金屬

室溫超導體指日可待?

室溫超導體指日可待?
蕭維翰

在 2018 年盛夏,兩個實驗組分別提出臨界溫度高於攝氏 -70 度的超導體量測數據,我們是否又離實用的高溫超導體走近一步呢?

超導體(superconductors)的物理大概是最常在科普文中被提及的概念之一,追溯原因,倒也未必是因為這些物理容易理解,筆者猜想更有關聯的應該是:(1) 超導性是相對輕易可以被實現的巨觀量子現象,甚至不需要無塵室、防塵衣等負擔也能在公眾面前展示。(2) 超導性的視覺效果,如磁浮現象,足夠不尋常而可以令人歎為觀止。(3) 最後,它們對於生活的改善也有舉足輕重的影響,譬如磁浮列車。

金屬與硝酸反應方程式的寫法:一種對於初學化學者的有效記憶法設計 (下)

金屬與硝酸反應方程式的寫法:一種對於初學化學者的有效記憶法設計 (下)
Writing Reactions of Metals with Nitric Acid: A Mnemonic Device for Introductory Chemistry Students (II)
國立臺灣師範大學化學系兼任教授 邱智宏教授

連結:金屬與硝酸反應方程式的寫法(上)

(承上篇)

使用有效的記憶法能夠快速的記住新的資訊,許多有關此類的設計已經廣泛的應用,例如高中教科書常提及的原子能階高低順序的圖形記憶法、電磁學中的弗來明左手定則及大學熱力學中 ​\( 8 \)​ 個狀態函數的記憶方法等。

有關金屬和硝酸反應會產生何種生成物的記憶方法,係利用左手為輔助如圖一所示。

金屬與硝酸反應方程式的寫法:一種對於初學化學者的有效記憶法設計 (上)

金屬與硝酸反應方程式的寫法:一種對於初學化學者的有效記憶法設計 (上)
Writing Reactions of Metals with Nitric Acid: A Mnemonic Device for Introductory Chemistry Students (I)
國立臺灣師範大學化學系兼任教授 邱智宏教授

在學習化學課程時,除了深刻的理解各項的原理之外,還必須記住一些通則,以利快速解決問題,或內化成知識的架構,例如學習多電子原子的軌域填法時,不但要了解四種量子數的來龍去脈,更要藉助有效的各類記憶法(參考資料1),才能正確的依據遞建原理(Aufbau Principle),快速的將電子由低能階往高能階填,而不會產生先填 ​\(3d\) 軌域再填 \(4s\) 軌域的錯誤;學習熱力學時也有相同的情況,除了必須了解各項狀態函數(state function)的推導,有許多記憶法(參考資料2)能協助學子有效的記憶並在適當的時機加以應用。

稀土元素(rare earth element)

稀土元素(rare earth element)
國立臺灣師範大學化學系學士班四年級洪雋為

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圖一$$~~$$稀土礦物

稀土元素(rare earth element),為IUPAC定義週期表內的17種元素,包含鈧和釔及鑭系的15個元素,皆為金屬元素,因此又稱為稀土金屬(rare earth metal)。依原子序大小又分為輕稀土元素(LREE light rare earth element)、重稀土元素(HREE heavy rare earth element)兩類1

最早的稀土礦物,矽鈹釔礦(gadolinite) ,開採於瑞典伊特比村(Ytterby Sweden),許多稀土元素的名稱源於此地。

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔II〕

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔II〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「自製焰色試驗棒演示焰色試驗[I]」

原理和概念

● 本生燈或瓦斯噴燈的火焰為淡藍色,光度極低,此火焰稱為無光焰。

● 光是一種電磁波,一般人的眼睛可以感受的電磁波波長在400(紫色)到700(紅色)奈米(nm)之間,如圖十一所示。

圖十一 可見光只佔電磁波譜的一小部分。圖片來源:http://www.electricalfun.com/visible_spectrum.htm

● 當一個元素被激發(加熱)時,其電子會躍遷至能量較高的軌域上。當它返回低能量的軌域時,高低軌域的能量差會以電磁波的形式輻射出來,出現在某些特定的波 長上,稱為發射光譜。每種元素都有其個別的光譜,這些譜線就好比人類的指紋一般,科學家可據以鑑定元素,如圖十二所示。

圖十二 銅(CuCl2)(上)、鈉(中上)、鋰(中下)和鈣(下)的發射光譜。圖片來源:http://webmineral.com/help/FlameTest.shtml

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔I〕

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔I〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

小朋友玩的仙女棒,慶典晚會的煙火,各種火焰顏色應有盡有,這些焰色是怎麼產生的呢?本示範實驗採用兩種焰色試驗,其一為使用自製的焰色試驗棒和本生燈來 試驗鹽類固體,其二為使用卡式瓦斯噴燈和噴霧瓶來試驗鹽類水溶液。自製的焰色試驗棒取自於報廢的開飲機之加熱片並製作而得的,而且焰色試驗的效果很好,值 得教師參考。

示範步驟

A. 示範前準備

A1. 自製焰色試驗棒

1. 從報廢的開飲機、電熱水瓶或電鍋取出加熱片,如圖一所示。

圖一 開飲機的加熱片

2. 用尖嘴鉗拆解加熱片,即可見到加熱片中的鎳鉻絲,這種鎳鉻絲的寬度約1 mm,如圖二所示。

圖二 拆解後的加熱片

介紹常見合金(Alloy)之性質及其用途

介紹常見合金(Alloy)之性質及其用途
台北縣私立淡江高級中學化學科賴亭吟老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

我們日常生活中有許多物品都是金屬製,但是你注意到這些金屬製品是單一金屬成品還是金屬的混合物? 一般金屬具有質軟、延展等性質,但加入其它元素後形成的金屬混合物稱為「合金(Alloy)」,合金的硬度、熔點、強度、導電性和磁性都和單一金屬不同,有時具耐腐蝕、耐酸等性質,所以比單一金屬具有更大的應用範圍。以下列舉一些常見的合金: