们还将胶乳凝结后做成球来玩儿，这球落到地面后，竟然会弹跳到和原来相差无几的高度。
但是，用树汁晒干成的橡胶，叫做生胶。它生性娇气，稍一受热，就变得像面团似的，又黏又软。天气一冷，它又变得像玻璃一样又硬又脆，这就使橡胶的使用受到很大限制。该怎么办呢？
美国有一个贫穷的发明家固特异，他决心把生胶改造成既富有弹性又坚韧结实的理想材料。当时炼钢技术给了固特异很大的启发，钢的性能比较好，是因为钢中添加了其他元素。那么，往生橡胶中添加其他物质，会不会也使橡胶的性质改善呢？他经过大量的试验和失败，终于发现，在生胶里掺入一些硫磺，再放在炉子上适当加热，生橡胶就会脱胎换骨，成了熟橡胶。熟橡胶比生橡胶弹性更好，无论严冬、酷暑，它又都能保持柔软和弹性，既不发黏又不变脆，这就是橡胶工厂中的“硫化”处理。
硫化过程到底是怎么回事儿呢？
原来，橡胶也是和塑料一样的高分子材料，分子在橡胶中排成长长的链，它们之间互相卷曲纠缠。当受到外力作用时，排列就会变形；外力去掉后，它又恢复原状，所以橡胶具有弹性。
但是，生橡胶受热，里面的分子运动就加剧，各自开始散开流动，橡胶就发黏变软；一遇冷，分子运动呆滞，互相挤成一团，橡胶就发硬变脆。而经过硫化处理后，硫原子在生胶的大分子之间建立起“桥梁”，仿佛一个个小弹簧，更加富于弹性，同时使原来像一团乱麻似的结构联成一个整体，强度大大提高。受热遇冷，不黏不硬。
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橡胶树的分布
橡胶树不仅生长在墨西哥一带，如巴西的亚马逊河流域也是橡胶树的可爱故乡，亚洲喜马拉雅山南麓以及非洲中部都有橡胶树种。我国也有富饶的天然橡胶资源，例如广东、广西、四川、云南、台湾等地都有橡胶树。但以巴西橡胶树为最好，它生长快，寿命长，产胶量最大，胶质好。播种后第一年就可长到两米，五、六年后就能割胶，胶乳盛产期可达十年到二十年，一棵橡胶树寿命可达四十年之久，终生可产胶乳五十多千克。
让车轮轻快的旋转
自从自行车发明以来，自行车经过无数次的改进才达到今天这样几乎是完美无缺的程度。可是自行车的主人几乎从不去注意轮胎，除非要充气或弃旧换新。其实，轮胎的优劣直接影响到自行车的运行，好的轮胎会使人骑起车来感到非常轻快。那么，充气轮胎是谁发明的呢？
发明充气轮胎的人是一位名叫邓洛普的医生。邓洛普很溺爱自己的儿子，他弄了一辆自行车，供儿子骑着玩。当时的自行车还是木轮的。儿子骑着吱吱嘎嘎的破车，在疙疙瘩瘩的路上颠颠簸簸地冲撞，时常摔得鼻青脸肿、头破血流。
邓洛普看到儿子摔成这副样子，很是心疼。有心叫儿子不玩这倒霉的烂车子，可儿子偏不干，再说他也不忍心惹孩子不高兴。他摸了摸儿子头上的大包小包，无可奈何地摇摇头，苦笑两下，只好又由着儿子去了。
伤未痊愈重返前线的“小英雄”又耀武扬威地踏着嘎嘎响的车与看热闹的现众见面了。车子忽上忽下，震得“小英雄”五脏六腑都快倒出来了。忽然，车轱辘撞在一块石头上，车子摔得四分五裂，“小英雄”也摔得鲜血直流。
这可把邓洛普吓坏了，他说什么也不让儿子再玩车子了。但儿子嘴硬，说：“就要玩！”邓洛普感到问题严重，想买辆高级的自行车，便四处打听，可都说没有。在别无他法的情况下，他想自己动手改进一下，但又觉得自己是个行医的，对铁木器不怎么在行。
邓洛普在花园里种了不少花，他想教儿子养花，借此来转移儿子的兴趣。一天，天气较热，他手拿橡胶管给花浇水时，觉得水管很凉快，由于水在管内流动，震得手心痒痒的，感到挺有意思，便下意识地将手一紧一松，这样痒感就越发明显了。橡胶管的这种弹性，使他联想到了儿子小时候那又细又软、一捏一弹的小胳膊；由儿子的胳膊，他一下又想到了儿子爱玩的车子。他想：“假若把这灌满水的橡胶管安到自行车轮上，车轮就有了弹性，这不就能减轻车子的颠簸了吗？”
想到这儿，他高兴极了，便慌忙收拾水管，恨不得马上就把管子安到自行车上去。
按照设想，邓洛普反复进行了试验。常常不是管子破了，就是水漏了，有时甚至是管子掉了下来。邓洛普是个细心而又有耐心的人。他不厌其烦地反复试验，没出多久，终于用浇花的橡胶管制成了轮胎——全世界所有自行车轮、汽车轮等橡胶轮胎的老祖先，当时是1888年。不过，邓洛普起初往轮胎里灌的是水而不是气。
自行车装上灌水的轮胎，比原来光木轱辘时是要好一些，颠簸得到一定的缓冲。后来，有人把灌水轮胎改为弹性更大的充气轮胎。这样，自行车便既轻便，又灵活，颠簸也微不足道了。于是，自行车很快就博得众人的喜爱，并得以普及。
