化學

海洛因(Heroin or Diacetylmorphine)

海洛因(Heroin or Diacetylmorphine)
國立台灣師範大學化學系張維中碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

海洛因(學名:二乙醯嗎啡 ,diacetylmorphine)是一種以嗎啡為原料再經過乙醯化而得到的半合成產物,外表看起來是白色粉墨的二乙醯嗎啡鹽酸鹽就是普遍看到的海洛因,而嗎啡則來至於嬰粟花。海洛因在進入人體血夜後會快速通過腦部屏障而形成乙醯嗎啡和嗎啡兩種化合物,而此兩種化合物表現出和人體腦內啡有相同生理反應,即感覺愉快安靜,無法集中精神,會產生夢幻現象,最常見的使用方式為靜脈注射。就像其它麻醉劑一樣,海洛因也是被拿來使用在止痛或者是濫用在娛樂上,高頻率的施用會上癮而且很快的會產生耐藥性,如果持續性的使用海洛因三天,而忽然停止使用之後的12小時,身體由於得不到麻醉劑而不能正常運作,即時出現緊張、無法入睡、出汗、腸胃不適、四肢疼痛及痙攣等斷癮症狀。這症狀持續三到五天,濫用越久,斷癮症狀越長。

瓦片(Tile)

瓦片(Tile)
國立台灣師範大學化學系周煜翔碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

瓦片是一種經由耐磨材料,例如:陶器、石頭、金屬,甚至玻璃,製造加工而成的東西。瓦片通常被拿來覆蓋屋頂、地板和牆壁,或其它物體,譬如桌面上。另一種類別則是由輕量材料,如珍珠岩、木頭和礦棉製造而成的天花板瓦片。

瓦片一詞源於法國字「tuile」,「tuile」源於拉丁文「tegula」,意味瓦片由被烘烤的黏土所組成。不精確地來說,現代的詞彙可以與任何種類的建築物瓦片或相似物體有關,像是被用在遊戲中的長方形計數器(參見tile-based game)。瓦片經常被使用做構成牆壁和樓層的覆蓋物,並且可以涵蓋從簡單的方形瓦片到複雜的馬賽克圖案。瓦片通常是由陶瓷製成的,以堅硬釉做最後加工,但其它材料也常被使用,譬如玻璃、大理石、花崗岩、板岩和熔鑄在模子裡並烘烤過的改良陶瓷泥漿。

質量守恒(Conservation of Mass)

質量守恒(Conservation of Mass)
台北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
  

質量守恒或物質不滅定律(The law of conservation of mass/matter)又稱落蒙諾索-拉瓦節定律(Lomonosov-Lavoisier law):說明在密閉系統中質量保持定值與系統內的反應過程無關。換句話說物質不能被生成與破壞,只會進行重組的反應。這意味著在密閉系中的化學反應其反應物的總質量必等於生成物的總質量。在狹義相對論與量子力學提出前,質量守恒定律能說明一般古典物理的現象。這個有歷史性的概念廣泛應用在許多科學領域上,如:化學、力學及流體力學。

歷史的發展與重要性   

在西元13世紀時Nasīr al-Dīn al-Tūsī 已提出質量守恒定律初步但不完整的概念,他認為物質能改變但不會消失。到了1789年拉瓦節首先有系統且清楚地提出質量守恒定律,因此拉瓦節被譽為近代化學之父。然而早在1748年Mikhail Lomonosov就已表達出相同的想法並已得到實驗的應證。

酯類 (Ester)

酯類 (Ester) 
國立台灣師範大學化學系黃邦齊碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授

酯是一種官能機團,可以由有機物或無機物構成,酯類至少有一個 –OH基(羥基)被取代成 –O-alkyl(alkoxy, 烷氧基)。除了常見的由有機羧酸(carboxylic acids)構成的酯類之外,磷酸(phosphoric acid)、硫酸(sulfuric acid)、硼酸(boric acid)、硝酸(nitric acid)等無機酸也可以形成酯類化合物。

酯類的合成稱為酯化反應(esterification),酸和醇進行縮合,脫去一分子水之後即形成酯類化合物。

酯類化合物通常帶有令人愉悅的氣味,香水、精油中通常含有酯類。另外,水果的香氣也是由酯類造成的。

乙酸乙酯(ethyl acetate)和乙酸甲酯(methyl acetate)是重要的有機溶劑,脂肪酸酯(fatty acid ester)構成了脂肪和血脂(Lipid)。磷酸酯(phosphoester)是構成DNS分子的骨幹。而聚酯(polyester)則是一種塑膠的原料。

乙烯

乙烯 (Ethylene or Ethene)
臺北市立第一女子高級中學二年級劉映廷/臺北市立第一女子高級中學化學科周芳妃教師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

