Raffaella Crescenzi

名人推薦：國立臺灣大學化學系名譽教授／陳竹亭
LiFe生活化學創辦人／陳柏憲
賽先生科學工廠創辦人／林厚進

莫耳，就像去超市買菜

在本節中，將會討論我們在化學中遇到最難的（也是最最最無聊的）概念之一：莫耳。

大家現在應該都已經知道，透過研究化學方程式可以看出有哪些分子參與了化學反應，以及這些化學反應物是如何結合在一起形成生成物。

例如，通常情況下，我們觀察氫氧化鍶和鹽酸的反應，很快就能看出它的反應過程是：1個Sr（OH）2 分子與2個HCl分子發生反應，形成3個新分子，即2個水分子和1個氯化鍶分子：

Sr（OH）2 +2HCl → SrCl2+2H2O

問題是，我們根本不可能非常精確的把1個Sr（OH）2 分子和2個HCl分子混在一起。事實上，正如我們之前告訴你們的，這些粒子是如此之小，以至於即使是在蝨子（這應該已經是大家對於「微小」概念的定義了）的小屁股上，最微小的毛髮上的最微小的末端，也存在著龐大數量的這些粒子。

但這就是訣竅！我們不會每次只單獨測量一個分子的質量，而是取一定數量的分子，而這個數量就是一個精確的數字。

化學家使用一個包含固定數量分子的單位，作為分子的參考系統。

迷茫嗎？哈哈哈哈！沒關係，跟我們來，大家一起去超市看看。事實上，今天奶奶決定親自來款待我們，作為她的好孫子好孫女，我們要為她準備她最喜歡的菜。下面是食譜：松子歐芹蛤蜊麵。因為我們有6個人，所以需要618條義大利麵、132顆蛤蜊、186顆松果和36片歐芹。開始數吧，快點！

等一下，按照這份食譜的意思是要計算出客人每一口的量（也就是3條義大利麵，½ 顆蛤蜊，¼ 顆松果和一小片歐芹）？我想大家可能都會瘋掉，所以我們會選用一定數量作為參考──1包義大利麵，1袋蛤蜊，1袋松仁，1把歐芹──足夠餵飽所有客人的菜量。

孩子們，信不信由你們，化學家對化學元素使用的計量方法，和你們在超市買食材時使用的方法完全一樣，只是他們想出了一個特殊的袋子，裡面都是有相同數量的粒子，每一種物質都裝在這樣的「莫耳」袋子裡。

透過這種方式，我們可以不用每次一個個去拆開它們，讓每一個分子單獨跟另一個分子進行反應，而是可以直接將一莫耳分子的反應物作為一個整體進行反應，然後觀察會發生什麼現象。

然而，由於原子和分子的質量實在是小得誇張（我們在上一章已經取笑過它們），所以我們需要取出大量的粒子，才可以用家中的磅秤給粒子稱重。於是，我們決定一次性取出602,200,000,000,000,000,000,000 顆粒子（或者可以寫成6.022×1023），也就是我們所說1莫耳（mol）的數量。

莫耳是物質的數量單位，每1mol 任何物質（微觀物質，如分子、原子等）含有6.022×10²³ 個微粒。

莫耳只不過是化學家用來計量原子和分子的小袋子；只是，與超市的袋子不同，相同莫耳數量的不同物質，都包含相同數量的微粒──原子、分子、離子、義大利麵、蛤蜊等。

1mol 的氧原子含有6.022×10²³個氫原子， 1mol 的HCl分子含有6.022×10²³ 個鹽酸分子，1mol的Sr2+含有6.022×10²³個鍶離子⋯⋯1mol的義大利麵或蛤蜊，分別含有6.022×10²³條義大利麵和6.022×10²³顆蛤蜊：不過，如何撈出義大利麵，事實上不是個化學問題！
來吧，回到我們的主題，讓我們再寫一次最喜歡的方程式：

Sr（OH）2+2HCl → SrCl2+2H2O

但是現在大家要注意一下，因為這一次，我們不是試圖讓一個Sr（OH）2分子與兩個HCl 分子發生反應，而是讓6.022×10²³個Sr（OH）2分子與2倍的6.022×10²³，也就是12.044×10²³個HCl分子發生反應。

