【十大美麗化學實驗】卡文迪西由氣生水
國立臺灣大學化學系講師林雅凡
瓶中的卡文迪西先生。（插畫／HANa）
從希臘哲人亞里斯多德（Aristotle, 384-322 BC）以來，西方人有很長一段時間相信：物質世界由「土、火、空氣、水」這四種元素所組成。直到18世紀，人們在化學實驗上累積足夠的技能與分析方法後，方能推翻此一假設。
如果仔細觀察坊間礦泉水上的包裝，有的會標示「H2O純水」，意味著水是由氫（H）和氧（O）所組成的化合物。這是否有點不可思議呢？氫和氧都是看不見摸不著的氣體，如何形成能碰能觀的水？ 這個問題的答案跟氫氣的發現有關。
化學情境試題：色彩鮮豔的花青素（Colorful Anthocyanins）〔III〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
在回答問題之前，首先請你閱讀與本試題有關的情境描述，以增加你對本試題背景知識的瞭解；然後思考問題解決的策略，並且寫下你的答案；最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。
參考答案
化學情境試題：色彩鮮豔的花青素（Colorful Anthocyanins）〔II〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
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解題策略
化學情境試題：色彩鮮豔的花青素（Colorful Anthocyanins）〔I〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
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情境描述
大自然中剎紫嫣紅，多彩多姿的顏色，到底是怎麼造成的？其實絕大多數的花朵、果實及彩色樹葉的顏色來自花青素（anthocyanins），它是一種常見的植物色素，自然界有超過500種不同的花青素。圖一為成熟的草莓富含橙紅色的花青素。
圖一 成熟的草莓富含橙紅色的花青素
照片來源：anushruti RK, http://www.flickr.com/photos/anushruti/2139924969/
穿隧效應(Tunneling Effect) 的應用（一）：掃描穿隧顯微鏡 (STM)
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師/國立台灣大學陳藹然博士責任編輯
1924年德布羅依(L. de Broglie,1892~1987)提出物質波(matter wave)的概念，並於1927年戴維森(C.J.Davisson,1881～1958)及革末(L.H.Germer,1896 ~ 1971)以54eV之電子束垂直撞擊鎳晶體表面，得到如同光波的干涉與繞射現象，證實電子波動性，並榮獲1937年諾貝爾物理獎。現今都將這些物質波稱為德布羅依波(de Broglie wave)，德布羅依波給予物質與光的雙重性，建立波動力學的理論基礎。因為粒子具有波動性，如電子等微小粒子有機會穿過本來不可能通過的能量障礙，稱為「穿隧效應(Tunneling Effect)」。穿隧的的機率和距離有關；距離越小，穿隧的機率越大。
第63届聯合國大會將2011年定爲「國際化學年」（International Year of Chemistry），以紀念化學取得的成就以及對人類文明的貢獻。為了慶祝這特別的一年，台灣大學科學教育發展中心與國立台灣科學教育館共同策劃了「十大美麗化學實驗」專題，介紹由英國皇家化學學會（Royal Society of Chemistry）選出的美麗化學實驗。
本次的專題橫跨三個世紀，且與近代歐洲化學家對世界的想像息息相關。從十七世紀海爾蒙特栽種柳樹，到十八世紀卡文迪西利用氫與氧合成水，再到十九世紀巴斯德發現酒石酸的旋光性。儘管海爾蒙特被後人稱為「既是英雄也是傻瓜」，卡文迪西也沒能真的發現氫氣，但他們的實驗與巴斯德並列，顯示了並非完美無缺才是美。或許我們可以這樣說：實驗之美在於實踐過程，凡曾誠摯追求真理，且能夠扮演承先啟後角色的，皆足膺美麗化學實驗之名。
【十大美麗化學實驗】專文01 關於美麗，也關於錯誤──淺談海爾蒙特和他的柳樹實驗
葉房蒲
海爾蒙特先生與他的柳樹（插畫：HANa）
【知識快訊】全球最新科學知識消息2011年1月號
知識通訊評論第99期
建造在法國卡達哈希附近的國際熱核聚變實驗反應爐（ITER），造價估計一百五十億歐元(一百九十七億美元)
盯緊合成生物學
一個生命倫理委員會在去年十二月十六日發表報告，認為美國的合成生物學研究應當受到白宮層級的監督，但不宜過度規則化。委員會聲稱，他們將在實驗不設限及規則緊身衣之間，選取中庸之道。並表示合成生物學領域，宜保持目前戒慎恐懼的心理，但不需新立或改變既有的規定。
ITER計畫鬧窮
歐洲議會拒絕填補歐洲國際熱核聚變實驗反應爐（ITER）的預算缺口。建造在法國卡達哈希附近的融合反應爐，造價估計一百五十億歐元(一百九十七億美元)，為彌補二○一二到二○一三年的十十四億歐元資金短缺，歐洲執委會建議挪用歐盟其他研究預算加以補貼。但這項提案於去年十二月十五日遭歐洲議會打回票，預算談判將在二○一一年持續進行。
再論化學平衡(Chemical Equilibrium)與吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)
臺北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師/國立臺灣大學陳藹然博士責任編輯
一個化學反應會不會自發(Spontaneous)進行，對科學家甚至普羅大眾而言是一件非常重要的事。根據熱力學第二定律(Second law of thermodynamics)，每一個自發性反應均伴隨著亂度的增加，即是 $$S_{universe}=S_{system}+S_{surrounding}>0$$。環境的亂度 $$(S_{surrounding})$$ 很難定量，維拉德吉布斯(J.W. Gibbs, 1839 – 1903)提出自由能(Free energy)的觀念，利用自由能來判斷反應是否具有自發性。