物質是由肉眼不能直接觀察到的物質的相應微粒——分子構成的，分子是保持物質化學性質的最小粒子。分子是由比其更小的微粒——原子構成的，原子是化學變化過程中的最小微粒。人類對原子結構的認識經曆了道爾頓原子模型、湯姆生原子模型、盧瑟福原子模型、玻爾原子模型和電子雲模型。現代物質結構學說認為：原子是由居於原子中心的帶正電荷的原子核和核外帶負電荷的電子構成的。原子核是由質子和中子構成的。化學就像一架“顯微鏡”，帶領我們一步步的深入認識這個世界。
懸浮粉塵的利弊
1987年3月15日，哈爾濱的一家亞麻紡織廠突然發生了爆炸，死傷二百多人，廠房被嚴重破壞。調查的結果，罪魁禍首是亞麻粉塵！
人們看了消息，定會不解，小小的粉塵也會發生爆炸，並有如此大的破壞力？是的，粉塵會引起爆炸。
我們都有這樣的經驗，沙糖比冰糖溶解得快，這是因為沙糖與水的接觸麵積比冰糖大得多的緣故。一克煤如果是完整的一塊，它的表麵積不過五、六個平方厘米，要是碎成煤粉，表麵積竟達原來的幾千倍。粉塵表麵積很大，也就是說，如果碰到一個火星，或有適當的溫度，它們就會在眨眼的功夫，發生劇烈的氧化反應。產生的熱量和火焰迅速傳給相鄰的粉塵，又引起周圍粉塵的放熱。一連串的連鎖反應，使溫度迅速升高，壓力急劇增加，導致了猛烈的爆炸。粉塵爆炸的威力，比同樣重量的炸藥爆炸，還要大幾倍。
粉塵的危害不僅僅如此，如果人吸入過量的粉塵，會對上呼吸道粘膜組織產生刺激，導致炎症（圖1-1）。小於5微米的粉塵微粒隨呼吸進入小支氣管或沉積於肺泡中，有些被吸收到血液、淋巴液中，引起鼻咽炎、喉頭炎、支氣管炎、末梢氣管炎、肺炎或肺心病，甚至癌症！
讀到這裏，你可能會說：“既然粉塵給我們帶來這麼多的危害，要是空氣中沒有粉塵就好了！”可是，如果沒有灰塵，將不會有形狀各異的雲層，柔和涼爽的樹蔭，姿態萬千的陰影。離開灰塵，我們就欣賞不到籠罩著山烽的彩色煙霧和令人歎為觀止的夕照美景。
其實，粉塵是大氣的“合法”居民，指的是粒徑小於75微米的固體懸浮物。根據大氣中粉塵微粒的大小，粉塵可分為：飄塵，指大氣中粒徑小於10微米的固體微粒，它能較長期地在大氣中漂浮，有時也稱為浮遊粉塵；降塵，指大氣中粒徑大於10微米的固體微粒，在重力作用下，它可在較短的時間內沉降到地麵；總懸浮微粒，指大氣中粒徑小於100微米的所有固體微粒。
如果空中沒有粉塵，水份再大也無法凝結成水滴。因為水分子很小，由它聚合起來的水滴也很小，再加上飽合水汽壓力很大，所以不易形成降水。空氣中有了粉塵之後，它能吸附其周圍水汽變成溶液並形成水滴，其飽和水汽壓力大大減小，使水汽易於凝結，變成雲、霧、雪等。在這一變化過程中，粉塵起了凝結核的作用。另外，正是由於大氣層中懸浮著細小的粉塵微粒，它們與空氣分子一道，攔截並且散射著太陽光中最短的（藍色）光波，我們才有了瑰麗的藍天。當太陽下山時，充滿粉塵的大氣層顯露出光波更長的橙光和紅光，將萬裏長空裝飾的輝煌燦爛。
總之，沒有粉塵，雲、霧、雨、雪將不複出現，火紅的太陽和絢麗的彩虹也要消失，自然景觀大為遜色。
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塵肺
