氧是重要的工業原料，氣焊需要純氧，用氧氣和乙炔（一種可燃氣體）形成的“氧炔焰”溫度可達3000℃，那真是削鐵如泥，可以順利地切割厚鋼板。煉鋼也要用純氧，在煉鋼爐頂吹氧，鐵水裏過多的碳可以燒掉，生鐵就能煉成鋼，過多的矽燒成二氧化矽，進入爐渣裏除去，鋼水就變得更加純淨，鋼的質量就能提高。
除了普通的氧氣外，還有一種“臭氧”（臭讀成xiù，它的分子是由三個氧原子構成的，氣體臭氧呈天藍色，具有特殊的氣味，有很強的殺菌力，醫院和研究所的無菌室常用它來滅菌消毒。臭氧不穩定，容易自發地轉化為氧。
大氣中的最主要成員
地球上白天的最高溫度和夜晚的最低溫度相差不大，就連夏季的最高氣溫和冬季的最低氣溫相差也不會超過80℃。月球就不同了，在赤道處中午為127℃，晚上最低可達零下183℃，溫差竟有310℃！為什麼地球和月球有這麼大的差別呢，主要是在地球上有一層厚厚的大氣包圍著，調節著氣溫，而月球上卻基本上沒有大氣。
大氣裏最多的不是氧而是氮，氮氣約占大氣總體積的78％，它無色無味，在常溫下比較穩定，不愛和別的物質化合；隻是到了高溫時，它才活潑起來：在閃電中，氮和氧能化合成氧化氮，溶解在雨水裏就是很稀的硝酸，然後隨著雨水傾瀉到大地上。
大家都知道，氮、磷、鉀是植物生長的三要素，硝酸就是很好的氮肥，雷雨一年帶給大地的氮，約等於四億噸化肥。二十世紀初，德國化學家哈柏研究成功了用氮氣和氫氣直接合成氨的方法，開始在工廠裏生產氮肥。氨溶於水形成氨水，是速效氮肥；被硫酸吸收後就成為硫酸銨，用鹽酸吸收可做成氯化銨，這些都是常用的化肥。氨氧化後還可以製成硝酸，硝酸是含氮化合物中最重要的一員，它是製造炸藥、染料和塑料的原料，高濃度的硝酸會發出棕紅色的煙氣，叫做發煙硝酸，是火箭發射劑的燃料添加劑，當點燃火箭時，它受熱分解出充足的氧，供火箭燃料劇烈燃燒之用。
在人體內，氮也是重要的一員。人的身體主要由血液、骨骼、內髒和肌肉組成，而肌肉、血液和內髒裏的蛋白質就是氮的化合物。人通過飲食攝取動植物的蛋白質，把它們消化後重新合成人體的蛋白質，充實到血液、肌肉和髒器裏。可以認為，蛋白質是生命的基礎，它是由氮、氫、氧、碳等元素構成的。沒有氮，氫、氧和碳隻能合成水和糖類，而水和糖類是不能組成人的肌膚、毛發和血液的。可見，氮是蛋白質的基礎，也是生命的基礎。
手掌裏能熔化的金屬
一塊銀白色的金屬放在你的手心裏，當你剛想仔細端詳一下的時候，它就熔化了，象水銀一樣流動起來，你隻得象托住一顆大水珠似地小心托住它。它就是金屬镓。
1875年法國化學家布瓦博德朗發現它時，為了紀念自己的祖國，以法國古時候的名字——家裏亞命名它，簡稱镓。
镓的熔點隻有298℃，低於人的體溫，所以在手心裏會熔化；然而镓的沸點卻高達2403℃，這一特點被人們用來製作高溫溫度計。因為汞的沸點是357℃，水銀溫度計一般做到350℃，當然也有400℃以上的，但很容易因熱產生氣泡，影響準確度，而用石英管做的镓溫度計，可以測量1500℃的高溫，稱得上是直接讀數溫度計的冠軍。
由於镓的熔點低，可做易熔合金，用在消火栓上做堵頭，一旦起火，溫度升高，堵頭熔化，水能自動噴出滅火，消防人員可以很快找到它，消火栓口也受到水的降溫保護，不會被燒毀。