乙烯(ethylene)是一種有機化合物,化學式為C2H4,IUPAC命名為ethylene或ethene,是結構最簡單的烯類。乙烯包含一個雙鍵,稱為不飽和烴或烯烴。乙烯在工業上十分重要,也是生物學上的重要激素,具有催熟果實的功能。乙烯是世界上生產最多的有機化合物,2005一年的全球產量即超過7500萬公噸。

反應速率(Reaction Rate)

反應速率(Reaction Rate)
台北市立第一女子高級中學二禮3號婕,二禮 40號 鄭佳怡/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

對特定反應而言,反應速率(reaction rate)的定義是單位時間內反應物或產物生成的快慢。研究反應速率的理論屬於化學動力論(Chemical kinetics),這些化學動力論的觀念用在許多領域,像是:化學工程學、酵素學、和環境工程學等。影響反應速率的因素很多:物質本性、溫度、濃度、壓力、固體顆粒總表面積、催化劑、溶劑種類、電磁波、同位素、試劑添加順序及攪拌等,分別簡介如下: (1) 物質本性 某些反應本質上就比其他來的迅速,舉例而言,在空氣中鐵的氧化,是長達數年的緩慢反應,但是丁烷的燃燒卻只需要數秒的時間。依據碰撞學說(collision theory),活化能愈高的系統,其反應速率愈慢。 (2) 溫度 依據碰撞學說,通常在較高溫下進行反應,透過增加分子的碰撞,可以使反應速率提高。然而主要的原因,是因為碰撞的分子擁有比較高的能量,而導致有效碰撞的增加,也就是說原子間的化學鍵較易被打斷和生成。溫度的影響在阿瑞尼士方程式(Arrhenius equation)裡有被提及,一般而言,溫度每上升10℃,反應速率會增為2~3倍。 (3) 濃度、壓力及固體顆粒總表面積。

氧化銅 (Copper(II) Oxide)

氧化銅 (Copper(II) Oxide) 
台北市立第一女子高級中學二讓 9號 李明穎/台北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

銅常見的氧化物有兩種:氧化銅(Copper(II) oxide,CuO)以及氧化亞銅(Copper(I) oxide,Cu2O),兩者皆為離子化合物,前者為黑色固體,後者為暗紅色固體。銅片長時間暴露在空氣中,可氧化形成氧化亞銅,在經更久的時間就進一步氧化為氧化銅。這些銅的氧化物進而與水氣及二氧化碳反應,形成銅的氫氧化物及碳酸鹽。銅片在火焰上直接加熱,也可以得到氧化銅。
氧化銅可分別用硝酸銅、氫氧化銅和碳酸銅的熱分解反應備製。

2Cu(NO3)2(s) → 2CuO(s) + 4NO2(g) +O2(g)
Cu(OH)2(s)→ CuO(s) + H2O(l)
CuCO3(s)→ CuO(s) + CO2(g)

有機過氧化物 (Organic Peroxide)

有機過氧化物 (Organic Peroxide) 
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

有機過氧化物是含有過氧基(ROOR’)的有機化合物,如果R’是氫,則稱為氫過氧化物。

O-O鍵很容易斷裂並且生成自由基RO • ,這使得有機過氧化物可以當作某些聚合反應的催化劑,例如過氧化丁酮(Methyl Ethyl Ketone Peroxide, MEKP)和過氧化苯(benzoyl peroxide)常用來催化環氧樹酯(epoxy resins)形成玻璃纖維塑膠。
然而,同樣的特性也使得有機過氧化物會不經意的進行爆炸性的聚合反應,因此也被用來做炸藥。大多數的有機過氧化物都是高度易燃、易爆炸物質,且通常都不穩定。

礦物質 (Mineral)

礦物質 (Mineral)
台灣師範大學化學系博士生白蕙棻/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

除了普遍存在於有機體分子的四種元素碳、氫、氮、氧,膳食礦物為有機生物體所需的化學元素。礦物質這個詞彙是古式的,自從我們以離子描述定義或是化學化合物和實際礦物。一些營養學家勸告這些較重的元素須從特定的食物攝取供應(這些食物富含有利的元素)。化合物有時也包含礦物質比方說碳酸鈣。而有些礦物質則來自於自然資源譬如地面牡蠣殼。有時礦物從食物添加在個別的飲食中,例如礦物質補充,最著名的是碘以碘化物鹽類處理。

雙糖

雙糖 (Disaccharide)
國立臺灣師範大學化學研究所博士班白蕙棻/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

雙糖雙糖disaccharide

雙糖的種類很多,其中常見的有蔗糖、乳糖及麥芽糖。雙糖是由兩個單糖經由脫水反應形成糖苷鍵而組成的醣類化合物,雙糖的分子式可統一由C12H22O11,但結構式不同。蔗糖(下圖左)由葡萄糖及果糖所組成,而乳糖(下圖右)則由葡萄糖及半乳糖組成。

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