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轮胎所耗用的橡胶
在人类生产的橡胶制品中，轮胎所耗用的橡胶量大得惊人。一辆普通的载重汽车所需用的二百多千克橡胶中，绝大部分是被地面“吃掉”的。二十世纪七十年代的一份统计资料表明：仅仅在美国的公路上，每年汽车轮胎磨损掉的橡胶至少达20万吨！
神奇的万能油膏
“脸红什么？”
“精神焕发！”
“怎么又黄啦？”
“防冷涂的蜡。”
这是《智取威虎山》这出戏中，侦察英雄杨子荣打入虎穴，同匪首座山雕周旋时的两句对话。
确实，在高寒地带，人们在野外执行任务时，为了保暖和保护裸露的皮肤，是要涂些“蜡”的。不过，那并不是真正的蜡，而是凡士林。
可是，凡士林是谁发明的呢？知道的人恐怕就不多了。
凡士林的发明者是美国纽约的一名药剂师，名叫切森堡。1859年，切森堡去美国宾夕法尼亚洲新发现的油田参观。在那里，他看到石油工人非常讨厌抽油杆上所结的蜡垢，因为必须不断地将它们从杆上清除掉。可是，工人们又很喜欢这种蜡垢，因为它们有止痛作用。切森堡好奇心起，收集了一些杆蜡带回家中，以后他花了11年时间，仔细研究了杆蜡的性质，研究如何提炼和净化其中的渣滓。那个时候，大部分药膏都用动物脂肪和植物油，如牛油、猪油和棕桐油等制造，日久会腐败变质，气味难闻，不能使用。他想，如能从杆蜡中提炼出不会腐败变臭的油膏，那该有多好！他经过上百次试验，终于获得成功，并用提炼出来的油膏治疗自已故意割伤、灼伤的伤口，证明能安全使用。这样，到1870年，他建立了第一家制造这种油膏的工厂，并将产品命名为“凡士林”。
现在，我们知道凡士林是白色、浅黄至黄色、半透明澄清软膏状物，与皮肤接触有滑腻感觉，无臭、无味或几乎无臭、无味。熔点38℃-60℃，相对密度0.815～0.83.易溶于乙醚、石油醚、多种脂肪油、苯、二硫化碳、氯仿和松节油，难溶于乙醇，几乎不溶于水。加热即成为透明液体，在暗处经紫外线照射可发出荧光。
今天，凡士林油膏行销140多个国家和地区，具有几千种用途。例如：妇女们用它擦去眼皮上的化妆品；牧民们将它搽在手上，以防霜风吹裂；妈妈们喜欢在婴儿屁股上涂一层凡士林，避免因湿尿布长期接触皮肤而引起湿疹；鼻子流血的人也可以把凡士林涂在鼻孔内壁，这样可以阻止继续出血；口腔溃疡的病人也可以先用纸巾擦干患处，然后涂上一层凡士林；游泳者在跳入寒冷的水中之前把它涂在身上，以减少热量散失，保持精力。除了人体外，凡士林还可以用在许多家具、机械等等来防锈、润滑、补裂痕等，薄薄地涂在相机镜头上竟可以制造出柔焦效果般的朦胧美。
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凡士林的生产方法
凡士林的学名叫石油脂，是将石蜡基原油蒸馏后的残留油冷却时所生成的沉淀物，或者将石油贮罐中的沉淀物作为原料，用水蒸汽处理，除去低沸点物，得到粗制品。或者将缸油以溶剂脱蜡法处理之后，经冷却、离心分离、脱油而得到粗制品。粗制品的精制，应避免高温加热，也要避免强酸或强碱处理。将粗制品加热通过活性炭或漂白土，以除去不饱和烃和杂质，再脱臭、脱色。经这样反复操作，其颜色由红变黄，直至成为白色，即得精制品。
野餐后的大收获
今天，玻璃已经走入千家万户，成为非常普通的生活用品和建筑材料。窗玻璃、穿衣镜、灯泡、眼镜、酒瓶……都是玻璃制成的。玻璃的特点是透明，可以加工成各种各样的形状，还不怕腐蚀，用起来得心应手。
那么，玻璃是怎么来的呢？
在传说中，它最早出现在西亚地区。大约在3000多年以前，在地中海沿岸的贝鲁斯河口旁，一天早上，突然来了一艘腓尼基大商船，这艘船上满载着大块大块的天然苏打，腓尼基人准备把它运往欧洲贩卖，可是不料经过这片海域的时候，商船搁浅了。无奈之下，船员们只好下船休息，他们在这片美丽的沙洲上悠闲地散步，谈笑风生。到了中午，有一个船员提议在河滩上野餐，这个建议立即得到大家的响应，于是，炊事员从船上搬下做饭的大锅，顺便还扛下几块天然苏打。他们找到一个风景最美的地方，先把苏打放下，然后把饭锅架在苏打上，这样就可以在苏打中间生火煮饭了。不一会儿，炊烟袅袅，饭菜香气四溢。他们尽情地享受着这顿美食。肚子填饱了，潮也涨起来了，该回到船上了，几位船员忙着收拾炊具。这时，其中一个人惊叫起来：“哇，你们看那是什么？这东西还在发光呢！”他把这些东而从余烬里捡出来，放在阳光下，这几个透明的小球晶莹剔透，像水一样清亮！真是神奇至宝！