比镓晚發現十五年的銫，其熔點比镓還低，隻有285℃；但是誰也不敢把它放在手心裏，因為它太活潑了，在空氣中會自燃，在水中能爆炸，要是擱在手心裏，還不把肉皮燒焦了？！人們隻能將它放在煤油裏。煤油那麼愛著火，不危險麼？不，因為煤油隔絕了空氣和水，銫就不會燃燒，更不會爆炸了。
由於銫能與水激烈反應，所以已被用來做電子管裏的幹燥劑。極少量的銫在真空管裏吸幹淨微量的水蒸氣，能大大提高真空度，延長電子管的壽命。光線照到金屬銫上，它就能釋放出一束電子，科學家利用銫的這個特性，做成了光電管。光電管是這樣一種器件，當受光照射時，它就有電流通過，這個電信號可用於自動控製。當你走近北京飯店的大門時，門自動開了，你進去之後，門又自動關了，這就是光電管在指揮著自動門的開閉。
近年來，銫又擔負了新的重任，做時間的計量標準，叫做“銫原子束時間頻率基準器”。這是當前世界上最準確而又最穩定的時間頻率計量基準，準確到十萬億分之一，三十萬年都差不了一秒鍾。這對於天文測量、航天飛行都是不可缺少的，因為在這些領域裏，時間常常是以微秒（百萬分之一秒）為單位的呀！
能拉成細絲的金屬
“真金不怕火煉”，這是句俗話。實際上，純金加熱到1063℃也會熔化的。然而，它多次熔化後，並不改變性質，金還是金，完整無損，這大概就是不怕火的真意吧！金的另一個特點是軟，純金可以用手指甲劃出印來，它有極好的延展性，一兩金子可以打成兩張雙人床那麼大的金箔，這樣薄的金箔是綠色半透明的；而一克金子可以拉成萬米金絲。由於金有特別好的導電性，又永不生鏽，電子工業上常用它做集成電路的接點和導線，在顯微鏡下加以焊接。
金是很貴的。在地殼裏，金的含量並不太少，自然界的砂金又大都是純金，為什麼金子還會這樣貴？是的，金在地殼中不算稀少，甚至比許多稀有元素還多得多；然而，它太分散了，幾千年以來，人類主要利用金子比重大這個特點，進行砂裏淘金，一兩砂金得有七八十萬顆金粉，天然砂金的細小和分散是人們想象不到的，這幾十萬顆金粉是靠淘洗許多噸河沙才能得到的。這對機械化淘金都不是一件輕鬆的事，何況，古代人一直用手工淘金，那要付出多大的勞動啊！有史以來，人類不知煉出了多少億噸鋼鐵，然而，黃金的累計產量僅有九萬七千多噸，這就可以想見采金的難度了。由於金不會因生鏽而被消耗掉，所以，九萬多噸黃金，除了做成科學儀器、電器和首飾以外，絕大部分都鎖在各國銀行的金庫裏呢！
金的化學性質穩定，所以特別耐腐蝕，燦爛的金光奪目而持久。為此，人們喜歡用金做成筆尖，做成首飾，把金鍍在表殼上，眼鏡架上，煙盒上；用華美的金色外表裝飾一新。
金雖然穩定，耐腐蝕，但能溶解黃金的液體也不少呢！
王水是其中之一，它是用一份硝酸加三份鹽酸混合而成的，鹽酸有“絡合”的能力；硝酸具有氧化能力。這兩種能力聯合起來，就能溶解黃金。金子溶於王水後，生成一種新的化合物，叫做氫金氯絡酸，它是一種金黃色的晶體，象細針一樣纖巧美麗。
另一種能溶解黃金的是氰化鈉溶液。氰化鈉是劇毒品，但它的溶液有很強的“絡合”能力，所以也能溶解黃金。另外，硒酸和硫酸的混合酸，硝酸鈉和火堿的高溫熔融液也能溶解黃金。
有了溶解黃金的液體，使人們在煉金和回收廢棄的含金物質時，都增添了有力的手段。
能抓氣體的金屬
氣體能溶解在固體裏嗎？能！有許多氣體，的確能溶解在固體裏。
就拿氫氣來說吧，它能大量溶解在金屬鈀中。鈀，是銀白色的金屬，它的化學性質很穩定，在空氣中不會被氧化，然而，它是抓氣體的能手。據試驗，在常溫下，鈀片能吸收比它的體積大700倍的氫氣！它的外表隨著也改變了：體積顯著膨脹，變脆，並且布滿了裂紋。如果把鈀搗成細粉，隨著它的表麵麵積的增大，溶解氣體的本領也不斷增大。據測定，鈀粉在常溫下，可吸收比自己體積大850倍的氫氣。
