化學

水、大氣、土壤(water、atmosphere、soil)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

水對於所有形式的生命而言是一種不可或缺常見化學物質。在習慣上，水所指的是以液體狀態呈現出來的，但水也可以固體狀態¬－冰、氣體狀態－水蒸氣的形式存在。在地球表面上大約有71﹪的表面積被1.46×10¹⁵公噸的水所覆蓋，大部分存在海洋以及其他較大的水體－1.6﹪以地下水的形式保存、0.001﹪在空氣中以水蒸氣和雲的型態存在或是經由降雨方式回到地面。地球上的水有一部份是保存在靠近地表的人造或自然界的物體當中，例如水塔、動物和植物體、工業產品和食品中。 海水佔據了地表水面積的97﹪，冰川和極地冰帽佔了2.4﹪，在其他陸地上的湖泊和河流佔了0.6﹪。

奈米科技 – Introduction of Nanotechnology

奈米技術是指一個廣泛的領域，應用科學和技術的主要目的就是控制原子和分子的尺度，通常在1至100奈米，並製作在這一尺寸範圍內的裝置。它包含很多學科領域，例如應用物理〈applied physics〉，材料科學〈materials science〉，界面和膠體科學〈interface and colloid science〉，器件物理〈device physics〉，超分子化學〈supramolecular chemistry〉（在此指著眼於用非共價鍵相互鍵結的分子），化學工程〈chemical engineering〉，機械工程〈mechanical engineering〉，電機工程〈electrical engineering〉。奈米技術可以被看作是一門現有科學的擴展，或作為一個改寫現有科學的技術。

化學史（History）
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

　　化學的起源可追溯到人類從燃燒反應所觀察到的許多現象，因而發展出冶金術（metallurgy），它是從礦石中提取金屬的一種科學方法。由於人類對黃金的貪念，因此發現了將其純化的方法。但人們對其原理並不瞭解，且他們希望獲得物質轉換法的慾望勝過將其純化。在那個時期的許多學者都深信在自然界中存在著可將較便宜的金屬轉變成黃金的方法。因而有煉金術（alchemy）的誕生，他們不斷尋找所謂的魔法石（philosopher’s stone），並且相信物質只要與魔法石接觸就能轉變。

催化劑(catalyst)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學反應中，不是反應物也不是生成物，但是卻參與了反應的過程，並且可以改變化學反應速率的物質，稱為催化劑(catalyst)。工業上將催化劑又稱為觸媒，在生化反應中的催化劑則稱為酶(enzyme)。催化劑在反應完成後，本身質量既不增加，也不減少。催化劑可以多次使用於催化相同的反應，也就是說，催化劑具有很高的專一性。

催化反應的途徑都是會經過多重步驟，在某個步驟中催化劑又會被重新釋放出來。這些多重步驟也都伴隨生成一些中間產物(intermediate product)，在某個步驟中中間產物又會被消耗而消失。例如下列一連串的反應步驟(1)~(4)：
(1) A + C → AC
(2) B + AC → ABC
(3) ABC → CD
(4) CD → C + D
其中A和B是反應物，C是催化劑，D是產物，中間產物包含了AC、ABC以及CD。
反應步驟(1)~(4)最終的淨反應為： 　　A + B → D 　　依據碰撞學說解釋反應速率的說法，催化劑因可藉著改變反應的路徑，而降低原反應的活化能，使反應物能量能夠超越活化能(低限能)的粒子數增加，造成有效碰撞分率更高，而使反應速率變快。 　　

催化反應(catalysis reaction)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

催化劑(catalyst)是一種能夠加快反應速率的物質，其可使反應以較低活化能(activation energy)路徑來進行，這種作用稱為催化反應(catalysis reaction)。催化劑會與反應物發生作用，它們有可能會在反應某階段中被消耗，然後在整個反應結束之前又重新產生。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應，而不能被用來加速所有的化學反應。

催化劑通常被分成三種類型： (1) 均相催化劑(homogeneous catalyst)：又稱單相催化作用。均相催化劑與反應物為同一種相。例如：當四氧化二氮(N₂O₄)在日光下可被氯氣(Cl₂)催化分解成氮氣(N₂)和氧氣(O₂)，此處氯氣就是均相催化劑。 (2) 非均相催化劑(heterogeneous catalyst)：又稱異相催化劑或觸媒，催化劑與反應物為不同的相。在非均相催化反應中，反應物先吸附(adsorption)在催化劑表面，接著反應物結構內原有的化學鍵斷裂並有新鍵產生，最後產物從催化劑表面脫附(desorption)離開。例如：生產人造奶油(氫化油)時，反應物是液態植物油和氣態氫氣，非均相催化劑則是固態鎳。 (3) 生物催化劑(biocatalysts)，又稱酵素或酶(enzyme)。酶是蛋白質，屬於聚合物高分子。擔任反應物的受質通常在酶表面特定位置的活性中心(active site)進行催化作用，生物體利用酶們來加速體內的化學反應，而此酶需要適合的溫度方能作用。 　

沉澱(precipitation)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學領域中沉澱作用(precipitation)的過程是從反應的液相系統中產生一個可分離的固相，或是從過飽和溶液(supersaturation)中析出難溶性的固體。產生沉澱的化學反應又稱為沈澱反應(precipitation reaction)。