这个意外的发现，让腓尼基人欣喜异常，他们想，欧洲皇室最喜欢奢华、高贵，这种东西做成首饰，一定会让他们喜欢的。在这次贸易结束回国之后，他们火热地开展起玻璃的生产来，在特制的炉子中，他们把石英砂和苏打放在一起熔化，再将反应生成的玻璃液倒在不同的模子里，这就做成了各种各样的玻璃球、玻璃坠子，通过他们的海上贸易把这些新鲜玩意儿运往世界各地。当然，许多外国人根本没见过这些稀奇宝贝，于是就与他们变换自己的金银珠宝，这样一来，腓尼基迅速发家致富了，其他民族对他们羡慕不已。纸包不住火，不久，精明的埃及人买通了一个腓尼基技术工人，制造玻璃的秘方就这样被偷到埃及，接着就有更多的人学会了玻璃的制作方法。
这个传说虽然在世界各地广泛传播，可是，依据现代玻璃工艺的原理，玻璃的熔点要在1450摄氏度以上，试问，饭锅下会有这么高的温度吗？所以这并不是玻璃发明的真正历史。关于世界上第一块玻璃发明的具体时间和地点，至今仍然没有定论。一般认为，玻璃诞生于大约5000年前的美索不达米亚平原，随后经过阿拉伯传播到了世界各地。
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光致变色玻璃
随着科技的发展，彩色玻璃的品种越来越丰富，20世纪60年代科学家们又发明了一种光致变色玻璃，它会随着光照的强弱而自动改变颜色的深浅。它的奥秘在哪里呢？
原来，这种玻璃在制作过程中，预先掺进了对光敏感的物质，如氯化银、溴化银等，还有少量氧化铜催化剂。玻璃变颜色，全是卤化银在变“魔术”。卤化银见光分解，变成许多黑色的银微粒，均匀分布在玻璃里，玻璃镜片因此显得暗淡，阻挡光线通行。但是，分解后的银原子和卤素原子还是紧紧挨在起的。当光线变暗时，在氧化铜的催化下，银和卤素重新化合，生成卤化银，玻璃就又变得透明起来。这种分解化合反应随着光线强弱的变化反复进行，使得玻璃变明变暗。而且，这种光致变色玻璃还能吸收有害的紫外线。
玻璃拉成细丝以后
玻璃锃亮透明，用途广泛，人人皆知。遗憾的是玻璃质脆易碎，经不起挤压和碰撞。奇怪的是把玻璃拉成横截面只有头发四分之一的细丝以后，便产生了许多奇妙而可贵的特性：抗拉强度骤然增大为麻、丝、尼龙的三倍，既不会燃烧，又可以抗腐蚀、绝缘、隔热和吸音。这是为什么呢？
原来，任何质地再好的玻璃，尽管人们凭肉眼观察看不到它有点滴破绽，只要置于精密仪器下一测，就会发现有众多的空隙和气泡，这就是玻璃遭到碰撞后粉身碎骨的症结所在。只要把玻璃拉成细丝，玻璃分子便乖乖地有秩序地排列起来，几乎没有间隙的余地，形成表面光滑、粗细均匀、性能独特的玻璃纤维。
玻璃纤维有长短之分。长纤维直径只有三至二十微米，长度可达二十千米以上，很像人造丝，主要用作增强材料。短纤维只不过几十厘米长，看上去就像棉花那样，因此叫它为玻璃棉。
我们知道，飞机的起动机、电车的马达、轧钢机的发动机，高功率的交流发电机都是过载很大的电机，以前都用棉布或丝绸作绝缘体，极易燃烧损坏，寿命很短。现在被玻璃纤维织物取代后，可忍耐130℃以上的高温，隔热保温效果非常显著，因此杜绝了因绝缘体燃烧而被击穿的事故。我国制造的12.5万千瓦和30万千瓦的双水内冷发电机，就是采用玻璃纤维绝缘的，既安全，又可靠。
用玻璃纤维织成的布，再经过专门热处理，会变成像绸布那样柔软轻飘，染色后色彩更加鲜艳夺目。玻璃布不怕火，经久耐用，用来做影剧院的银幕和帐幕、台灯灯罩是再理想也没有了。玻璃布做成的雨衣和防雨帆布，不透水性可以大大提高。在建筑上，用浸透沥青的玻璃布作为防漏材料也得到普遍的应用。
由于玻璃纤维天生透光，医学上用它来制造可以观察人体内部脏器病变的内诊镜，如胃镜、支气管镜、直肠镜、膀胱镜等。因为这些医疗器械的主要部件是一根柔软的光学玻璃纤维束，束内每根纤维表面都涂有不透光的物质。束端分别装上物镜和目镜，利用冷光源发射出明亮的光线，医生就可清晰地看胃壁、支气管壁、膀肮壁上的影像，同时还可装上摄影机把它拍摄下来。
纤维较短的玻璃棉空隙中充有百分之九十以上的空气，导热系数低，热绝缘和吸音性能好，耐腐蚀，又不怕虫蛀，既可耐热防火，又可抗冻抗震，而且施工方便，价格低廉，因此是一种轻质、高效、耐久、经济的工业保温材料。现在许多管道都穿上了用玻璃棉做的“外套”，效果很好。以前我们的冷藏库、电冰箱多用货源少价格高的软木保冷。改用玻璃棉保冷后，效果一样，成本却降低三分之二。
