“但是有一些单质,比如说硫和碳,都没有金属光泽;还有很多非常重要的单质没有颜色,它们是看不见的,有一些具有和空气一样微妙的特性。这些非金属单质有一个通用名称——非金属。碳是非金属,硫也是。非金属的数量并不多,可能有十二个左右,但是它们却是至关重要。有人会说他们是,唉,就像现实中的人一样:动静最大的不一定作用最大。确实,在大自然中非金属扮演着非常重要的角色,就像在我们周围的建筑中,石头、砖块和砂浆的作用,但是很多人甚至不知道它们的名字。人应该多读一些化学书,知道它们的存在。如果比我们有学识的人都不知道这些非金属,我们可能一生都不会知道它们。在这些重要物质中,有一种,如果没有它我们会迅速死亡,它的名字对你们来说可能比较陌生,你们也许,事实上,从来没有听到别人提起过它,它就是氧。”
“噢,它的名字很有趣!”埃米尔叫道,“我从来没有听说过它。”
“还有:氢,氮,你们知道吗?”
“也没有听说过。”
“我早就预料到你们没有听说过。它们是两种有用的非金属,它们默默地履行着自己的职责,并没有引起大家的注意,就像一个慷慨的人,只要他的礼物到达了目的地,就心甘情愿地继续默默无闻。尽管它们的作用都非常重要,氧、氢和氮这三种物质都没有引起人们的广泛关注,它们构成了看不见的、稀薄的空气,而且它们通常隐藏在化合物中,只有先进技术才能检测到它们的存在。就是因为这样,我们一直忽略了这些物质在大自然周而复始的剧本中扮演的重要角色。”
“它们有这么重要吗?”
“是的,孩子们,它们非常重要。”
“比金还重要?”
“我亲爱的埃米尔,在说到重要性的时候,你完全误入歧途了。对人类来说,金无疑是种非常有用的金属,它是财富的象征,是通过劳动积攒而来的。从硬币到金钱,它在人手中传递,能很好在商业交易中流通。我承认金扮演了一个辉煌的角色,但是如果金从地球上彻底消失,又会发生什么呢?没有什么特别的。银行可能会不太方便,商业活动可能会有一点小混乱,但是就这些。世界很快就像从前一样运转。假设,从另一方面来说,三种非金属中的一种,举例来说,你们刚刚学过的氧,消失了。地球上所有的生物会立刻死亡,从最大型的哺乳动物到最微小的蠕虫无一例外;所有的植物都会枯萎,无论是森林中的大型植物还是一片小小的苔藓。从此以后生命将不会再出现,这个曾有人居住的地球将会成为黑暗的荒漠,人类、动物和植物都会永远消失。你们可以看出来,这种情况,跟银行运转的不方便或者是商人的烦恼相比来说将会是更严重的灾难。
“从社会大体的方面来说,金也只扮演着无关紧要的角色,甚至可以说是被忽略的角色。如果金完全消失,也不会影响自然规律。相反,氧、氢和氮对于世界却非常重要,如果三者中的任意一种消失的话,所有的东西都会陷入混乱,生命也无法继续。除了这三种之外,还有碳也非常重要。这四种物质是生命中必不可少的,无论是植物还是动物。现在,如果你们乐意的话比较一下它们,金,每个人都谈论它,人们很熟悉它、渴望它,很多人都想戴金制的首饰。我说过,动静最大的不一定作用最大,这句话是不是正确呢?相信我,孩子们,从恰当的观点来看,金只是个无关紧要的东西。”
“您可以告诉我们氧、氢和氮的性质吗?它们如此重要,没有它们世界就无法运行。”朱尔斯问。
“当然,我将要从它们开始讲。我会告诉你们它们是什么,它们做了什么,讲这些要比讲别的东西花的时间长一些。现在我要告诉你们一种你们今后必须要知道的非金属。这种物质你们可以在火柴末端看到,上面覆盖着一层硫,通过摩擦可以燃烧。在没有灯光的房子里用手指摩擦它的时候,它会产生柔和的光。”
“它一定是磷。”
“是的,它是磷。它也是一种非金属。现在让我们总结一下。有大约六十种单质,分为金属和非金属。金属有特殊的光泽,被叫做金属光泽。你们知道的金属有铁、铜、铅、锡、锌、水银、银和金。还有一些物质也值得我们注意,我会在时机合适的时候讲。总计有大约五十种金属;而非金属的数量非常少,大约只有一打,没有所谓的金属光泽。最重要的非金属是氧、氢、氮、碳、硫和磷。前三种和空气一样,是看不见的。
“单质,也就是金属和非金属,也被叫做元素。这也意味着它们不能被分解,是自然界活动中的最基础的物质。”
“但是,保罗叔叔,”朱尔斯插了一句话,“我读的一本书中说,自然界中只有四种元素,不是六十种,它们是土、空气、火和水。”
“那本书重复了古时候的错误观念,这些过去流行的观念会慢慢被进步的科学所取代。确实,在古代,人们相信自然中的一切都可以追溯到土、空气、火和水,人们认为它们是四种不可分解的物质,所有的东西都源于这四种元素。但是经过现代的研究表明,古时候人们所认为的元素没有一种是真正的单质。
“首先,火,或者说,热量,根本不是一种物质·而单质都是物质,即使它们是不可见的。所有的物质都可以称重测量,我们可以说一立方英尺氧,一磅硫;但是如果我们说一立方英尺热量或者一磅温暖,这会是非常荒谬的。这就跟称小提琴的音符为物质一样,非常荒谬。”
“一磅F半高音或者一夸脱E半低音听上去会十分滑稽。”朱尔斯赞同道,他也觉得这样古怪的词语组合非常好笑。
“你当然笑了,因为音符不能在天平上称重量或者用夸脱或蒲式耳测容量。为什么不可能呢?因为声音不是物质,只是声波持续从发声物体传输到耳朵里的运动过程。热量也是一样的,这是一种特殊的运动方式。我很遗憾现在我不能涉及这样一个有趣的主题,因为要合理解释这个问题需要花很长的时间,而同时你们可能都会忘了化学。在这里我只能简单地说,热量不是元素,因为它不是物质。
“然而,说到空气,这又是一种不同的东西。它可以用夸脱测容量,也可以用磅测重量。对你们来说,你们以前可能没有听说过可以测空气的质量和容量,但这确实是真的。如果有时间的话,你们以后学习物理就会知道更多关于空气的知识。空气是物质,但是跟古代的理论不一样的是,空气不是单质。空气不是由一种物质构成的,它是由两种完全不同的物质构成的。在我做实验向你们证明这一点之前,我先告诉你们这两种物质的名称。空气是由氧和氮构成的。
“水也不是单质,和空气一样,不是一种元素。在适当的时候,我也可以向你们证明,水是氧和氢的化合物。
“至于土,从它的名称可以看出什么意义呢?很明显的,土是指构成地球中坚固部分的各种物质——包括矿物沙、粘土、砾石、鹅卵石、岩石和石子。因此,它不是元素,也不是一种单质。它包含了所有元素,从土中能得到所有的金属和许多非金属;事实上,如果我们分解化合物,所有的单质都可以从土中获得。我们可以说,古代概念中的四种元素,没有一种是单质或者元素。”