氫氣，為什麼能溶解在鈀中呢？據人們用X射線進行研究後發現，當氫氣溶解到鈀中以後，鈀的晶格就脹大了；當鈀中的氫氣濃度大到某一程度，鈀的晶格會轉變成另一種更疏鬆的形式。
鈀不僅能吸收氫氣，而且能吸收氧氣、氮氣、乙烯等許多氣體。除了鈀以外，鉑也是一個抓氣體的能手。據測定，粉末狀的鉑在常溫下，溶解氫氣的本領雖然比鈀差一些，但是溶解氧氣的本領比鈀好。
鈀和鉑的這一奇妙的性質，在化學工業上可作為催化劑。例如，在鈀的催化下，可以使液態的油脂加氫變成固態；可使不飽和的烯、炔類化合物，加氫後變成飽和的烷類化合物；可使不飽的醛、酮、酸，變成相應的飽和有機化合物。鉑，也可作催化劑，譬如：氫氣與氧氣混合在一起，在平常的溫度下，就是相處幾萬年，也不會化合，可是，隻要倒進一點鉑粉到這種氫、氧混合氣體中，立刻會發生爆炸——氫氣與氧氣猛烈地化合成了水，可是，鉑依然是鉑，沒有一點變化。
目前，雖然還沒有徹底弄清楚鈀與鉑的催化原理，但是，人們認為，這與它們能大量溶解氣體的性質有關的：因為在溶解了大量的氣體之後，等於把氣體濃縮到鈀（或鉑）中，增加了氣體分子相互碰撞、進行化學反應的機會。
而當一些氣體分子發生了化學反應，放出部分熱量，使溫度升高，這又反過來大大促進了其它氣體分子進行化學反應。
不容易生鏽的鋁
鋁並不是不會生鏽，而是生了鏽以後不會像鐵一樣繼續“鏽”下去，直到全部“鏽”完為止。
鋁遇到空氣後，與空氣中的氧發生化學反應，生成一層氧化鋁，這就是“鋁鏽”。鋁鏽緊緊地貼在鋁鍋的表麵，使內層的鋁和外界的空氣隔絕開來，這樣，鋁就不會繼續生鏽了。所以，鋁的表麵看上去總是灰蒙蒙的，其實正是這層灰蒙蒙的鋁鏽才使鋁不容易生鏽的。
為了防止鋁生鏽，應該保護好這層氧化鋁薄膜，不要讓它接觸酸或堿。因為氧化鋁與酸、堿反應生成的化合物會脫落，使內層的鋁暴露在空氣裏。所以，根據這個道理，最好不要把菜肴較長時間盛放在鋁製的器具裏，因為菜肴中往往含有酸堿的成分。另外，千萬不要因為鋁鍋不光亮而用砂子去擦，這樣會把氧化鋁擦掉，起不到保護作用了。
臉色發暗的銅
銅鍋有著一副紫色的、莊嚴的臉膛，因為它是用紫銅做的。不過，新的紫銅鍋隻消熬過一次粥，臉上立即蒙上一層暗晦的麵紗。銅壺、銅鎖、銅徽章等，日子長了，也都披上一件黑罩衣。為什麼它們的表麵都要發暗呢？
這是因為銅發生了化學變化。銅起初與空氣中的氧氣化合，變成氧化亞銅。氧化亞銅是紅色有毒的，輪船的船底常常漆紅色，那油漆裏便有少量氧化亞銅，可以防止一些寄生動植物生長在船底。在高溫時，氧化亞銅會很快地繼續與氧氣化合，變成了氧化銅。氧化鋼是黑色的，所以銅器表麵也都發暗了。
銅的這層鏽——氧化銅，比鐵鏽強多啦，因為它能象一層漆一樣，緊貼在銅的表麵，保護著裏頭的銅。
銅器放久了，表麵就發黑。人們常用“擦銅粉”來擦亮銅器。“擦銅粉”大多是滑石粉、剛玉沙粉、鐵丹（氧化鐵）、矽藻土以及石蠟與油脂的混合物，主要是借機械磨擦作用來擦掉氧化銅。
還有一種“擦鋼水”，它比擦銅粉強：人們用棉花蘸點擦銅水，稍為一擦，銅器立即變成亮閃閃的了。