用玻璃棉制成的各类板材，既坚固又轻巧，已被广泛地应用于建筑和造船等工业上。一块厚度仅二十五毫米的玻璃棉板材，保温能力相当于八百毫米厚的砖墙，还具有很强的吸音能力。玻璃棉的比重很轻，每立方米只有二十多千克，有的甚至只有六、七千克，比棉花还轻。用它作为大型远洋客轮或舰艇的隔热材料，比使用其他隔热材料可减轻重量三百八十多吨，船只的吃水量也相应地减少很多。这样不仅可以增加载运量，提高行驶速度，而且可能节省大量的燃料。
玻璃纤维的原料非常丰富。砂岩、石英砂、石灰石、腊石等都是取之不尽、用之不竭的廉价资源。仅一吨砂石原料经过熔炼后，就可拉成纺织五千平方米玻璃布的玻璃纤维。因此发展玻璃纤维工业的前途是非常乐观的。随着国民经济的迅速发展，多能的玻璃纤维必将作出更多的贡献！
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玻璃纤维和通讯
玻璃纤维是一种很好的光学通讯材料。德国科学家曾经利用纤维光学创造了一项传输信息密度的世界纪录。他们用一很特殊的光导玻璃纤维，在一秒钟之内就传输了六十个彩色电视节目，或者同时传送三万二千对电话话路。这种光导玻璃纤维直径不到一微米，与普通电话线相比，输送的情报量要大一千多倍，而且重量轻，五百千米长的光导纤维还不到一千克重哩。
石头竟然能织布
你知道石头能织布吗？石棉布就是用石棉这种石头织成的。它不怕火烧，也不怕酸碱的腐蚀，还能隔音、绝缘。
据说，在公元九世纪时，法国查理曼大帝得知有一好斗的拉杨德酋长，准备对他发起进攻，并派了几个使臣来探听虚实。查理曼胸有成竹，一面密令军队准备战斗，一面准备设宴招待使臣。宴席刚完，查理曼命令仆人把满是油污的桌布，扔进熊熊燃烧着的火炉。过了一会，仆人从炉中把桌布取出，桌布非但未被烧毁，而且油污已清除，洁白如故。使臣们大惊，以为查理曼有什么法术，星夜兼程赶回部落，添油加醋地向酋长报告。酋长听后吓得不得了，于是命令赶快退兵。
原来，查理曼的桌布是用一种纤维状的石头——石棉织成的。其实，早在二千五百年前，我国就利用石棉不怕火的性质，织成了石棉布。公元三世纪时有一本名叫《列子》的书，其中就详细记载了“火浣布”的这种性质。
石棉是一类纤维状的硅酸盐矿物质，基本上可以分成为三类，即温石棉（白石棉）、铁石棉（棕色，长纤维石棉）和青石棉（蓝色）。这种石头生长在岩石的夹层中，质地很柔软，像是一束束的“蚕丝”，用手就能抽出长长的纤维来。由于石棉具有抗拉性强、不易断裂、耐火、隔热、吸声、耐酸、耐碱及绝缘等特性，使它在工业和商业上能得到广泛应用。目前石棉制品已多达千种以上，例如：消防队员、炼钢工人穿的防火抗热衣；电力工业上用的许多绝缘体、保险盖、保险手套；建筑工业上用的隔火板、隔热板以及汽车的制动带和精炼纯酒的过滤器。
既然石棉有这么多的用处，那它是怎样形成的呢？
古罗马人传说，石棉生长在产蛇的印度沙漠，那些地方从来不下雨，石棉习惯了炎热的环境，所以能抗热。西伯利亚人的传说更离奇。他们说石棉是生在一种能在火里生活的蛇体内。这些传说，当然是荒诞的。只是有一种石棉生长在颜色像蛇皮的“蛇纹岩”里面，但与蛇还是毫无关系的。
蛇纹岩是一种变质岩，它是岩浆冷却凝固后形成的岩浆岩。其中有许多微细的裂隙，这些裂隙就成了岩浆里面的挥发性物质——例如水蒸气——的活动场所。岩浆里的挥发物在高压下浓缩成为沸腾的液体。这些液体渗进裂隙时，把裂隙四周的岩石烫化了，结果，在热液流淌过的地方出现了纤维状的岩石。这种岩石与原来岩浆岩的性质大不一样，或者说是“变质”了。蛇纹岩形成以后，热液仍在流淌，一次、二次、三次……纤维一天一天地变长了，也变软了，石棉也就形成了。这种石棉又叫温石棉，是一种含结晶水的镁硅酸盐。它的熔点很高，要到摄氏一千五百度时才会熔化，所以它能防火抗热。
石棉虽好，但它的粉尘对人体有害。石棉工人患肺癌的危险性比普通居民高4.6倍。所以早在70年代，美国便有禁止石棉加工的法律。
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首屈一指的石棉产国
我国产石棉的地方非常多，几乎每个省都有石棉矿，并且石棉的质量优良，任何一个国家也比不过。河北省涞源县出产的石棉，细软洁白，含铁量少；湖北省均县和谷城县产的蓝色石棉，全世界独一无二；西藏自治区西康地区出产的石棉纤维长达128公分，我国的石棉之乡四川省石棉县的石棉，最长的可达1-2米，比世界上任何国家产的石棉纤维都长；陕西省大安县出产的石棉，状如玻璃丝，颜色洁白，纤维长达60公分，也是世界上独一无二的好品种。
