古希腊人说宇宙万物是由“水、火、土、气”四种元素组成，而我们的祖先则认为宇宙万物由“金、木、水、火、土”五行组成。现在我们都知道了，这个世界其实是由元素周期表上面的那一百多种元素组成。就是这一百多种元素，构成了这个变幻界。
原子论是化学的伟大进步
一般认为，原子论源于德谟克利特的学说。在牛顿的力学体系建立之后，当时的科学家又对德谟克利特的原子论进行完善推演，逐渐形成了现代的原子论。
提出原子论
德谟克利特认为，万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒，虚空是原子运动的场所。人们的认识是从事物中流射出来的原子形成的“影像”作用于人们的感官与心灵而产生的。
但是，当时的大科学家亚里士多德反对原子论，因此德谟克利特的原子论一直未被很多人接受。
进入中世纪之后，也有少数的人曾相信原子论。但是中世纪欧洲在这些“科学问题”上，亚里士多德的学说在起主导作用。而且，“大自然厌恶真空”的教条又非常契合人们的常识，因此，原子论一直处于死寂状态。
原子论的发展
西方文艺复兴之后，自然科学的研究日益受到人们的广泛重视。以牛顿力学体系的建立为标志，自然科学进入了一个辉煌的发展时期。由于法国学者伽森第等人的努力，德谟克利特等人的原子论在17世纪得以复活。然而，此时原子论的推行者们感兴趣的方向已经不仅仅是设想原子如何组成世界，而是如何在原子论的基础上建立起物理学和化学的基本理论。一群天才横溢的科学家开始了对原子学说的研究，笛卡尔、博斯科维奇、塞诺特、波义耳、拉瓦锡等等纷纷对之进行了深入的研究，取得了一定的成果。
道尔顿的贡献
在近代原子论的建立中，英国伟大的科学家道尔顿做出了不可磨灭的贡献，他通常被看成是科学原子论之父。他把波义耳、拉瓦锡的研究成果，即化学元素是那种用已知的化学方法不能进一步分析的物质，同原子论的观点结合起来。他提出，有多少种不同的化学元素，就有多少种不同的原子；同一种元素的原子在质量、形态等方面完全相同。他还强调查清原子的相对重量以及组成一个化合物“原子”的基本原子的数目极为重要。关于原子组成化合物的方式，道耳顿认为这是每个原子在牛顿万有引力作用下简单地并列在一起形成的。在化学反应后，原子仍保持自身不变。尽管现代科学的发展在一定程度上修正了原子本身的物理不可分和万有引力将原子连接在一起的观点，但是道耳顿对原子的定义却被广泛地接受。
古希腊哲学家德谟克利特所生活的时代，主要是公元前440年后，即希波战争结束后，希腊奴隶制社会最为兴旺、科学学术活动欣欣向荣的伯里克利时代。他早年一度经商，但由于他童年所接受的教育，使他淡泊名利。他的老师是有学问的波斯术士与加勒底的星相家。
德谟克利特一生勤奋钻研学问，知识渊博。他在哲学、逻辑学、物理、数学、天文、动植物学、医学、心理学、伦理学、教育学、修辞学、军事、艺术等方面都有所建树。
在第欧根尼·拉尔修的记载中，德谟克利特通晓哲学的每一个分支，同时，他还是一个出色的音乐家、画家、雕塑家和诗人。他是古希腊杰出的全才，在古希腊思想史上占有很重要的地位。
金刚石和石墨都是碳吗
碳是一种很常见的元素，广泛地存在于地壳与大气中。碳在人类生活中有很大的作用，人类生产、生活处处离不开它。
钻石恒久远
金刚石是自然界中最坚硬的物质，它的硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。
金刚石为什么会有如此大的硬度呢？
早在公元1世纪的文献中就有了关于金刚石的记载，然而，在其后的1600多年中，人们始终不知道金刚石的成分是什么。直到18世纪后半叶，科学家才搞清楚了构成金刚石的“材料”。
18世纪70年代至18世纪90年代，法国化学家拉瓦锡等人进行在氧气中燃烧金刚石的实验，结果发现得到的是二氧化碳气体，即一种由氧和碳结合在一起的物质。这里的碳就来源于金刚石。终于，这些实验证明了组成金刚石的材料是碳。
知道了金刚石的成分是碳，仍然不能解释金刚石为什么有那样大的硬度。例如，制造铅笔芯的材料是石墨，成分也是碳，然而石墨却是一种比人的指甲还要软的矿物。金刚石和石墨这两种矿物为什么会如此不同？
