化學基本知識

化學是自然科學中的一門基礎學科。它研究的內容主要包括：物質的組成、結構、性質、變化及其相關的現像、規律和成因，以及物質在自然界中的存在、人工合成和應用等。

通俗地說，學習化學可以了解物質變化的原理，搞清發生在我們身邊的許多“為什麼”。比如溶洞中的鐘乳石、石筍、石柱是怎樣形成的？金屬為什麼容易生鏽？國慶節的焰火為什麼五彩繽紛？泡沫滅火器為什麼能噴出那麼多泡沫？掌握這些原理，控制反應的條件，我們可以使其向著有利於人類的方向發展。

學習化學可以更好地利用自然資源，提煉物質並合成新物質。從地下開采出的煤和石油可以提煉出汽油、煤油、柴油等燃料，還可以生產出塑料、纖維、橡膠等化工原料，進一步加工還可以制得醫藥、炸藥、農藥、化肥、染料等多種化工產品。學習化學可以幫助人類在能源、材料、生命現像、生態環境等多個領域中研究創新，開闢新的道路。

目前，化學已開始向油頁岩、生物燃料、太陽能、核能等新能源進軍，向先進的光子材料、復合材料等發起挑戰。隨著科學的飛速發展、學科間的相互滲透、自然科學與社會科學的相互交叉，無論將來我們從事什麼工作，都必須具備一些化學基礎知識。

鐘乳石、石筍如何形成

鐘乳石，又稱石鐘乳，是指在碳酸鹽岩地區洞穴中，在漫長地質歷史和特定地質條件下形成的石鐘乳、石筍、石柱等不同形態碳酸鈣沉澱物的總稱。鐘乳石的形成往往需要上萬年或幾十萬年時間，由於形成時間漫長，鐘乳石對遠古地質考察有著重要的研究價值。

廣西、雲南是我國鐘乳石資源豐富的省區，所產的鐘乳石光澤剔透、形狀奇特，具有很高的欣賞價值。

在石灰岩裡面，含有二氧化碳的水，滲入石灰岩隙縫中，會溶解其中的碳酸鈣。溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時，由於水分蒸發、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質又變成固體，由上而下逐漸增長而成，形成鐘乳石。

溶洞都分布在石灰岩組成的山地中，石灰岩的主要成分是碳酸鈣，當遇到溶有二氧化碳的水時，會反應生成溶解性較大的碳酸氫鈣；溶有碳酸氫鈣的水遇熱或當壓強突然變小時，溶解在水裡的碳酸氫鈣就會分解，重新生成碳酸鈣沉積下來，同時放出二氧化碳。洞頂的水在慢慢向下滲漏時，水中的碳酸氫鈣發生上述反應，有的沉積在洞頂，有的沉積在洞底。日久天長，沉積在洞頂的形成鐘乳石，沉積在洞底的形成石筍，當鐘乳石與石筍相連時就形成了石柱。

在大自然裡，許多石灰岩地帶（主要成分是石灰石），就是由於這個原因而形成了奇峰異洞，生長了鐘乳石、石筍等。

鐘乳石和石筍大不相同，一個像鼕天屋檐下的冰柱，從上面垂下來，一個像春天從地面下“冒”出來的竹筍。

洞頂上有很多裂隙，每一處裂隙裡都有水滴不斷滲出來，每當水分蒸發掉了，那裡就留下一些石灰質沉澱。一滴、兩滴、三滴……水不斷出現，又不斷地揮發，洞頂上的石灰質越積越多，終於生成一個乳頭——這就是鐘乳石的“童年”時代。以後，乳頭外面又包上一層層石灰質，以至於越垂越長，有的鐘乳石的長度能達到好幾米。

石筍是鐘乳石的親密伙伴。當洞頂上的水滴落下來時，石灰質也在地面上沉積起來。就這樣，石筍對著鐘乳石向上長。可以說鐘乳石是“先生”，石筍是“後生”。但石筍底盤大，本身比較穩定，不容易折斷，所以它的“生長”速度常比鐘乳石還快。石筍的高度能達30米，像是一座平地裡長出來的“石塔”。

往下長的鐘乳石，有時候也會和往上長的石筍接在一起，連接成一個石柱，兩頭粗，中間細，不明底細的人還以為是誰鑿出來的呢。在許多石灰岩洞裡，鐘乳石和石筍多數不是連在一起的，那是因為鐘乳石折斷了，或是過多的石灰質堵塞了水滴的通路，水滴被迫改變路徑轉移到另一處，又長出一根新的鐘乳石。這樣，鐘乳石和石筍就不會“踫頭”了。

地下水在鐘乳石和石筍的形成過程中起了決定性的作用。凡是它流過的地方就會留下痕跡，或是一道溝，或是一個洞，或是一根鐘乳石，或是一根石筍，或是一根石柱，把它們組合在一起就成了“樹林”、“珠簾”等奇麗景像。

這種現像在我們的日常生活中也經常踫到，例如用來燒水的壺底常會結一層垢。取出一些垢加些醋，會看到有大量氣泡產生。這是因為自來水裡含有碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等，水垢的某些成分就是它們在加熱時的分解產物，如碳酸鈣和氫氧化鎂等。