“炸神”万贯资财留后人
十九世纪中叶，欧洲工业革命发展得很快，到处要开发矿山、修筑铁路、开凿隧道、挖掘运河……干这些工程都需要炸药。可是那个时候，欧洲使用的仍旧是从中国引去的黑色火药。黑色火药爆炸力小，而且产生大量的烟雾，不能满足生产的需要。有些科学家就想寻找威力强大的新的炸药。
1847年，意大利的一位年轻的化学家，名叫索布雷，他把甘油滴到浓硝酸和浓硫酸的混合液里，得到了一种物质，叫做硝化甘油。当他用酒精灯对这种液体蒸发提纯的时候，突然发生了爆炸。令人奇怪的是，如果把这种液体缓缓地滴到火中，它只是缓缓地燃烧，并不爆炸；如果突然把它加热，或者使它受到猛烈的震动，哪怕它冻成了冰，它也会立即猛烈地爆炸起来。因此人们认为硝化甘油是一种“不可思议的东西”，不敢轻易去碰它。
1860年，年轻的瑞典人诺贝尔看到这份报告，对硝化甘油发生了兴趣。他想：硝化甘油一受热就爆炸，这太危险了，没法应用到生产上去。黑色火药是用一根裹着火硝的药捻引爆的。如果能给硝化甘油研究出一种引爆药捻，使用起来就安全多了。冒着生命危险，诺贝尔开始了实验研究，最终发明了雷管，成功地解决了给硝化甘油的引爆问题。
诺贝尔正式建立了生产新炸药——硝化甘油的公司。他把这种液体盛在陶罐中，成批地运往世界各地。硝化甘油很快就行销全球。
但是，由于这种新炸药经不起震荡，严重的爆炸事故接连不断地发生。有一艘满载硝化甘油的轮船开往巴拿马，在大西洋中遇到了风浪，船身一颠簸，硝化甘油立刻爆炸，轮船顿时在大洋中灰飞烟灭。德国有一家著名的工厂，也因为硝化甘油在搬运中发生碰撞而爆炸，整个工厂立刻变成了废墟。类似的爆炸事件，在美国、意大利、澳大利亚都发生过。于是，瑞典政府以及其他各国政府都下令禁运诺贝尔的新炸药。人们把诺贝尔看作“炸神”，甚至他的邻居也对他下逐客令，似乎同他在一起就意味着毁灭。
在这种困难境况下，诺贝尔没被吓倒。他严肃地思考着一个问题：怎样驯服这种危险的新炸药，使它安全地为人类作出贡献？试验需要继续进行，但是没有人再敢当他的助手，他只好一个人坚持下去；而且不管城镇和农村，都不准他在附近建立实验室。诺贝尔只好造了一般平底船，把船停在湖中心，作为他的实验室。
有一天，诺贝尔在海滨散步，看见一辆满载着液体炸药罐的马车向着海滩驶来。炸药罐在运输途中震破了，硝化甘油正在向外流。这本来是很危险的，但是出乎诺贝尔的意料，并没有发生爆炸，也没有一滴炸药流下来。炸药到哪儿去了呢？诺贝尔仔细一看，原来在炸药罐之间塞着硅藻土。这给了诺贝尔极其宝贵的启发：硅藻土分量很轻，吸收力很强，让硝化甘油吸收在硅藻土里，不就可以将它改造成为安全的固体炸药了吗？
后来，诺贝尔经过苦心研究，创造出另一种固体烈性炸药——硅藻土炸药。这种黄色的固体炸药，运输方便，安全可靠，很快在全世界取得信任，得到普遍的推广应用。诺贝尔因此闻名世界。由于他申请了制造烈性炸药的专利权，他获得了巨大的财富。
在诺贝尔晚年的时候，1895年11月27日，他签署了有名的遗嘱：把他由于发明而获得的财产作为基金，每年把得到的利息作为奖金，奖励那些在科学上、文学上和和平事业上对于人类作出贡献最大的人。并且叮嘱在发奖金的时候一律平等，不要考虑得奖候选人的国籍问题。它就是世界著名的“诺贝尔奖金”。
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梯恩梯（TNT）
梯恩梯（TNT）是1863年由J·威尔勃兰德发明。梯恩梯的化学成份为三硝基甲苯，这是一种威力很强而又相当安全的炸药，即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸，逐渐取代了苦味酸。在第二次世界大战结束前，梯恩梯一直是综合性能最好的炸药，被称为“炸药之王”。
粉身碎骨也要坚守岗位
1857年，英国人吉姆斯·牛敦家里发生了一件离奇的窃案：窃贼在凉台的玻璃门上打破了一个小调，伸进手去，撑开了插在里面门孔上的钥匙，打开了门，把餐厅里全套银质餐具偷去了。
这位牛敦是一家玻璃制造厂的厂长。事情发生以后，他用玻璃制造者的眼光来看这个问题。玻璃的毫无防御能力和很容易被打碎，便使他大吃一惊。他决心要制造一种玻璃，这种玻璃即使打破了，也不至于碎掉。