塵肺是由於在職業活動中長期吸入生產性粉塵（灰塵），並在肺內滯留而引起的以肺組織彌漫性纖維化（疤痕）為主的全身性疾病。塵肺按其吸入粉塵的種類不同，可分為無機塵肺和有機塵肺。在生產勞動中吸入無機粉塵所致的塵肺，稱為無機塵肺。塵肺大部分為無機塵肺。吸入有機粉塵所致的塵肺稱為有機塵肺，如棉塵肺、農民肺等。我國法定十二種塵肺有矽肺、煤工塵肺、石墨塵肺、炭黑塵肺、石棉肺、滑石塵肺、水泥塵肺、雲母塵肺、陶工塵肺、鋁塵肺、電焊工塵肺、鑄工塵肺。
肉眼看不到的微粒
人們日常所見到的東西，總是由更小的東西組成的。一堵牆是由磚一塊一塊壘起來的，一件毛衣是用毛線一針一針織出來的……但是這些磚、毛線等材料仍然是用更小的東西構成的，包括分子、原子、質子、中子、電子……我們把這些極細小的顆粒，包括肉眼看不到的分子、原子、離子等以及它們的組合，稱為微粒（圖1-2）。那麼，微粒是不是不可分割的呢？
大家知道，各種物質均由分子構成，分子又由原子構成。“原子”是一個希臘名詞，它的意思就是“不可分割之物”。許多人把原子看作是構成物質世界的“最小磚石”，把原子的概念理解為“無結構”的，原子被簡化成了點，成了力心，這在運算上又顯得非常便捷。但是，這種觀點和概念是錯誤的，事實證明原子“不可再分”和“無結構”是一種謬誤。
德國的倫琴發現了X射線，法國的貝克勒耳發現鈾的化合物中也會放射出射線來。在此期間，英國的湯姆遜發現一種粒子，稱之為電子。後來居裏夫婦經研究發現，鐳放射出三種性質不同的射線：α射線是另一種元素——氦的原子核，β射線是一種高速運動的電子流，而γ射線卻是一種波長極短的電磁波……這些發現證實：原子根本不是組成物質大廈的“最小磚石”；原子是可變的、可分的、可入的，原子並非“不可再分”、“無結構”。
實際上，原子都是由電子和原子核構成的。電子被認為是人類認識的第一個“基本粒子”。那麼，原子核是否“不可再分”，也是“基本粒子”嗎？
一般原子核並不是“基本粒子”，隻有質子（氫原子核）才是“基本粒子”。原子核內還存在著一種電中性的粒子，稱為中子。於是，人們把比原子更深入的一個新層子——電子、質子、中子……以及它們的反粒子，統稱為“基本粒子”。但“基本粒子”並不基本。在一定條件下，把“基本粒子”當作一個點來研究和計算，是一種科學的抽象，但若把這一抽象絕對化，認為“基本粒子”就是一個點，甚至看作是數學點，研究它的組成毫無意義，那就錯了。
人們知道的“基本粒子”有：傳遞電磁相互作用的光子，電子及其反粒子——正電子，組成原子核的質子和中子及其反粒子——反質子和反中子，同核的β衰變有關的中微子和反中微子，作為核力媒介的核子介子，此外還有宇宙線介子及其反粒子，後來，又發現了超子和k介子。麵對著如此眾多的“基本粒子”，物理學家按其壽命、質量、自旋以及參與的相互作用等性質，把它們分為輕子、強子（重子、介子）以及相互作用的傳遞子等。
強子有沒有內部結構？實驗證明，強子也是有內部結構的。強子是由更基本的東西組成的，人們把這更基本的東西取名為“層子”，以表示它也無非是自然界不同質的無限層次中的一個層次。人們也用“誇克”來稱呼組成“基本粒子”的更微小粒子。
綜上所述，所謂的“基本粒子”並不基本，“基本粒子”的“基本”二字，隻是表明人們今天對這些粒子認識的知識水平。物質的層次是無限的，人的認識也是一個無限的過程。
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光的微粒說