你們想像一下這會有多麼混亂：每一個Sr（OH）2分子都會與身邊飛馳而過的12.044×1023個HCl 分子中的兩個HCl 分子結合在一起，形成1mol 的SrCl2 分子，並釋放出2mol 的H2O分子。

在反應結束時，也就是在所有6.022×1023 個Sr（OH）2 分子與12.044×1023 個HCl分子發生反應後，我們將會得到分散在家中的6.022×1023個SrCl2分子和12.044×1023個水分子。你們看，多麼精彩啊！

而以上的過程，通常是在一瞬間發生：例如每次我們點燃火柴、清洗傷口或染髮時，瞬間就會發生大量的化學反應。

你們看起來很困惑，也許我們需要來複習一下。

為什麼莫耳必須是一個非常大的數字？關於這一點我們已經明白了：這只是化學家們為了管理這些微小粒子，而不得不想出的一個祕密策略。因此，大約1024 個大約10-24g 的顆粒總共重大約1g。

但莫耳能做的還不只這些，最酷的是我們剛剛寫在前面的那三個「大約」。我們後面會講到的，別擔心。

莫耳，就像去超市買菜

在本節中，將會討論我們在化學中遇到最難的（也是最最最無聊的）概念之一：莫耳。

大家現在應該都已經知道，透過研究化學方程式可以看出有哪些分子參與了化學反應，以及這些化學反應物是如何結合在一起形成生成物。

例如，通常情況下，我們觀察氫氧化鍶和鹽酸的反應，很快就能看出它的反應過程是：1個Sr（OH）2 分子與2個HCl分子發生反應，形成3個新分子，即2個水分子和1個氯化鍶分子：

Sr（OH）2 +2HCl → SrCl2+2H2O

問題是，我們根本不可能非常精確的把1個Sr（OH）2 分子和2個HCl分子混在一起。事...

推薦序一
圖示化學入門7招50式
國立臺灣大學化學系名譽教授／陳竹亭

化學不好學！又要記、又要算，還有抽象的理論需要弄懂。這是許多學生初次接觸化學課時的共同印象。於是化學老師們都卯起來，摸頭抓腮的想盡辦法，要讓學生看到化學時覺得有趣，又能夠理解。當然最重要的是不能一看就排斥。

你聽過化學大廚嗎？或是化學名嘴？甚至是化學漫畫家？
這本《名師這樣教 化學秒懂》就是由義大利的知名化學家，用十分貼近生活的語言，以對話的形式，加上趣味漫畫的「圖示化學入門7招50式」。

全書的結構倒是一本正經的涵蓋了化學的入門內容，例如物質的基本性質、化學反應、氣體、液體、固體、物質相態變化及化學溶液等7章，總共50節。整份目錄看起來還真像是中學化學課本。

第一章中的內容有元素、原子、質子、中子、電子、同位素、分子、化合物等，甚至還談到了原子計量的莫耳單位，根本就是任何化學課本起手式的第一章。但是作者的輕鬆語調，和稍微有點誇張的漫畫，的確可以解除不少學子們排斥化學的心防。

至於書裡面使用的例子還真是五花八門：有廚房的食物，如高壓鍋煮菜、煎牛排、泡咖啡、融化的冰淇淋、奶奶的蛤蠣；擬人的例子如：同位素有高矮胖瘦、脾氣不好的電子或離子；比較誇張的還有形容質子的同電荷互斥，用到了好比公車上旁邊的人腋下有異味而躲開！真是令人哭笑不得。

其實此書的內容，就是化學家一本正經撰寫的化學入門，既非科普，更非科幻。有學生會頭痛的數量級，就是10的n次方或是10的-n次方的數字，有看了會緊張的化學式或分子式，甚至是三度空間分子結構，還有化學反應方程式！不過看了漫畫哈哈一笑，所有的困難應該都會迎刃而解、隨風而逝。

化學課本可以當漫畫書看，還是照樣能學知識嗎？我想是可以的。我的兒子在童年時不太讀文字書，但是看很多漫畫。過了十歲大時，突然間四字成語朗朗上口。就像他最喜歡用的「世事難料」，原來是看了《三國演義》的漫畫後，被書中的成語潛移默化了。

