化學屬於自然學科,所有經歷過中學教育的同學都知道,我們初中第三年才開設這個學科。到了高中,化學教材從初中的一本書變成了高中的八本教材。化學成為了同學們中學期間必須面對的必修學科。化學的重要,我們可以從2019年的諾貝爾化學獎中窺見一斑。因為有三位世界頂級的科學家為化學代言,他們三個通過研究可充電電池(鋰離子充電電池)站在了世界諾貝爾化學獎的最高領獎臺。這三位頂級科學家叫做約翰·班尼斯特·古迪納夫(美國)、麥可·斯坦利·惠廷漢姆(美國)、和吉野彰(日本)。這三位化學家的貢獻,我們最直接的收益就是可充電電池解決了我們喜愛的手機和筆記本電腦等無線電子產品充電問題。
一、化學家們的研究經歷,為我們解開了化學世界特殊元素的奧秘
元素周期律和鋰的故事,同學們一定要記憶。因為它在2019年諾貝獎中發揮的作用很積極。所有中學生都知道,想學好化學,必須懂得元素周期表和元素周期律。想了解化學家的研究經歷就要先認識一種古老而稀少的元素,鋰。它是世界上最輕的固態元素,這就是為什麼我們幾乎很難注意到隨身攜帶的手機。從化學角度上認識它,它是金屬。最外層只有一個電子,這使得鋰具有很強的給電子能力。鋰失電子時,會形成帶正電且更穩定的鋰離子。準確地說,兩位瑞典化學家得到的並不是純的金屬鋰,只是以鹽形式存在的鋰離子。因為鋰是不穩定的元素,如果存放它必須放在礦物油裡,以免與空氣反應。鋰很活潑,這是它的缺點,同時也是它的優點。
1970 年代初期,斯坦利·惠廷漢姆利用鋰外層電子脫出時釋放的巨大能量研製出了首個實用的鋰電池。1980 年,約翰·古迪納夫將電池的電壓提高了一倍,從而為生產更高能量密度的電池創造了條件。1985 年,吉野彰成功地用更安全的鋰離子取代了電池中的金屬鋰,這使得電池的應用變得切實可行。鋰離子電池給人類帶來了非常大的益處,因為它推動了筆記本電腦、行動電話、電動汽車的發展以及太陽能、風能存儲各個領域的發展。三位科學家,在科學研究的道路進行的接力,才讓我們現在使用的手機有穩定的充電器。
二、我們中學的哪些知識給諾獎得主打下了地基?
從化學家的發明中,我們不難看出,元素周期表、元素周期律、原子、離子、核外電子、金屬、得失電子等等化學知識,都是我們從初中接觸化學,一直到高中高考時的試題,都離不開這些基礎知識。尤其是元素周期表,還有周期表中哪些元素,真的很神奇,他們構成了我們這個世界奇奇妙妙的物質,這些物質幫助我們把這個奇妙的世界反覆去認知。我們從初中到高中的化學知識,讓三位科學家,在科研過程中,給人類、給世界送去了鋰這種元素創造的傳奇。讓它變成了可以充電的電池。
三、2020年的中考和高考要注意哪些問題?
轉眼之間,初三和高三的同學已經開始學習一個月月餘。世界在恭賀三位科學家獲獎的喜氣中,給2020年升學的中考生和高考生帶去一個訊息,好好關注神奇的元素鋰,還有它所在的周期位置和周期律,比如氫氦鋰鈹硼碳氮,因為都在周期表中的比較貼近鋰的位置,一定會給出考試題的老師帶去啟迪。所以,相關的問題,從現在開始就要關注,以免在中考、高考題中出現時,把自己弄個措手不及。知己知彼,才能穩拿第一。
化學作為和我們日常生活非常密切的學科,上得了領獎臺,入得了玻璃試管。會讓生活變得很方便,所以學好化學,於己於人都很值得去認真對待。尤其是初三高三的同學,為了有個好成績,更應該花些時間,一邊讓化學這門學科成為孩子們的好夥伴。