初看起来，这好像是不可能的。有什么力量能够使玻璃的碎片还结连在一起呢？牛敦为了这个问题，真是废寝忘食。是不是可以趁玻璃还软的时候，夹一张铁片进去呢？这样的玻璃，结实当然不成问题了，可惜就是看不见东西了。哦！有了，如果这张铁片上有许多洞，光线不就可以透过了？有许多洞的铁片是什么呢？实际上就等于用铁丝变成的铁丝网。牛敦于是决定给普通的玻璃添上一副铁丝网做成的骨骼。
第二天，牛敦手里拿到了一块厚厚的、中间夹有铁丝网的玻璃板。这是世界上第一块铁丝网玻璃，也就是“保险玻璃”。这种玻璃不仅坚实可靠，而且非常安全。你把一块沉重的石头从两米的高处，丢到这块玻璃板上，玻璃当然破裂了，但是所有的碎玻璃都粘牢在铁丝网上，不会向四面飞散开去。
建筑家很快就认识了保险玻璃的价值，开始把这种玻璃装在工厂车间的屋顶上。但是，保险玻璃不是完全透明的，里面的铁丝网拦阻了许多光亮，妨碍向外面看东西。这种玻璃并不是任何方面都适合用的，必照再研究出一种不夹铁丝网的安全玻璃来才行。
1903年的一天，法国化学家贝奈第斯特忽然想打扫打扫他的实验室。他用一柄鸡毛掸仔细掸去架子上各个瓶罐上的灰尘。忽然不留神，最上面一格的一只烧瓶跌落到地板上，可是这只瓶子竟没有摔碎。这是一只最普遍的长颈玻璃烧瓶，把它拾起以后，发现瓶子上布满了网状的裂纹，但是并没有碎成一片一片，瓶子里装的水也一点没有流出来。再仔细研究了一下，原来玻璃碎片都紧贴在一层薄薄的透明膜上了。这瓶子以前曾经装过硝化纤维素溶液，溶液早已挥发掉了，可是瓶壁上留下了一层胶膜，它像一层极薄的皮一样，紧紧地附着在烧瓶上，使破烧瓶避免了粉碎。
这是一件很有趣的事情，贝奈第斯特由此想到，只要在两片普通玻璃中间夹一层透明的硝化纤维膜，让它们粘牢在一起，不就可以制成安全的玻璃了？这种玻璃即使碎成了千百块，玻璃片也不会飞散开来，只会粘牢在这层硝化纤维膜上。于是，贝奈第斯特开始着手工作。问题实际上比他想像的难得多。他终于克服了许多困难，造成了新型的安全玻璃。可是这种玻璃也有缺点：长时间使用之后玻璃会变得模糊不清；玻璃和硝化纤维可能会脱离；而且生产技术复杂，价格昂贵。
于是，生活中呼唤着一种新的更便宜、耐用的“安全玻璃”。后来，有人想到了用玻璃丝做成玻璃布来代替硝化纤维，也有人偶然发现强大的冷风吹到红热变软的玻璃表面时，玻璃收缩成圆溜溜的颗粒，大大提高了玻璃的强度，好像坚不可摧的“盔甲”，于是，这种玻璃就有了一个新名字“钢化玻璃”。
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防火玻璃
防火玻璃是指能隔断火焰，防止火灾蔓延的玻璃。夹层防火玻璃是由两片或多片玻璃和阻燃剂组合而成。生产工艺有复合法和灌浆法两种。复合法是将阻燃剂分别涂敷在平板玻璃上，干燥后再进行合片复合成整体；灌浆法是将阻燃剂制成浆料，用灌浆及聚合工艺制成。夹层夹丝防火玻璃是将带有颜色的金属丝网内藏于具有弹性的胶合层中复合而成。以上这两种防火玻璃还可在中间层嵌入金属导线或热敏元件，后者与警报器或自动灭火装置相连。
夜空中绚烂的焰火
一道道火光划破夜幕，一团团火焰投向夜空，五光十色的焰火在空中飞旋，千姿百态的礼花在夜幕里开放，满天的火花把节日的夜空装点得格外壮丽。这奇异的焰火给节日增添了多少迷人的色彩，这绚丽的礼花给欢度节日的人们带来了多少欢乐。
你知道节日的焰火为什么这样绚丽多彩，空中开放的礼花为什么这样变幻无穷吗？这是化学药品的奇迹。
在放焰火、礼花所用的火药中加入含有不同金属离子的化合物就能使焰火、礼花呈现不同的颜色。如果在火药里加入硝酸锶、氯化锂、硫酸钙等物质，焰火、礼花就会呈现出鲜艳的红色；如果加入氯化钠、碳酸钠、硼砂等物质，焰火、礼花的颜色就是亮黄色；如果加入氯化钡、硫酸铜等物质，则会放出绿色的光芒；氯化钾、碳酸钾等能使焰火、礼花变为紫色；镁粉、铅粉、铁粉燃烧时就会发出耀眼的白光。若在火药里同时加入上述几种化学药品，放出的焰火、礼花就会绚丽多彩，若是把能发出各色光的物质，以不同的配比加入火药，焰火、礼花就会变幻无穷。
那么，金属离子为什么能使焰火、礼花放出瑰丽的色彩呢？原因是金属离子受热后，它的外层电子获得了很高的能量而被激发，产生能级跃迁，也就是金属离子的外层电子从能量较低的外层电子轨道被激发到能量较高的更外层电子轨道上。离子处于激发状态时，电子的能量很高，这种状态很不稳定，电子还要跳回到能量较低的电子轨道。在电子从能量较高的轨道跳回到能量较低的轨道的过程中，这两个能级之间的能量差，便以光的形式释放出来。光的颜色取决于它的波长，波长则是由能量决定的。在金属离子的电子轨道中，能级之差正处于可见光的能量范围内，又因各种金属离子的电子轨道的能级差有一定的差异，所以不同的金属离子在受热时放出不同波长的光，即各种颜色的光。