這也是一場化學反應。一聞這種擦銅水就明白了，它很臭，是氨水（俗稱阿摩尼亞水）。氨水能夠溶解氧化銅，變成深藍色的銅氨絡合物，怪不得隻要稍稍花點力氣，就可以把銅器擦得很亮。同時，銅氨絡合物卻使蘸擦鋼水用的棉花變成藍色了。
“皮膚”易破損的金屬——鐵
鐵，是一種容易生鏽的金屬。博物館裏陳列的古代鐵器，幾乎沒有一個不是鐵鏽斑斑的；切菜刀幾個月不用，就會滿身是鏽。每年，世界上有幾千萬噸的鋼鐵變成了鐵鏽。
鐵容易生鏽，除了由於它的化學性質活潑以外，同時與外界條件也極有關係。水分是使鐵生鏽的條件之一。化學家們證明：鐵放在絕對無水的空氣中，幾年也不生鏽。然而，光有水也不會使鐵生鏽。如果把一塊鐵放在煮沸的、密閉的蒸餾水瓶裏，鐵也不會生鏽。原來，隻有當氧氣與水同時作用時，才會使鐵生鏽。除此之外，空氣中的二氧化碳溶在水裏，也能使鐵生鏽。鐵鏽的成分很複雜，主要是氧化鐵、氫氧化鐵與堿式碳酸鐵等。
鐵鏽又鬆又軟，像塊海綿，一塊鐵完全生鏽後，體積可脹大8倍。海綿狀的鐵鏽特別容易吸收水分，這樣就使鐵爛得更快了。
還有不少因素也使鐵容易生鏽，如水中有鹽，鐵製品表麵不幹淨、粗糙，鐵中含有碳等雜質。
人們想出各種各樣的辦法，來保護鋼鐵。最普通的防鏽辦法，是給鐵穿“衣服”——在鐵的表麵塗上油漆或者鍍上別的不容易生鏽的金屬。例如，小轎車穿著一身閃閃發亮的噴漆；暖氣管上塗著鋁漆；做罐頭用的馬口鐵鍍了一層錫；白鐵皮表麵鍍了一層鋅。
更徹底的辦法，是給鐵注射“強心針”——加入其他金屬，製成不鏽合金。大名鼎鼎的不鏽鋼，就是在鋼中加入一點鎳和鉻後製成的合金。
生活在水中的白磷
在火柴匣的兩側，住著一種化學物質——“紅磷”，或稱“赤磷”。紅磷有一個兄弟，叫白磷，或叫黃磷。它們倆都是磷，可以變來變去：把白磷放在隔絕空氣的密閉器中，加熱到260℃，就會全部變成紅磷；相反的，如果把紅磷加熱到很高的溫度，它就會變成蒸氣，迅速冷凝成白磷。
白磷，軟綿綿的，用小刀都能切，看樣子性格挺柔和。事實上，白磷非常活潑，放在空氣裏，它都會自燃起來，放出一股濃煙——五氧化二磷，所以平常總是把它浸在水裏。
紅磷比白磷老實得多啦，它不會自燃。要想點燃它，那也得加熱到100℃以上。
“舍己救人”的鋅
皮鞋的後跟是最容易磨損的，於是有人想到在後跟上釘了一塊“鞋碼”。這樣“鞋碼”就作了後跟的替死鬼，等鞋碼磨損不能再用時，可以重新換上，於是皮鞋的壽命就大大延長了。
有趣的是，在金屬的防蝕措施中，有時也使用類似釘鞋碼這類玩意。比如江河中的閘門、鋼殼海輪、鍋爐等，因為經常與水接觸，腐蝕的速度相當驚人，可是隻要在閘門、船身、鍋爐上釘上幾塊鋅板，說來也奇怪，腐蝕就會轉移到鋅板上，使閘門、船身、鍋爐的腐蝕顯著減慢。當鋅板被腐蝕後，可換上新的鋅板，使閘門、船身能夠延年益壽。
鋅板究竟使用了什麼法術，竟能使腐蝕這個“惡魔”放棄了閘門，而專門來對付自己呢？
鋼鐵和其他各種金屬容易被腐蝕，並不是鋼鐵或其他金屬的本性如此，而是因為鋼鐵或其他金屬不純所引起的。也就是說，這是雜質在裏麵搗的鬼。即使象鐵這樣容易遭到腐蝕的金屬，如果將它提煉得十分純淨，也具有很強的抗蝕能力。遺憾的是，通常使用的金屬器材，都難免含有許多雜質——主要是其他各種金屬。
為什麼一種金屬中夾雜有其他金屬時，腐蝕就會大大加速呢？原來各種金屬的電勢是有高低的，當兩種不同的金屬連在一起放在電解質溶液中時，兩種金屬就會組成一個小小的化學電池——原電池。電勢較高的金屬作為正電極，而電熱較低的金屬作為負電極。作負極的金屬不斷溶解到水中，並放出電子交給正極，因而有電流產生。由於作負極的金屬不斷溶解到水中去，結果就慢慢被腐蝕掉了，這個過程就是通常所說的金屬電化腐蝕。
