磚的歷史(The History of Brick)
國立台灣師範大學化學研究所周煜翔/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

磚最早的形狀被發現於西元前7500年（需要引證）。他們在「Çayönü」，一個位於底格里斯河上游和安納托利亞東南方，靠近Diyarbakir（土耳其東南一座大城）的地方被發現。其它最近的研究結果顯示，發現日期約在西元前7000年到6395年之間，來自耶利哥和Catal Hüyük（位於今日的土耳其）。從考古學證據顯示，焙燒過的磚的發明 (與更早期以太陽烘乾的泥磚相對) 被認為約在西元前三千年形成於中東。由於磚能良好的抵抗寒冷和潮濕的天氣，在有惡劣氣候不能使用泥磚的地區，磚能建造永久的建築物。磚有在日間從太陽慢慢地存放熱能使其增溫的好處，且能在日落以後持續散熱數個小時。 Continue reading →

塑膠(Plastics)
國立台灣師範大學化學系葉重賢/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

塑膠是大範圍全合成或半合成聚化產品的通稱。它們是由有機物的縮合或加成而產生的聚合物，且有可能包含取代以增強其表現性或者減少成本。有許多的天然聚合物通常被認為是塑膠。塑膠可以被塑造成許多不一樣的物品、薄膜、纖維。大多數他們的名字從可塑性或柔軟性獲得。”s”在”塑膠(Plastics)裡”是為了區別在聚合物材料扭曲的方式。例如，鋁是柔軟材料當材料接受外力導致不能回復的扭曲，可進行”塑膠”變形。 Continue reading →

奈米碳管(Nanotube)(2)
國立台灣師範大學化學研究所碩士班黃邦齊/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

奈米碳管(CNTs)是碳的一種同素異形體，他的長度與直徑比例超過一百萬。這種圓筒形碳分子有新穎的性能，使它們在許多方面如奈米技術、電子學、光學、材料科學及其他領域都非常有用。他們顯現出非凡的強度和獨特的電學性能，且是一種高效率的導熱物質。無機納米管也被合成。 Continue reading →

鹼土金屬 (Alkaline Earth Metal)
台北市立第一女子高級中學二禮 20號 許佳蓁/台北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

鹼土金屬指的是元素週期表第二族(ⅡA族)的元素，包含鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)。鹼土金屬的性質提供週期表同族元素特性趨勢的極好例子。
鹼土金屬皆為銀白色，質地較柔軟，屬於密度較小的金屬。鹼土金屬雖然不如鹼金屬般快速地易與水反應，但它仍可和水反應形成鹼性氫氧化物。例如鈉和鉀在室溫中即可與水反應，而鎂則與高溫水蒸氣才可反應，鈣則只能與熱水反應。 Continue reading →

親核取代 (Nucleophilic Substitution)
國立新莊高級中學化學科陳偉民教師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在有機及無機化學中，親核取代為取代反應的一種基本型式，其中富含電子的親核試劑（nucleophile）攻擊接有脫離基（leaving group）的原子，此種帶有脫離基為帶正電或帶部分正電的原子或原子團，又稱為親電子試劑（electrophile）。

最常見的反應型式可寫成 Nuc: + R-LG → R-Nuc + LG: 親核試劑（Nuc）的電子對（:）攻擊受質（R-LG），形成新的化學鍵，同時脫離基（LG）帶著電子對離開。

在本例中，主要產物為R-Nuc。親核劑可能是電中性或帶負電，受質通常是電中性或帶正電。 鹵烷類在鹼性條件下水解即為親核取代的實例之一，其中攻擊性的親核試劑是OH^－，而脫離基是Br^－。 R-Br + OH⁻ → R-OH + Br⁻ 親核取代反應在有機化學中十分普遍，通常發生於飽和脂肪烴的碳原子上，偶而也會發生在芳香烴其他不飽和烴的碳原子上。 飽和碳原子上的親核取代 S_N1與 S_N2反應 在1935年，休斯（Edward D. Hughes）與殷高爵士（Sir Christopher Ingold）研究有機鹵化物與相關化合物的親核取代反應。他們認為有兩種主要的反應機構，且兩種反應機構互相競爭。