此外，焰火中还要添加氧化剂、助光剂、粘合剂一类的物质，常用的氧化剂有硝酸钾、氯酸钾等。有些染色剂本身也有氧化作用，如硝酸钠、硝酸钡等。像酚醛树脂、六氯代苯、硫黄、铝粉等是常用的助光剂，能大大提高光焰的高度。淀粉、虫胶和树脂是很好的粘合剂，它能把制作焰火的物质，按一定的规则排列，造成大小不一的颗粒，组成不同的图案，如在制作“向阳花”的焰火时，中间放上发黄色光的颗粒，周围放上发绿色光的颗粒，到天空爆炸后，就如同一朵绿叶扶衬的向日葵。
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中国的鞭炮
中国古代很早就用燃烧竹子发出的爆裂声来驱逐魔鬼，求吉祥如意，称为“爆竹”。北宋在辞旧迎新的除夕之夜，有的已用硫黄作爆药，响声更大，称为“爆仗”。《武林旧事》记载南宋时将爆仗作成果子、人物形，内装药线，逐个相连达百余个，形成连续爆响，这是鞭炮一名的来源，也是火药在鞭炮中的正式应用。在火药中加入铁屑等物质能产生耀眼的火花，制成各种烟火炮单放或搭架连续燃放，是宫廷、民间都喜爱的娱乐活动。南宋放鞭炮、烟火盛行，宋理宗和太后一次在庭中看烟火，“地老鼠”喷着火在地上乱窜，吓得太后赶忙逃跑。
五彩缤纷的霓虹灯
在夜幕降临后，当你漫步走在城市繁华的街道上时，就全看到五彩缤纷的灯光把城市夜空装扮得分外美丽。这些灯光鲜艳夺目，时亮时熄，不断变换各种颜色，这就是我们通常所说的霓虹灯。但是，在你兴致勃勃地望着那闪烁迷人的灯光时，可曾想过这夺目生辉的霓虹灯是谁发明创造出来的吗？
据说，霓虹灯是英国的化学家拉姆赛在19世纪末期的一次实验中发现的。在1898年6月的一个晚上，拉姆赛和他的一个助手在实验室里，将一种稀有气体注进真空玻璃管里，然后把封闭在真空玻璃管中的两个金属电极连接在高压电源上。这时，一个奇迹产生了，真空玻璃管里的稀薄气体不但开始导电，而且还发出了极其美丽的红光，这就是最初的霓虹灯。后来，拉姆赛便把这种能够导电并能发出红光的稀有气体命名为氖气。拉姆赛在实验中，还发现了氙能发出白色的光、氩能发出蓝色的光、氦能发出黄色的光、氪能发出深蓝色的光。真是五光十色，宛如天上的彩虹。因此，后来人们便把这件能发射出美丽色彩的灯管叫做霓虹灯了。
但当时这种迷人景象还只限于实验室里，真正为人们广泛享用是在20世纪以后。世界上第一盏实用的霓虹灯，是法国化学家克洛德发明的。克洛德的发明理论根据是：霓虹灯与传统的电灯泡不同，呈细管状，可以随意绕成字体或复杂的图形。能够制造出霓虹灯独特的灯光效果，主要是运用了“气体放电”的原理。气体通常是不容易传导电流的，是很好的绝缘体，不过，只要为气体减压，再接上较高的电压，就可使气体导电。霓虹灯是一根充满氖的玻璃管，两端通上电流，就放出亮光。电流里的电子从一端走向另一端，沿途撞击氖原子，把氖原子本身的电子撞出轨道之外，这些电子像撞球游戏中的球那样，因被击而获得额外的动力；回到原来的轨道后，多余的能量就释放出来，成为电磁辐射。假如玻璃管内装的不是氖气，而是其他气体，情况也大致相同，只是不同气体的电子会产生不同频率的电磁辐射，因而呈现不同的颜色。用氦气会产生金黄色光，用氪气则产生深蓝色光，要产生其他颜色的光线，可以在玻璃管内涂上荧光剂，再装入水银或氩，甚至可以采用颜色玻璃来配合。
自1912年第一块霓虹灯广告出现在巴黎大街上以后，霓虹灯塑造出七彩绚丽的图画和广告招牌，迅速为世界各地添上缤纷色彩。现在，霓虹灯的制作越来越精致了，有的将玻璃管弯曲成各种各样的形状，制成各种图案和文字，并在灯管内涂上荧光粉，以使颜色更加明亮多彩；有的则给霓虹灯装上自动点火器，使各种颜色的光交替明灭，闪烁迷人。目前，霓虹灯这种很经济的光源在我国已被广泛应用在商店广告和文娱场所的夜间装饰上，它将使我国的城市更加繁华热闹、生气勃勃。
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人工白昼污染