这个问题，是在1913年才由英国的物理学家威廉·布拉格和他的儿子做出了回答。布拉格父子用X射线观察金刚石，研究金刚石晶体内原子的排列方式。他们发现，在金刚石晶体内部，每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且，这种致密的结构，使得金刚石的密度为每立方厘米约3.5克，大约是石墨密度的1.5倍。正是这种致密的结构，使得金刚石具有最大的硬度。换句话说，金刚石是碳原子被挤压而形成的一种矿物。
人造金刚石
金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模等。金刚石还被作为很多精密仪器的部件。
金刚石具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。20世纪50年代，美国以石墨为原料，在高温高压下成功制造出人造金刚石。现在人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，虽然造出大颗粒的金刚石还很困难（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城），但是已经可以制成金刚石的薄膜。
石墨是一种深灰色、有金属光泽而且不透明的细鳞片状固体，质软，有滑腻感，具有优良的导电性能。石墨中碳原子以平面层状结构键合在一起，层与层之间键合比较脆弱，因此层与层之间容易滑动而分开。
主要作用：制作铅笔、电极、电车缆线等。
富勒烯是于1985年发现的继金刚石、石墨和线性碳之后碳元素的第四种晶体形态。
富勒烯是一种新发现的工业材料，它的硬度比钻石还硬，韧度（延展性）比钢强100倍，它能导电，导电性比铜强，重量只有铜的1/6。
其中柱状或管状的分子又叫做碳纳米管或巴基管。C60分子具有芳香性，溶于苯呈酱红色，可用电阻加热石墨棒或电弧法使石墨蒸发等方法制得。C60有润滑性，可能成为超级润滑剂。金属掺杂的C60有超导性，是有发展前途的超导材料。C60还可能在半导体、催化剂、蓄电池材料和药物等许多领域中得到应用。
“鬼火”是真的有鬼作祟吗
磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富，列第十位，在海水中浓度属第二位。磷广泛存在于动植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙，排列第六位。磷约占人体重的1%，成人体内约含有600克～900克的磷。体内磷的85.7%集中于骨和牙，其余分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，是机体很重要的一种元素。
恐怖的“鬼火”
在田野郊外，晚上常可见到忽隐忽现的惨淡火光，飘忽不定，若隐若现，甚至会跟着人的脚步移动，让人感到毛骨悚然，以为是鬼魂作祟。
关于“鬼火”，在世界各地皆有很多传说。例如在爱尔兰，“鬼火”就衍生为后来的万圣节南瓜灯，安徒生的童话中也有以鬼火为题的故事《鬼火进城了》。日本传说中的鬼怪，亦多有描述鬼火，在绘制这些鬼怪（尤其是夏天出没的鬼怪）的时候，经常会画几团鬼火在旁边。
中国对鬼火的传说也很多，清朝蒲松龄所写的《聊斋志异》中就经常提及鬼火。而民间则认为鬼火是阎罗王出现的鬼灯笼。
鬼火的成因
难道真的是“鬼火”吗？真的是死人的阴魂吗？当然不是，人死了，人体的组成部分将会散为骨骸或灰烬。
德国炼金术士勃兰特在1669年发现磷后，就用了希腊文的“鬼火”来命名这种物质，但该希腊词亦可解作“启明星”。
“鬼火”其实就是磷火，是一种很普通的自然现象。清代纪晓岚在《阅微草堂笔记·第九卷》也写道：“磷为鬼火。”
人体的绝大部分组织是由碳、氢、氧三种元素组成。除它们以外，还含有其他一些元素，如磷、钙、铁等。人体的骨骼里含有较多的磷化钙。人死之后，体内的磷由磷酸根状态转化为磷化氢。磷化氢是一种气体物质，燃点很低，在常温下与空气接触便会燃烧起来。磷化氢产生之后，沿着地下的裂痕或孔洞冒出到空气中，燃烧发出蓝色的光，这就是磷火，也就是人们所说的“鬼火”。
