離子液體(ionic liquid)（一）
國立臺灣師範大學附屬中學二年級1306班蔡威任/國立臺灣師範大學附屬中學化學科陳昭錦老師
離子液體(IL)為一種液態的鹽類，在 1970 年代電化學教科書中探討的離子液體，其範圍從鹼金族的矽酸鹽及鹵化物到四級銨鹽都有，現今離子液體主要是指熔點低於 $$100^\circ C$$ 的鹽類物質，以便與過去所稱的高溫熔融態離子化合物做區隔。
常溫常壓下的液態物質如水或汽油等，是由分子化合物組成，而離子液體則是由離子或短暫存在(short-lived）的離子對所構成。因此離子液體有許多不同的稱呼，如：液體電解質(liquid electrolytes)、離子性熔融物(ionic melts)、離子性流體(ionic fluids)、融合鹽(fused salts)、液態鹽(liquid salts)或離子玻璃(ionic glasses)等。
溴瑞香草酚藍(Bromothymol blue)
臺北市立第一女子高級中學二年級李安晴
溴瑞香草酚藍是用以測定弱酸弱鹼的指示劑，化學式為 $$\bf{C_{27}H_{28}O_5SBr_2}$$，縮寫為 $$\bf{BTB}$$，中文譯名繁多，如：溴瑞香草藍、溴芮香草藍、溴百里酚藍、溴化麝香草酚藍、酒精藍色指示劑等。
聚乙烯醇 (Polyvinyl Alcohol, PVA) ─膠水的成分
臺北市立第一女子高級中學二年級吳奕萱
黏著劑
黏著劑也稱膠黏劑、黏合劑，為 1742 年美國人亨利‧庫特博士（Dr. Harry Coover）發明。其用途為將兩個物體黏在一起，且根據所要黏合材料的特性（主要是表面特性，如粗糙度），使用不同的黏著劑。黏合劑最初是稀釋的樹脂（本身具有黏性），後隨著化學工業的進步，有人工製造的膠水成份：PVA、水、防腐劑。
同位素發現百年紀念
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯郭冠廷
REFLECTION
Soddy in his lab at the University of Glasgow.
Credit: University of Glasgow Archive Services, GB0248 UP1/503/1
Frederick Soddy在一百年前的這個月發現：元素可以有幾種原子量。
1913年的12月4日，輻射化學家Frederick Soddy（弗雷德里克·索迪，1877年9月2日－1956年9月22日）提出「同位素」的概念。而Soddy也因此獲得1921年諾貝爾獎的殊榮。
一位早熟的少年
Soddy出生在1877年9月2日英國的Eastbourne，他是一位早熟的少年。在18個月大時，就面臨母親的去世，由信仰加爾文傳統（Calvinist tradition）[1]的堂妹扶養長大，也因此培養出索迪獨立於當代社會與宗教的獨立性思考模式。Soddy曾在Eastbourne學院、Aberystwyth學院Wales分院、Merton學院、Oxford大學就讀。而後於1898到1900之間，在Oxford大學進行獨立研究。
放射性蛻變的發現
1900年Soddy在McGill大學時，成為一名化學界的示威者。與英國物理學家Rutherford共同研究物質的放射性。而在當時，對放射性的瞭解可說是少之又少，而Soddy與Rutherford就已經意識到，放射性的存在，是肇因於元素的衰變。元素衰變時會釋放α-, β-, and γ-radiation。Soddy用化學方法來辨別出衰變的產物。並於1900到1902年之間的時8個月當中，Soddy和Rutherford共同出版了九篇歷史性的文章，文章當中提出了：原子分裂後可以產新的物質。而這正是古代煉金術師們的夢想，因此Soddy稱這個過程為煉金用語中的「蛻變（transmutation）」。