当夜幕降临后，大商场、大酒店上的广告灯、霓虹灯、瀑布灯忽闪忽闪的，使人眼花缭乱，有的强光束甚至直冲云霄，使夜晚如同白昼。人们处在这样的环境，就跟白天一般，这就是所谓“人工白昼”。“人工白昼”对人体的危害不可忽视。由于强光反射，可把附近的居室照得如同白昼，在这样的“不夜城”里，使人夜晚难以入睡，打乱了正常的生物节律（生物钟），致使精神不振，白天上班工作效率低下，还时常会出现安全方面的事故。人工白昼还可伤害昆虫和鸟类，因为强光可破坏夜间活动昆虫的正常繁殖过程，破坏生态平衡。
化学是一把“双刃剑”
1991年，在举世瞩目举世瞩目的海湾战争中，令人忧虑的化学武器最终没有使用，由此避免了一场更大规模的人员伤亡。这使全世界人民松了一口气。那么，化学武器为何会引起人们如此严重的关注呢？它又是如何发展起来的呢？
其实，在古代，就已有毒气用于战争的记载，但那时使用方法简单，且杀伤力也较弱。大规模地使用有毒化学物质，是从第一次世界大战开始。
1914年10月12日，德军集中大量兵力向比利时伊普雷东南的英法联军发动进攻，未能取得突破，双方进入相持阶段。德军为突破对方防御，最高统帅部采纳了著名化学家哈柏的建议：以工厂中大量库存的液态氯气作为武器，实施化学攻击。1915年4月22日，德军把放在前沿阵地的液态氯气钢瓶打开，一人多高的黄绿色烟云顺风吹向英法阵地，使英法军队15000人中毒，其中5000人死亡。德军未遇任何抵抗就突破对方阵地。
毒气攻击的显赫战果，引起了交战各国的极大重视。于是，寻找毒性更大的新毒剂和有效的防护措施的研究也开始了。1915年9月，英围研制了专门发射化学炮弹的迫击炮。1917年，德军研制出装填有糜烂性毒气——芥子气的黄十字毒剂弹，并在实战中使用了100万发。从此，火炮成为进行化学攻击的手段。据统计，第一次世界大战中，交战各国共使用毒剂炮弹6600万发，使用毒剂达40余种，中毒伤亡人数136余万人。
现代化学武器，从狭义上讲，指的是在战争中使用有毒的化学物质，即毒剂，从广义上讲，它还包括装填有毒剂的化学弹药及投射工具，如装有毒剂的炮弹、航弹、多管火箭炮弹、导弹等。化学武器有空中布毒的飞机布撒器、埋在地下的化学地雷，也有使用方便、易于携带的毒烟手榴弹等，可谓种类繁多。
作为一种大规模杀伤性武器，与常规武器相比，化学武器具有许多特点。例如化学武器伤害途径多，可以多种形式通过多种途径使人畜遭到伤害，吸入染毒空气、皮肤接触毒剂的液滴和气雾、食入染毒的水和食物，都能遭到伤害。常规武器的杀伤作用只限于爆炸或弹丸飞行的瞬间，而化学武器的杀伤作用短则几分钟到几十分钟，长则几天、十几天，作用时间更长（图5-19）。化学炮弹比同口径普通炮弹的杀伤威力要大几倍到几十倍，毒剂蒸气能到处扩散，无孔不入，渗入工事内部，杀伤隐蔽的有生力量，杀伤范围更广。
现在，化学武器正在没有核武器的第三世界各国迅速扩散，用以代替核武器的威慑力量。1991年初，以美国为首的多国部队和伊拉克之间的海湾战争爆发后，由于害怕伊拉克的化学武器，进一步加强了禁止化学武器的势头。1992年9月3日，日内瓦裁军谈判会议最后通过了《禁止化学武器公约》草案。但是，现在连核大国也不得不认为毒气不像核武器那样毁破建筑物，也不会留下放射性，仅仅是杀伤人员，是一种有诱惑力的武器。因此，人类正面临着新的正在扩大的化学武器威胁生存的时代。
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化学武器的类型
化学武器大致上有几种类型：
神经性毒剂是破坏神经系统正常功能的一种毒剂，因这类毒剂都含有磷元素，故也称含磷毒剂，沙林、梭曼、VX均属这类毒剂。
糜烂性毒剂是一种能使组织细胞坏死从而引起皮肤溃烂的毒剂，主要有芥子气、路易斯气等。这类毒剂毒性较大，防护、消毒、救治复杂，被称为“毒剂之王”。
全身中毒性毒剂是一种能破坏人体细胞氧化功能的毒剂，主要有氢氰酸、氯化氰等。
失能性毒剂是一种能造成人员思维障碍、躯体功能失调从而导致中毒人员暂时丧失战斗力的毒剂。目前用于实战的只有BZ一种。这类毒剂一般不会造成人员致死，但由于中枢神经功能受到伤害，除不能执行任务外，还可能出现许多反常行为，如指挥员胡乱指挥、战斗员胡乱行动等。
窒息性毒剂是一种能伤害人员肺部，引起肺水肿，导致人员呼吸障碍甚至死亡的毒剂，但毒性较小，作用较慢，易于防护。
植物杀伤剂是用以造成植物脱叶、枯萎或生长反常从而导致植物损伤或死亡的一种化合物，对人员也有一定的伤害作用，有些植物杀伤剂还有强烈的致畸胎、致癌作用。