前言................................................................................. 1



第1章　簡單又複雜的原子結構............................. 9

1-1 無機化學的守備範圍有多大？ ....................... 10

1-2 物質由原子組成 ............................................. 12

1-3 原子由三種不同的粒子組成 ........................... 14

1-4 原子序與質量數所提供的訊息 ....................... 16

1-5 原子量為何不是整數 ..................................... 18

1-6 一莫耳跟一打同樣都是容量單位 ................... 20

1-7 容納電子的電子殼層為多層結構 ................... 22

1-8 電子殼層的軌域不只一種 .............................. 24

1-9 電子組態排列規則 ......................................... 26

1-10 價電子決定了原子的性質 .............................. 28

Column 是數位？還是類比？................................... 30



第2章　週期表與分子............................................... 31

2-1 隱藏在週期表裡的秘密 .................................. 32

2-2 3族元素的特殊性 ........................................... 34

2-3 原子的性質呈現週期性變化 ........................... 36

2-4 思考原子與元素的定義 .................................. 38

2-5 典型元素與過渡元素的分類 ........................... 40

2-6 各有特色的典型元素 ..................................... 42

2-7 過渡元素的軌域順序會有變化 ....................... 44

2-8 金屬元素的特色和類金屬元素 ....................... 46

2-9 分子的表示方式不只一種 .............................. 48

2-10 分子與化合物的差別在於組成元素的種類 ..... 50

Column 人造元素的分類........................................... 52



第3章　無機分子的結構 ..................................53

3-1 化學鍵是存在於原子之間的引力 ................... 54

3-2 離子鍵是靠著靜電引力結合的陰陽離子 ......... 56

3-3 金屬鍵是靠著自由電子結合的金屬離子 ......... 58

3-4 共價鍵是各自拿出不成對電子的結合方式 ..... 60

3-5 單鍵與雙鍵就像握手一樣 .............................. 62

3-6 碳為了增加不成對電子的數目而形成混成軌域 .................................................................. 64

3-7 未共用電子對會影響到分子的形狀 ................ 66

3-8 水分子因為氧的混成軌域而呈ㄑ字型 ............ 68

3-9 極性分子的未共用電子對會形成配位鍵 ......... 70

3-10 水靠著氫鍵的微弱引力結合 ........................... 72

3-11 一出現又馬上消失不見的凡得瓦力 ................ 74

Column 碳的同素異形體........................................... 76



第4章　典型元素的性質 ..................................77

4-1 比空氣輕的氣體元素有四種 ........................... 78

4-2 1族元素都是鹼金屬 ....................................... 80

4-3 2族元素包含了與水劇烈反應的鹼土金屬 ....... 82

4-4 12族元素是會造成公害的金屬元素 ............. 84

4-5 3族元素又稱為硼族元素 .............................. 86

4-6 14族元素不成為離子而是形成共價鍵 .......... 88

4-7 15族元素又稱為氮族元素 ............................ 90

4-8 16族元素又稱為氧族元素或硫族元素 .......... 92

4-9 17族元素是鹵族元素 ................................... 94

4-10 形成封閉殼層結構的18族元素是穩定的

稀有氣體元素 .............................................. 96

Column 類金屬 ........................................................ 98



第5章　過渡元素的性質與反應 ..................... 99

5-1 過渡元素的特徵 ........................................... 100

5-2 過渡元素的分類 ........................................... 102

5-3 4族元素的特徵與用途Ti、Zr、Hf ................ 104

5-4 5族元素的特徵與用途V、Nb、Ta ............... 106

5-5 6族元素的特徵與用途Cr、Mo、W .............. 108

5-6 7族元素的特徵與用途Mn、Tc、Re ............. 110

5-7 8族元素的特徵與用途Fe、Ru、Os ............. 112

5-8 9族元素的特徵與用途Co、Rh、Ir ............... 114

5-9 10族元素的特徵與用途Ni、Pd、Pt ............. 116

5-10 11族元素的特徵與用途Cu、Ag、Au ........... 118

Column 白K金（White Gold） ............................. 120



第6章　物質的狀態與性質 ............................ 121

6-1 固態、液態、氣態有什麼不同？ ................. 122

6-2 具有代表性的結晶類型 ................................ 124

6-3 金屬的三種晶體結構 ................................... 126

6-4 無法回復結晶狀態的無定形態 ..................... 128

6-5 朝著同一方向流動的液晶分子 ..................... 130

6-6 液晶螢幕的原理 ........................................... 132

6-7 低於臨界溫度就會成為零電阻的超導體 ....... 134

6-8 靠著共用電子（而非自由電子）來導電的

半導體 ......................................................... 136

Column 什麼是超臨界水 ........................................ 138



第7章　溶液的性質與電化學 ........................ 139

7-1 化學上的「溶解」指的是?? ..................... 140

7-2 溫度升高時，溶解度也會增加嗎？ .............. 142

7-3 用來區分酸與鹼的定義 ................................ 144

7-4 酸與鹼的強度因離子價數及電離度而產生變化 ............................................................. 146

7-5 溶液中的氫離子濃度決定了酸鹼性 .............. 148

7-6 中和是具有代表性的酸鹼反應 ..................... 150

7-7 氧化還原反應須注意氧化數的增減！ .......... 152

7-8 氧化劑在反應中讓對方的氧化數增加，還原劑則使其減少 ....................................... 154

7-9 金屬在溶解時被氧化 ................................... 156

7-10 由大至小依序排列的氧化力與還原力就是離子化傾向 .................................................. 158