Rutherford和Soddy的放射性理論，解釋了蛻變的發生。他們是首位計算出放射性蛻變的過程中，會伴隨大量能量釋放過程的學者。可惜的是，Soddy因為被誤認為僅是Rutherford底下的年輕助手，而非工作伙伴。因而在這項發現當中，Rutherford獲得大部分的榮耀，而Soddy也因此與1908年的諾貝爾化學講擦身而過。
兩位學者共同提出放射線的存在，並從Uranium-92和Thorium-90出發。這兩個元素的最終產物都是Lead-82。因此兩位學者主張，Helium應該是Radium-88的衰變產物。
沙林毒氣(Sarin)──「20世紀最惡劣的武器」
臺北市立第一女子高級中學二年級蔣采蓉/臺北市立第一女子高級中學化學科許名智老師
1995年3月20日早晨，日本爆發東京地鐵沙林毒氣事件。日本邪教團體奧姆真理教的10名教徒分別在地下鐵的5班列車釋放沙林毒氣，共造成13人死亡和6252人輕重傷。此事件是日本自二次大戰結束後最嚴重的恐怖攻擊事件。
沙林最早是在1938年被德國納粹的科學家發現，並以這些發現者的姓式開頭命名。德國在二次大戰期間大量製造沙林，但並未使用。1988年伊拉克以化學武器大量屠殺庫德族人，沙林毒氣也參與其中。
各式化學武器因造價低廉且具無孔不入的殺傷力而有「窮國的原子彈」之稱，那麼，名列其中的沙林究竟是何許物質，能造成如此可怕的殺傷力呢？
沙林的基本性質
沙林別名甲氟磷異丙酯，化學式為[(CH3)2CHO]CH3P(O)F，是一種有機磷化合物。它是一種無色、無臭、具高揮發性的液體，且為一種神經毒素，常被應用於化學武器。沙林在聯合國安理會687號決議中被歸類為大規模殺傷性武器，同時也在1993年的禁止化學武器公約被歸類為第一類物質，其生產與儲存都是違法的。
沙林的結構與製備
沙林具有手性，因為它的結構是一個以磷為中心，且有四個不同取代基的四面體。其結構如下： (圖片來源：Wikipedia)
沙林對人體的危害
像其他神經毒氣一樣，沙林會攻擊神經系統。沙林是膽鹼酯酶(cholinesterase)的有效抑制劑。沙林的氟會以離子的形式脫離，它所連結的磷酸官能基就在膽鹼酯酶的絲胺酸(serine)上的羥基形成共價鍵，這將導致膽鹼酯酶失去活性。當乙醯膽鹼酯酶遭到抑制的時候，乙醯膽鹼無法被分解，便會堆積過多的乙醯膽鹼，使得神經衝動不斷地傳遞，而肌肉和器官就無法進行正常的作用。
因此，當人體由皮膚或呼吸道吸入高劑量的沙林毒氣後，肺部周圍的肌肉就會被癱瘓，致使肺部充滿黏液與唾液，受害者便會窒息死亡。
五羰鐵（Iron Carbonyl）
國立臺灣師範大學化學系梁家榮博士班二年級
鐵在人體組織器官內的含量相當高，也是人體必需的微量元素之一。在血液中輸送交換氧氣、氧化還原、呼吸傳遞鏈等生物反應中，都扮演著非常重要的角色。以血紅蛋白（hemoglobin）為例，六配位數的亞鐵離子分別與珠蛋白（globin）和紫質（prophyrin）上的四個氮原子配位。其餘一個配位基則是可以提供血紅蛋載氧時，由氧分子取代水的位置，讓血紅蛋白進行可逆反應以輸送氧氣。但是血紅蛋白對於一氧化碳的親和力遠大於對氧氣的親和力，因此形成一氧化碳血紅素之後，幾乎是不可逆的反應，成為了導致一氧化碳中毒的主因。
一氧化碳分子由其碳原子上的孤對電子，對過渡金屬原子的空軌域產生一個σ 鍵的鍵結，形成一個羰基錯合物。當金屬的電子密度因為羰基的配位而增加時，電子會再從金屬的d軌域去進行反饋鍵合（backbonding）回到羰基上，這個現象會使得過渡金屬的羰基錯合物可以更穩定存在。常見的金屬羰基錯合物有 Fe(CO)5、Cr(CO)6、Ni(CO)4。這類錯合物的中心金屬都是零價的氧化態，化合物帶有18個價電子，符合18價電子規則（18-valence electron rule）。其中，雙三角錐狀的五羰鐵 （iron carbonyl, Fe(CO)5）在有機合成反應中，也是常應用的一種試劑。其製備方式是將未被氧化的精緻化學品鐵粉，在200 °Ｃ下通入高壓200 atm的一氧化碳，可以高產率的合成出五羰鐵產物。其熔點為零下 21至零下 22 °Ｃ，沸點為103 °Ｃ的一種褐色、易揮發、易燃的有毒液體。可溶於低極性的有機溶劑中，不易溶於水，常用來做脫去鹵素的試劑和羰基化試劑。在照光條件下會分解產生一氧化碳，因此具有高毒性。以汞燈照射五羰鐵與醋酸混合之溶液，會脫去一氧化碳而產生金黃色的固體片晶九羰基二鐵（diiron nonacarbonyl, Fe2(CO)9）。（如圖一）2