那为什么“鬼火”还会追着人“走动”呢？大家知道，在夜间，特别是没有风的时候，空气一般是静止不动的。由于磷火很轻，如果有风或人经过时，会带动空气流动，磷火也就会跟着空气一起飘动，甚至伴随人的步子，你慢它也慢，你快它也快；当你停下来时，由于没有任何力量来带动空气，所以空气也就停止不动了，“鬼火”自然也就停下来了。
在化学史上第一个发现磷元素的人，当推十七世纪的一个德国汉堡商人勃兰特。他是一个相信炼金术的人，由于他曾听说从尿里可以制得“金属之王”黄金，于是抱着发财的目的，便用尿做了大量实验。1669年，他在一次实验中，将砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没有得到黄金，竟意外地得到一种十分美丽的物质。它色白质软，能在黑暗的地方放出闪烁的亮光。波兰特对制磷之法，起初极守秘密，不过，他发现这种新物质的消息立刻传遍了德国。
德国化学家孔克尔用尽种种方法想打听出这一秘密的制法，终于探知这种所谓发光的物质，是由尿里提取出来的。于是他也开始用尿做试验，经过苦心摸索，终于在1678年也告成功。他把新鲜的尿蒸馏，待蒸到水分快干时，取出黑色残渣，放置在地窖里，使它腐烂。经过数日后，他将黑色残渣取出，与两倍于“尿渣”重的细砂混合，一起放置在曲颈瓶中，加热蒸馏，瓶颈则接连盛水的收容器。起初，他用微火加热，继用大火干馏，及至尿中的挥发性物质完全蒸发后，磷就在收容器中凝结成为白色蜡状的固体。
溴的发现一波三折
常温下溴是棕红色发烟液体。密度为3.119克每立方厘米，熔点为-7.2℃，沸点为58.76℃。溴蒸气对黏膜有刺激作用，易引起流泪、咳嗽。
溴的发现
溴的发现曾有一个有趣的故事：1826年，法国的一位青年波拉德，他在很努力地研究海藻。当时人们已经知道海藻中含有很多碘，波拉德便在研究怎样从海藻中提取碘。他把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通进氯气，这时，就得到紫黑色的固体——碘的晶体。然而，奇怪的是，在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。这件事引起了波拉德的注意，他立即着手详细地进行研究，最后终于证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素，并把它称为rutile（意为红色），而他的导师约瑟夫·安哥拉达则建议称之为muride，源自拉丁文字murid，意思是卤水。波拉德把自己的发现通知给巴黎科学院。科学院把这新元素改称为“溴”，按照希腊文的原意，就是“臭”的意思。
1825年，德国海德堡大学学生罗威把家乡克罗次纳的一种矿泉水通入氯气，产生一种红棕色的物质。这种物质用乙醚提取，再将乙醚蒸发，则得到红棕色的液溴。所以他也是独立发现溴的化学家。有趣的是，他用这种液体申请了一个在里欧波得·甘末林的实验室的职位。由于发现的结果被延迟公开了，所以巴拉尔率先发表了他的结果。
溴的分布
在所有非金属元素中，溴是唯一的在常温下处于液态的元素。正因为这样，其他非金属元素的中文名称部首都是“气”（气态）或“石”（固态）旁的，如氧、碘，而只有溴是三点水旁的——液态。溴是深褐色的液体，比水重两倍多。溴的熔点为-7.3℃，沸点为58.78℃。溴能溶于水，即所谓的“溴水”。溴更易溶解于一些有机溶剂，如三氯甲烷（即氯仿）、四氯化碳等。
溴在大自然中并不多，在地壳中的含量只有十万分之一左右，而且没有形成集中的矿层。海水中大约含有十万分之六的溴，含量并不高，自然，人们并不是从海水中直接提取，而是在晒盐场的盐卤或者制碱工业的废液中提取：往里通进氯气，用氯气把溴化物氧化，产生游离态的溴，再加入苯胺，使溴成三溴苯胺沉淀出来。
溴很易挥发。溴的蒸气是红棕色的，毒性很大，气味非常刺鼻，并且能刺激眼黏膜，使人不住地流泪。在军事上，溴便被装在催泪弹里，用作催泪剂。在保存溴时，为了防止溴的挥发，通常在盛溴的容器中加进一些硫酸。溴的密度很大，硫酸就像油浮在水面上一样地浮在溴的上面。