本書的作者最怕孩子們連書都不碰，一旦他們有興趣，或是好奇的把書拿起來翻看，年輕人與生俱來的學習吸收力自然會克服書本中的困難，容易入口、消化的內容就先下肚了；至於困難的部分就像作者說的，這一部分不應該在我們的基本內容中，將來自然有學到的機會。

學習科學最重要的一環，的確就是「保持學習者的興趣與好奇心」。教師在教材和教法上下功夫，使得學生得以習而不倦，能更進一步主動追究書中深處的道理，甚至能啟發理性的論證和思辨，這就是成功的學習！作者在本書的用心，應該可以獲得讀者合理的回饋。

推薦序二
營養不變，卻更好消化的化學知識
LiFe 生活化學創辦人／陳柏憲

首先我得在此肯定你，因為你正在讀一本與眾不同的化學書！

若你是在書店隨意翻翻，建議你直接用新臺幣帶它回家慢慢品嘗。若你已擁有這本書了，那麼我相信你一定能順利讀完，不會和其他參考書一樣只放在書櫃中供奉著！

老實說，雖然我本人是化學系畢業，但在學生時期，我對化學真的沒有愛。我強烈懷疑學校用的化學課本，都有被偷偷施上催眠魔法，只要一翻開那潘朵拉的課本，就會快速消耗我的意志力。

若比較不幸，遇到沒辦法用學生聽得懂的方式，來說明這些化學原理和機制的老師時，我相信上課的同學們也只是在神遊、放空，甚至直接登入周公online。就和膳食纖維一樣，即便老師所提供的內容多麼營養、珍貴，但是學生、讀者無法輕易消化吸收，最終只能排出體外（或腦外）……。

正如本書作者所說，科學家都是在將「簡單事務複雜化」的辦公室工作。許多老師非常了解自己的領域，卻少了最重要的因材施教技能。不論臺下的學生們是天才或是蠢材，都該要能讓大家都能聽得懂才是真正厲害的老師！科學要普及的重點，就是要讓更多人了解與引起興趣！

多年來我致力於推廣「生活化學」，希望透過淺顯易懂超白話的文章，讓一般沒有化學相關背景的大眾，也能學習並了解到生活中的化學知識，藉此不要聽到化學兩字就像看到惡魔般恐懼。

我知道許多人在學校都曾被化學考試摧殘過，但拜託請重新給化學一次機會！《名師這樣教 化學秒懂》是一本能快速又輕鬆讀完，同時還能維持內容豐富的「教材」，大家知道這對於基礎化學教材而言有多麼困難嗎？

在學校讀化學課本時很痛苦，但這本書卻能異常輕鬆，主要是因為有很多作者的腦補話和屁話（別誤會，書中真的提到非常多次屁！）。這麼枯燥乏味的硬知識，竟然可以用如此幽默，帶點搞笑的方式來傳達，當然能使讀者更容易吸收。

書中所提到的基礎化學範圍相當廣泛，其中也有提到許多不得不提的公式，但完全有別於傳統的教課書模式：「各位同學，這是理想氣體方程式（PV = nRT），不用問為什麼，給我吃了它！背了就會多分！」但會背公式又怎樣？任誰也都會背愛因斯坦的E =mc２公式……。

偏偏本書作者就是不想端上一大鍋的十全大補湯，反而是透過介紹不同科學家們的發現，漸漸引導與拼湊出這個方程式，將整鍋湯分成小碗慢慢吃，營養不變卻更好消化。

在此也分享幾個本書中我最喜歡的幾個絕妙內容！身為兩位男孩的父親，我完全能理解作者描述的公園中孩子們是氣體、父母是液體，坐在旁邊聊天的長輩是固體是怎樣的混亂場面（神比喻，各大公園的實況就是那樣！）。用百貨公司手扶梯來說明物態變化，又一神比喻！以及未來當他們把家裡搞得一團亂時，我也會催眠自己這全都是「熵」的錯！

我相信，你已經準備好要參加一場幽默又愉快的基礎化學之旅了，趕緊出發吧！

推薦序三
想遊玩化學，先從基礎開始
賽先生科學工廠創辦人／林厚進

在推廣科普的歷程中，化學的問題往往是最難用直覺去感受與理解的，你隨便拿個A加上一個B，莫名其妙就生出了一個「感覺上」完全不相關的C，就像有毒的「氯」與加到水裡就會爆炸的「鈉」，怎麼組在一起就變成了我們天天在吃的食鹽「氯化鈉」呢？