7-11 電池的放電機制 ........................................... 160

7-12 電池有許多種 .............................................. 162

7-13 太陽能電池的產電機制 ................................ 164

Column 酸性食物與鹼性食物................................. 166



第8章　稀有金屬與放射性元素 ..................... 167

8-1 稀有金屬因各國的產業狀況而異 ................. 168

8-2 就算想要也很難到手的稀有金屬 ................. 170

8-3 產地集中於特定區域的稀有金屬 ................. 172

8-4 稀有金屬主要可作為合金、電子零件等功能性材料使用 .............................................. 174

8-5 稀土元素的特殊性 ....................................... 176

8-6 稀土元素的礦石中含有放射性物質，因此不易冶煉 ..................................................... 178

8-7 稀土元素主要可用於發光材料、磁性系統等方面 ......................................................... 180

8-8 超鈾元素是人造元素 ................................... 182

8-9 什麼是核反應？ ........................................... 184

8-10 地球內部的核反應 ....................................... 186

8-11 太陽是巨大的核融合反應爐 ......................... 188

8-12 一旦開始就無法停止的核分裂反應 .............. 190

8-13 核能發電機制 .............................................. 192

8-14 核燃料的製造方式 ....................................... 194

8-15 需要好幾道安全防護的圍阻體 ..................... 196

Column 重金屬的毒性............................................. 198



第9章　生命、環境與無機化學 ...................... 199

9-1 氫以外的元素都是因核融合而產生 .............. 200

9-2 無機化合物和有機物都是同樣的來源 .......... 202

9-3 人體所需的微量元素具有調節的功能 .......... 204

9-4 有毒的金屬 .................................................. 206

9-5 酸雨所造成的危害其實相當嚴重 ................. 208

9-6 SOx和NOx的問題是否有因應之道？ ........... 210

9-7 全球暖化是地球等級的警告 ......................... 212

9-8 到處都有放射線 ........................................... 214

9-9 臭氧層破洞歸因於人類的無知 ..................... 216

9-10 會產生含鈽核廢料的核電是沒有未來的 ....... 218



索引............................................................................... 221

序



　　在此為各位讀者獻上拙作《3小時讀通無機化學》。本書為前作《3小時讀通有機化學》的姐妹作，由於前作備受好評，因此我才繼續推出無機化學的主題，以補前作之不足。



　　讀者只要順著本書漫畫閱讀下去，就能讀通無機化學。這些漫畫很有趣，使無機化學的知識也變得有趣，至少跟一般高中生因為被警告：「沒搞懂這些可上不了大學！」而勉強去唸的無機化學一定不一樣。請以閱讀報章雜誌專欄漫畫的方式，輕鬆地翻閱本書。本書以左右兩頁為一章節，因此請先閱讀左頁。左頁的內容簡短，還分成細項，每一段落僅有數行，我想沒有其他文章會比這更容易閱讀。不過，這些內容都是化學的精髓，只要讀完，你即可具備完備的基礎知識。



　　請閱讀完左頁內容，再看右頁的漫畫。右頁漫畫是左頁內容的圖解說明，還有可幫助讀者理解的小提示，可使讀者在閱讀過程中，解開許多疑惑。搭配左右頁讀到最後，你對無機化學的認識即是無人能及，你將學到足以向人誇耀的豐富知識。擁有如此豐富的知識，你便較有能力輕鬆解決無機化學的問題。我希望讀者閱讀本書的同時，能毫不費力地學到無機化學的基礎知識與最新資訊。我相信讀者一定會很開心地想：「能讀到這麼一本好書。」



　　大家都說「無機化學要靠死背」，所以要背元素符號、離子化傾向??大家似乎都認為「不背好這些，就永遠搞不懂無機化學」。其實才不是這樣呢，化學不需要死背。當然，任何一門學科都要從了解基本專有名詞開始，所以你必須記住一些專有名詞，不過那只相當於數學的1234、英文的abc，或是中文的ㄅㄆㄇ，不會有人因此斷定「數學要靠死背」吧。無機化學也是一樣。元素符號雖屬必要，但只要記住氫H、碳C、氧O、氮N、氯Cl、鈉Na等大約十個的元素符號即可。其他元素符號你只需在必要時查閱週期表，不需費力背下來。



　　無機化學不只與氣體、寶石、生物有關，甚至連核能反應爐都與無機化學有關，範圍相當廣泛。探索無機化學所蘊藏的樂趣就像打開玩具箱，讓人雀躍不已。無機化學不適合一板一眼的理論家。無機化學專家必需有「童心未泯」與「勇於求知」的心，而非理論與知識。無機化學專家不斷對世界發出充滿感性的心靈呼喚：「我想去探索未知之境，我想去探索自己從未見過的世界。」



　　讀書應該是件有趣的事，至少不應該讓人厭煩，但是大多數的人都不喜歡讀書，這是為什麼呢？我認為或許是因為現代的教育制度有所缺陷，或是因為教科書、參考書編寫得不夠用心。我有個小小的野心，那就是盼望本書能成為突破現況的契機。如果本書能讓讀者體會到無機化學的樂趣，而且想再閱讀一本無機化學的書籍，我將會非常開心。



　　最後，我要向SB Creative株式會社的中右文德先生致謝，感謝他為出版本書付出許多的心力。另外，我也要謝謝保田正和先生為本書繪圖。