這兩種反應機構為S_N1反應與S_N2反應，其中S（Substitution）代表取代反應。N代表親核，數字代表反應級數。 在S_N2反應中，反應速率決定步驟包含Nu及R-LG為二級反應。通常當親核試劑容易接近中心碳原子時，較易發生S_N2 反應。相反的，S_N1反應涉及兩個步驟。當受質的中心碳原子被體積龐大的原子團包圍時，S_N1反應變得比較重要，這有兩個原因，一方面因為這些龐大的原子團在空間上干擾了S_N2反應，另一方面，這類高度取代的碳原子較易形成穩定且帶正電的碳原子。

起初，親核取代反應的速率令化學家困惑，因為其反應速率快慢的順序為： CH₃X > 一級烷基 > 二級烷基 < 三級烷基 隨著中心碳原子上的取代基漸漸增多，其反應級數由二級變成一級。影響S_N1 與S_N2的反應速率之因素並不相同。 S_N1 的反應速率快慢的順序為：CH₃X > 一級烷基 > 二級烷基 > 三級烷基 S_N2 的反應速率快慢的順序為：CH₃X > 一級烷基 > 二級烷基 > 三級烷基 綜合以上兩項順序，就得到下圖，（以溴烷類為例）。
鹵烷類的親核取代反應參看表1。

表一：RX（鹵烷類或類似化合物）之親核取代

阿瑞尼斯與「電解分離」說（Arrhenius and Electrolytic Dissociation Theory）
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

雖然德國有機分析生化學家來比錫（Justus von Liebig, 1803-1873）在獨到精闢的分析推論後，將「酸性物質」定義為含「氫」物質，對於「鹼性物質」的闡述卻仍一知半解。除了延續過去經驗，知道「鹼」為中和「酸」的物質之外，「中和反應」能以進行的箇中原因，對十九世紀中期的科學家來說，依然不明就裡。

柳暗花明又一村–阿瑞尼斯的酸鹼學說
西元1880年間，瑞典化學家阿瑞尼斯（Svante August Arrhenius, 1859-1927）在致力於分析測量多種物質水溶液濃度與導電度之間的關係後發現，酸、鹼、鹽等物質在越稀薄的溶液中，其莫耳導電度（molar conductivity）就越好；而強酸、強鹼的導電度，又比相同濃度的弱酸、弱鹼來得好，於是他在1884年所撰寫的博士論文中，大膽提出：「強酸、強鹼、及鹽類分子溶於水，會『裂開（split up）』，以陰離子、與陽離子存在於水中。」這樣的主張，引起當時科學界許多爭議，他的口試委員對其說法，大表不以為然。 Continue reading →

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(二)
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

pH值的提出—化繁為簡西元1909年，丹麥生化學家索倫森(Søren Peder Lauritz Sørensen, 1868-1939)發表了pH值的概念，以簡單的數學方式來表達阿瑞尼士理論中，「氫離子濃度越高，酸性越高」的意涵。他所引進的表達方式中，p代表一切數值取對數後的負值，而H則代表氫離子的濃度，pH值即為-log[H⁺]。在其發表的論文中，也企圖以電極電位測量的方式來決定水溶液的pH值，雖然他所提出的方法繁瑣複雜、結果也未臻完善，但開啟了「pH值測定儀」發展研究之門。

三星輝映的1923
西元1923年，丹麥物理化學家布忍斯特（Johannes Nicolaus Brønsted, 1879-1947）與英國有機化學家洛瑞（Thomas Martin Lowry, 1874-1936）不約而同提出「酸鹼反應中，捐贈質子（proton donor）者，謂之酸；而接受質子（proton acceptor）者，謂之鹼」的理論，以補阿瑞尼士學說中，只侷限「酸鹼反應」在水溶液中進行的不足，是為如今為人熟知的「布洛學說」（Brønsted-Lowry Acid-Base Theory）。 Continue reading →

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(一)
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

在好奇與探究天性的驅使下，早在西元前的希臘城邦時代，人們對於「揭開物質神秘面紗」，進而「剖析物質」就已產生濃厚的興趣。在知識萌芽的當時，人們經常用來認知「物質」的方法，是現在已不適合安全標準的「品嚐法」，「酸味」即是當時他們對如「醋」般物質，所給予的定義。 Continue reading →