聰明的讀者看到這裏，也許已經注意到，在整個電化腐蝕中，真正遭到腐蝕的，其實隻有作為負極的金屬，而作正極的金屬是並不被腐蝕的。不過，在一件金屬器材中，不論作為負極的主要金屬還是雜質，既然它們在一起，當它們遭到腐蝕時，對整個金屬器材來說，都是腐蝕。
可是在閘門、船身等易於遭到電化腐蝕而又不宜用其他方法防蝕的金屬上，釘上幾塊鋅板以後，情況就大不相同了。因為鋅的電勢比鐵、鎳、錫、鉛、銅、銀、金等都低，因此當閘門或船身上釘了鋅板後，閘門與船身上的各種金屬就不再彼此組成原電池，而是爭先恐後地都和電勢更低的鋅組成原電池，這時鋅是負極，而鐵和其他各種雜質金屬都成了正極。前麵說過，原電池中隻有作負極的金屬遭到腐蝕，這樣一來，鐵和其他的雜質就在鋅板的“自我犧牲”下保全下來，閘門自然也就變得長壽了。
自相矛盾的鋼
當你走到車床、刨床或銑床旁邊時，可以看到用鋼作的刀具在對鋼料進行切削加工。而且真是“削鋼如泥”一般，不一會，就把鋼料加工成所需要的零件了。
表麵上看來，兩個都是鋼。為什麼用鋼做的刀具能夠切削鋼料呢？
原來它們是有差別的。做刀具的鋼，隻要比被加工的鋼料硬度高，就能進行切削。一般做工具用的鋼，含碳量比較高（大約是06～14％），而且經過了熱處理，使它變得更硬，不易磨損。但是在切削速度很高的情況下，往往會因摩擦產生高溫；而高碳鋼在高溫下就不夠硬了，因此用於高速切削的刀具，必須用高速鋼（俗稱鋒鋼）來做。高速鋼是一種合金工具鋼，它主要含有鎢、鉻、釩等合金元素，就是在高溫下（600℃以下），仍然十分堅硬。但是在更高的溫度下（大於600℃），高速鋼的硬度也顯著下降，不能使用了。在這種情況下就要采用硬質合金。通常用的硬質合金是由鈷、鎢、鉻和碳等元素組成的。它已經不是鋼了，因為其中含鐵量很少，而且鐵被看作無用的雜質。
遇水爆炸的金屬
我們認識的金屬，少說也有二三十種。其中象銅、鐵、錫、鉛、鋅、鋁等，幾乎天天都要和它們打交道。
也許在你的印象裏，金屬都是不怕水的。可不是嗎？把一塊鐵或者銅丟進一盆水裏，什麼事情也不會發生。
你也許不會想到，世界上竟然會有這樣一些金屬，它們是碰不得水的，如果讓它們遇上了水，立刻就會引起一場火災和爆炸。鋰、鉀、鈉等，就是這樣的金屬。
比如你把一小塊金屬鉀投進一杯水裏，你會看到，在金屬鉀的周圍立刻會連續不斷地放出許多氣泡來，好象這不是一塊實心的金屬，而是一個壓縮空氣的出氣口似的。原來這是鉀正在推開水中的氫離子——水分子是由一個氫離子和一個氫氧離子結合而成的，硬將自己代替氫離子而與氫氧離子“結合”，變成氫氧化鉀。氫離子無可奈何，隻好變成氫原子，再一對對結合起來成為氫氣，從水中逃出來。由於鉀和水作用時產生的熱量，超過了氫氣的燃點，於是氫氣就被點燃了。而氫氣與空氣混合後，燃燒時是會爆炸的。這就是為什麼鉀和水作用時會閃出火光和有爆炸聲的緣故。
空氣中也有水——水蒸汽，為了不讓這些淘氣的家夥調皮搗蛋，人們隻好將這些金屬泡在煤油或汽油中。
你可以用手拿一塊鐵、一條銅線，但千萬不要用手去拿鋰、鉀、鈉。你的手上多少有點水，一旦和它們接觸，就會發生劇烈的化學變化，變化過程中放出的熱很多，會把你的手灼傷的！那麼怎麼拿呢？可用鑷子去夾。