關於光的本性，牛頓是這樣認為的：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機械微粒所組成的粒子流，發光物體接連不斷地向周圍空間發射高速直線飛行的光粒子流，一旦這些光粒子進入人的眼睛，衝擊視網膜，就引起了視覺，這就是光的微粒說。牛頓用微粒說輕而易舉地解釋了光的直進、反射和折射現象。由於微粒說通俗易懂，又能解釋常見的一些光學現象，所以很快獲得了人們的承認和支持。
原子論的創立
古時候，西方有許多煉金術士從事煉金術的研究，希望能“點石成金”，企圖通過化學的方法，將隨處可見的廉價金屬變成珍貴的黃金，但無一例外地都失敗了。隨著高科技的發展，古代夢寐以求卻又無法實現的“點石成金”夢，在今天已經成為可能。
眾所周知，各種物質的性質之所以不同，完全是由於物質原子不同的緣故。如果用人工的方法，便可以使一種物質的原子轉變成為另一種物質的原子。這就是說，可以“點石成金”，昂貴的金原子可由其他廉價物質的原子經人工改造而獲得。
可見，世間萬物都是由原子組成的，它們的差別僅僅在於組成物質時原子的種類、數目和結合方式的不同。那麼，原子理論又是如何創立的呢？
在曆史上率先明確提出原子概念的，是古希臘的哲學家德謨克裏特。他是一個善於觀察自然現象而又愛動腦筋的人。當他看到，植物在糞土上長得特別旺盛的時候，他就在想，是不是糞土中的什麼小微粒進入到植物中去了？當他發現，鹽溶解在水裏以後，鹽不見了，水卻有了鹹味，他就想到，是不是鹽的小微粒分散在水裏了？當他看到，魚在水裏遊動的時候，他就斷定，水這種物質，絕不是結構緊密的整體，就像沙堆是由沙粒構成的那樣，水也是由水的微粒構成的。隻有這樣，當魚遊過來後，水微粒向兩邊散開，魚才會自由地遊來遊去。德謨克裏特對大量的自然現象加以分析和推測之後，便得出了這樣的結論：物質都是由一些堅硬的、不可再分的微粒構成的。他給這種小微粒起名叫做原子（按照希臘文的原意，就是不可再分的意思）。這就是原子概念的由來。
但是，德謨克裏特的原子概念提出後，並未得到重視和發展。因為，這種樸素的古代原子論，是靠觀察、推測而得出的結論，並沒有被科學實驗所證實，未能得到公認。
最先在科學的原子論方麵做出了卓越貢獻的，是著名的英國化學家道爾頓（圖1-1）。這位鄉村教師出身的化學家，是以研究氣體為終生愛好的。他通過對氣體的研究，不僅發現了有關氣體的一些重要定律，而且從密度不同的氣體可以均勻擴散的現象中得到啟發，提出了著名的道爾頓原子論。
他認為，一切物質都是由極小的微粒——原子組成的，但原子並不都是一模一樣的小球；不同的物質含有不同的原子；不同的原子具有不同的性質、大小和不同的原子量。在這裏，他首先創立了原子量的概念。道爾頓原子論的重大意義，不在於他重申了兩千多年前就提過的原子概念，而在於他提出了不同原子具有不同原子量的觀點。正因為如此，當年道爾頓在一次學術會上宣讀論文之後，便立刻引起了科學界的震動。人們聽了他的論述，思想豁然開朗，因為有了原子量的概念，使化學上一些定量的實驗現象和基本定律都得到了合理的解釋。這是化學發展史上的一個重要裏程碑。恩格斯曾高度評價這一成就，他說，化學的新時代開始於道爾頓的原子論。
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中國古代的原子概念