這個時候我們就必須從基礎化學來開始說起了，如果同樣的問題你拿去問國中老師，他也會再次從基礎化學開始說起，你問大學老師，他也會再跟你從基礎化學說起……就算你問的是體育老師也是一樣的！既然大家都要從基礎化學說起，那為什麼有些人說的我們聽得懂，有些人一說我們就會睡著呢？

這也是本書最特別的地方，基礎化學就如同玩電動遊戲前的教學篇章一樣，但是大部分玩遊戲的人們，都只想著趕緊啟程在遊戲中探險，根本沒有人想要在這裡停留。

然而本書的作者，將這裡的每個抽象概念都做了生動的舉例，難度上也非常小心的斟酌，因為他們深知，在這個篇章首要建構的是玩家們對於這個名為「化學」遊戲的宇宙觀，其他更多的操作、更困難的篇章，其實是可以留在後面再慢慢的解鎖與探索。

同時我相信會把推薦序都讀到這裡的你，一定已經花錢買了這本書。為了想要對得起你所花的每一分錢，所以連這部分也不能錯過的仔細閱讀，這也代表了我並沒有左右你要不要買書的這個決定。

萬一你真的還沒買這本書，我則想強調一下，作者在書中有教大家該如何正確「使用」化學知識，能讓你增加吸引異性的魅力！希望這會使你在猶豫是否要購買這本書時，幫上你的忙。

推薦序一
圖示化學入門7招50式
國立臺灣大學化學系名譽教授／陳竹亭

化學不好學！又要記、又要算，還有抽象的理論需要弄懂。這是許多學生初次接觸化學課時的共同印象。於是化學老師們都卯起來，摸頭抓腮的想盡辦法，要讓學生看到化學時覺得有趣，又能夠理解。當然最重要的是不能一看就排斥。

你聽過化學大廚嗎？或是化學名嘴？甚至是化學漫畫家？
這本《名師這樣教 化學秒懂》就是由義大利的知名化學家，用十分貼近生活的語言，以對話的形式，加上趣味漫畫的「圖示化學入門7招50式」。

全書的結構倒是一本正經的涵蓋了化學的入...

幫你擺脫學化學的無聊枯燥

市面上的初級化學教材五花八門，數量龐大，但是請你們相信我，這本書與眾不同。可能每本書的作者都會這麼說，不過只有在這本書裡，你才能找到：

‧ 在電梯裡放屁的氣體定律；
‧ 莫耳定律與逛超市的關係；
‧ 用百貨公司平面圖展示的物態變化；
‧ 飽和溶液與奶奶的聖誕午餐；
‧ 無與倫比的化學元素：鍶。

總之，這不是一本普通的化學書；在你與學校老師推薦的嚴肅刻板化學教科書鬥智鬥勇之餘，這本書可以為你提供一個安定的港灣。在這裡你可以找到所有你想了解的事情。
也許你會問，這本書到底哪裡不一樣？下面讓我來告訴你。

這本書的任務是幫助你擺脫化學學習的無聊枯燥，讓化學變得有趣， 既然如此，何樂而不為呢？

在接下來的內容中，你會學習到基礎的化學知識：關於化學反應、物質狀態變化和溶液的七個章節，以及原子、同位素、分子、莫耳、氣體、液體、固體、物態變化、飽和溶液與溶解度。

如果你感興趣──不，我們不是在開玩笑，這真的可能會發生！你還可以繼續學習剩下的化學知識──比如軌域、化學關係、pH 值、有機化學、生物化學和其他「可怕」的化學知識！

最後，我們祝你玩得愉快。嗯，我是說……學得愉快！

幫你擺脫學化學的無聊枯燥

市面上的初級化學教材五花八門，數量龐大，但是請你們相信我，這本書與眾不同。可能每本書的作者都會這麼說，不過只有在這本書裡，你才能找到：

‧ 在電梯裡放屁的氣體定律；
‧ 莫耳定律與逛超市的關係；
‧ 用百貨公司平面圖展示的物態變化；
‧ 飽和溶液與奶奶的聖誕午餐；
‧ 無與倫比的化學元素：鍶。

總之，這不是一本普通的化學書；在你與學校老師推薦的嚴肅刻板化學教科書鬥智鬥勇之餘，這本書可以為你提供一個安定的港灣。在這裡你可以找到所有你想了解的事情。
也許你會問，這本書到底哪裡不...