圖一、九羰基二鐵固體
葉綠素(Chlorophyll)
國立臺灣師範大學附屬高級中學生李微/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師
葉綠素是地球上分布最廣的自然色素，目前已知其化學結構有超過一百種的變異存在。一片含有七千萬個細胞的葉子，擁有約五十億個葉綠體（chloroplast），其中每個葉綠體含有約六億個葉綠素分子。
葉綠素是一種綠色色素，存在於藍綠菌以及植物與藻類的葉綠體中，是一種重要的生物分子，因為在光合作用中，葉綠素扮演著非常重要的角色，使植物吸收光能並轉換成能量。葉綠素在電磁波光譜中的藍光波段有最強的吸收，其次是紅光波段，然而對綠光及鄰近波段的吸收很差，因此含葉綠素的組織呈現綠色。
惰性氣體的應用(Noble Gas Applications)
國立臺灣師範大學化學系黃鈺雅研究生
惰性氣體，又稱稀有氣體、貴氣體、或是鈍氣，正好為週期表第18(8A)族元素，包含有氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)。是一組具有類似性質的化學元素，在標準條件下，它們都是無色、無味、有非常低化學反應性的單原子氣體，而為什麼它們的化學反應性較低且可以單原子的方式存在呢？其原因主要可用原子軌域理論來解釋，惰性氣體最外層電子排列為全滿的狀態，當電子組態在全滿的狀況下最為安定，因此惰性氣體的化學反應性較低，而且可以單原子的方式存在，不類於其它氣體(例如：氧氣O2、氫氣H2等…)無法以單原子方式存在。以下分別針對各個惰性氣體之應用做初步介紹：
氦(He，1s2):
氦是最輕的惰性氣體，此氣體不自燃且不助燃，因此常用於冶煉和焊接時的保護氣體，亦可用來填充燈泡和霓虹燈管，還有填充氣球等…此外氦氣在人體血液中之溶解度較低，對於長時間需潛入深海之潛水人員而言，氦氣可填入他們的氧氣瓶，以防止潛水夫病。當氦在液態狀況下，其溫度接近絕對零度，故於超導研究中作為超流體之應用，還常用做化學儀器的冷卻劑和製冷劑。
氖(Ne，1s22s22p6)
氖因可發出橘紅色亮光，因此日常生活中，此氣體普遍做為霓虹燈或照明用之指示燈所用；此外，氖氣亦常與氦氣結合，作為氣體雷射(gas lasers)，即俗稱之氦氖雷射，雖然單獨的氖氣也可激發雷射光，但氦氖結合後所發出的雷射光的強度高於只有氖時的200倍；而其結構主要係將氦、氖氣體混合放置於同一放電管內，以增強共振腔內之強度。氦氖雷射是屬於低能量雷射，近幾年被皮膚科拿來應用，是溫和且有效的治療方式。
氬(Ar，1s22s22p63s23p6)
氬則是最早被發現且佔空氣含量最高之惰性氣體，亦由於其含量較多之緣故，常作為避免較活潑且易發生化學反應之物質，產生反應作用。例如：在釀酒封裝之過程中，填入氦氣避免酒受氧化而加速酸化。另外，氬氣的導熱率較低，故也常作為隔熱填充材。
三氟化硼（Boron Trifluoride）
國立臺灣師範大學化學系碩士班二年級曹育碩
三氟化硼$$(\mathrm{BF_3})$$一種無機化合物，亦為一種強路易士酸（Lewis acid），常溫常壓下為刺鼻的無色有毒氣體，具腐蝕性，不自燃亦不助燃，在潮濕空氣中易形成白色煙霧1。無水三氟化硼的沸點是 $$-100.3^\circ C$$ 而臨界溫度是$$-12.3^\circ C$$，在這些溫度範圍內以液態形式被儲存。
三氟化硼的幾何構型為平面三角形，$$\text{B-F}$$ 鍵是極性共價鍵，此分子具有高對稱性，故分子內無偶極矩作用力（dipole moment）。而此分子同時是缺電子化合物，強烈的傾向接受電子對，使三氟化硼易與路易士鹼（Lewis base）生成錯合物（complex）。最常見的方式是與氟化物和醚類化合物形成錯合物。