在我國，戰國時代（公元前四世紀），人們對於物質結構的探討，就十分活躍。不同學派持有不同見解。莊子的《天下篇》中寫道：“一尺之棰，日取其半，萬世不竭。”意思就是，一尺長的短棍，若每天截取一半的話，是永遠也截取不完的，這就是說，物質是無限可分的。以墨子為代表的另一派則提出了相反的主張，認為物質不是無限可分的，分到最後總會有個“端”，到了“端”也就不能繼續分割了。這種物質有“端”的說法，就接近於原子的概念。
原子究竟有多小
我們生活在物質的世界中，我們周圍有形形色色的、豐富多彩的各種物質，像晶瑩的水晶、清澈的流水、閃亮的金屬、絢麗的花朵、烏黑的煤、雪白的鹽等等。為什麼不同的物質性質不同？物質是由什麼構成的？人們對此充滿了好奇。古希臘人認為世間所有的物質都能分解為四種基本要素：火、空氣、土和水。中國古代也有“五行說”，即世界是由金、木、水、火和土組成的。科學發展到今天，人們已經形成了比較完整的物質結構理論：世間萬物都是由原子組成的，它們的差別僅僅在於組成物質時原子的種類、數目和結合方式的不同。
我們可以形象地將複雜的物質世界看作一座輝煌的大廈，那麼原子就是砌成大廈的磚石，化學鍵就是將磚石黏結在一起的水泥砂漿。那麼，小小的原子究竟小到什麼程度？
我們知道，分子就很小了，肉眼看不見，原子更小得可憐！拿水的分子來說，人們計算，如果一個人每秒鍾數一個水分子，日夜不停地數下去，數一千年，也不過數了一滴水裏全部分子的二十億分之一，這就可以想見水分子是多麼小了！至於組成水分子的氧原子和氫原子，當然更小。例如氫原子，據計算，它的直徑大約隻有0.00000001厘米，重量隻有0.000000000000000000000002克重。後麵這個數目讀起來都很難，要讀萬萬萬萬萬萬分之二克重！
不同物質的分子所含原子的數目是不一樣的。例如，水的分子中含有兩個氫原子和一個氧原子，共含有三個原子（圖1-4）；而葡萄糖（C6H12O6）中竟含有碳、氫、氯等大大小小的原子24個！不同物質的分子，它們的大小差別就是這麼懸殊。但是原子，即使是最輕的原子——氫原子，和很重的原子——鈾原子相比，它們的大小也相差無幾。
正因為原子的個頭都差不多，所以科學家曾籠統地想象了一下原子的大小。假如把你看見的各種東西都放大一百萬倍，一隻小狗就成了身高三、四百千米的一頭怪獸！一支鉛筆至少也有一百五十千米長，粗細也得超過五千米！而原子放大一百萬倍以後又怎樣呢？還沒有書本上一個句點大！想一想是很有趣的，當我們用鉛筆在紙上寫字的時候，也就是在白色的紙的原野上，撒下了成百萬個碳的原子。至於你手中的筆，上麵存在的原子數目之多，恐怕你一輩子也數不完嗬！
總之，我們周圍的一切，微小的塵埃和高大的山脈，涓涓細流和江河湖海，蝴蝶、蜜蜂、鮮花，地球、太陽甚至距離我們幾十億光年的星球，統統是由小小的原子構成的。
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化學鍵
氫分子是由氫原子構成的，要使氫分子分解成氫原子需要加熱到2000℃，但它的分解率仍不到1%。這就說明在氫分子中的氫原子與氫原子之間存在著強烈的相互作用，實驗測得如果要破壞這種作用就需消耗436KJ/mol的能量。這種強烈的相互作用不僅存在於直接相鄰的兩個原子間，而且也存在於分子內非直接相鄰的多個原子之間。但前一種的相互作用比較強烈，破壞它要消耗很多的能量，是原子形成分子的主要因素。人們將分子中相鄰原子間強烈的相互作用稱為化學鍵。人們經過上百年的摸索和探討，對化學鍵本質的認識逐步深化。目前，人們認為化學鍵有離子鍵、共價鍵、金屬鍵三種主要的類型。