推薦序一 圖示化學入門7 招50 式／陳竹亭
推薦序二 營養不變，卻更好消化的化學知識／陳柏憲
推薦序三 想遊玩化學，先從基礎開始／林厚進
序　幫你擺脫學化學的無聊枯燥

第一章 化學：研究物質及其變化規律的科學
1.0　前言
1.1　自然元素和人造元素
1.2　原子的電中性，讓你不會觸電
1.3　元素，原子序決定了一切
1.4　同位素，原子也有高矮胖瘦
1.5　脾氣不小的離子
1.6　原子的大小你看不見
1.7　原子質量，只要計算質子和中子
1.8　元素的原子質量
1.9　分子──原子的結合
1.10　分子量──原子質量之和

第二章 化學反應，分子不會乖乖待著
2.1　化學反應和化學方程式
2.2　質量守恆──物質不會憑空產生
2.3　莫耳，就像去超市買菜
2.4　1莫耳的物質有多重？
2.5　莫耳和克的換算
2.6　化學式能告訴你所有事情

第三章 氣體：無形狀，但是有體積
3.1　氣體的體積，就是粒子運動的空間
3.2　氣體壓力單位
3.3　理想氣體讓考試更簡單
3.4　萬用公式：pV=nRT
3.5　亞佛加厥原理
3.6　莫耳體積：物質在標準情況下的體積
3.7　恒定溫度下，壓力與體積成反比
3.8　溫度升高，壓力和體積都會增加
3.9　熱力學溫標──絕對溫度
3.10　理想氣體方程式

第四章 液體：它的體積不可壓縮
4.1　液體的形狀會隨容器變化
4.2　蒸發：從液體變成氣體的過程
4.3　飽和蒸氣：蒸發凝結達到動態平衡
4.4　分子量越小的物質越容易蒸發
4.5　沸騰：蒸氣壓力與外部壓力相等
4.6　氣壓越低，水的沸點就越低
4.7　蒸餾可以讓海水變成飲用水
4.8　為什麼壓力鍋煮菜比較快？

第五章 固體：有固定的形狀和體積
5.1　固體是靜止不動的嗎？
5.2　固體的性質：延性、展性、硬度
5.3　晶體和非晶質固體

第六章 物態變化，就像在百貨公司搭手扶梯
6.1　熔化溫度能幫助你判別物質
6.2　比熱：升高溫度需要的熱量
6.3　潛熱：為什麼冰塊融化，溫度不會上升？
6.4　加熱曲線，就像搭手扶梯
6.5　凝華與昇華：固態與氣態的直接轉化

第七章 化學溶液：可能是固態、液態或是氣態
7.1　非均勻混合物：由兩種以上不同相態的物質構成
7.2　化學溶液：每個分子都均勻混合
7.3　形成溶液後還能分開嗎？
7.4　溶劑、溶質、溶解度
7.5　濃度：溶液中溶質和溶劑的含量
7.6　飽和溶液：達到最大濃度的溶液
7.7　氣體的壓力只和數量有關
7.8　氣體的溶解度

結語

推薦序一 圖示化學入門7 招50 式／陳竹亭
推薦序二 營養不變，卻更好消化的化學知識／陳柏憲
推薦序三 想遊玩化學，先從基礎開始／林厚進
序　幫你擺脫學化學的無聊枯燥

第一章 化學：研究物質及其變化規律的科學
1.0　前言
1.1　自然元素和人造元素
1.2　原子的電中性，讓你不會觸電
1.3　元素，原子序決定了一切
1.4　同位素，原子也有高矮胖瘦
1.5　脾氣不小的離子
1.6　原子的大小你看不見
1.7　原子質量，只要計算質子和中子
1.8　元素的原子質量
1.9　分子──原子的結合
1.10　分子量──原子質量之和

第二章 ...