Explosive Science with Kate the Chemist
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太空中的化学反应是什么样的？尼尔·德格拉斯·泰森和查克·奈斯与凯特化学家联手探讨铯如何帮助我们计时，对元素周期表“稳定岛”的难以捉摸的探索，人工智能如何彻底改变化学等等！注意：StarTalk+赞助人可以在这里收听完整剧集，无广告：https://startalkmedia.com/show/explosive-science-with-kate-the-chemist/感谢我们的赞助人moe shannon, Shaye S, Nic Chappell, Brandon Gibson, Ernest Carducci, Andrew Kidder, Aidan Beaney, Maurice, Erin Murphy, Robin Guo, Szymon Środa, Richard Brounstein, Jayant Dhawan, Ernesto Medina, Javier Lee, micheal stucker, Leslie Ekker, Steven, Ramkumar Agnihotram, Andrew Carl, Takashi H, Jasper, Lacie, and Linda, Kevin Contreras, ScarlettMoose, Sophia & Nick Sestrac, Earl Gleason, Jabari, the Dark and Not-All-That-Powerful Wizard, Bostjan Pisler, Rich Culbertson, Jeroen Allebé, Jack Black, Lauren New, Kevin Curry, Zs_cience94, Rich Dercheimer, Ned, Charles Davenport, Jenna Noeller, Nick Dragan, Simon Coulson, Andrii Pronkin, Andrew Coffey, D G, sai, 和 Ben Barzilay 本周对我们的支持。</context> <raw_text>0 让每一次庆祝都感觉独一无二。你的狗生日快到了？举办一个意大利辣香肠披萨派对。或者你可能正在计划一个游戏之夜。把它变成一个无声迪斯科和 charades 之夜。从灵感到所有你需要的物品，亚马逊可以帮助你创造一个真正定制的庆祝活动。从生日到假期，亚马逊提供任何派对的便捷一站式购物。在亚马逊上购买每个派对的所有商品。

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是的，我特别喜欢爆炸。或者如何制造一个。即将在 StarTalk 上播出。欢迎来到 StarTalk。你在宇宙中的位置，科学和流行文化在这里碰撞。StarTalk 现在开始。

这是 StarTalk。尼尔·德格拉斯·泰森，你的私人天体物理学家。我们今天要进行宇宙探究。这意味着查克在家。查克。嘿，嘿。好吧，你得到了探究。是的，就在这里。它们从哪里来？它们来自我们在 Patreon 的人们。不错。那些给我们钱的支持者，这就是我们喜欢他们的原因。不，我们喜欢他们是因为他们很好奇。好吧，就是这样。是的，就是这样。我们喜欢他们的原因是什么？你在做什么？

所以今天，我们将全部讨论化学。不错。我们喜欢化学。我对化学了解一点，但不足以进行宇宙探究。而我知道足够去倾听。我们搜寻了一位化学家，我们已经

去了顶级货架，是的，顶级货架，我们找到了凯特化学家，是的，麦卡勒姆 30，30 年的苏格兰威士忌化学家宝贝，顶级货架，顶级货架化学家，凯特化学家，欢迎回到 StarTalk，感谢你

我喜欢拜访你们。哦，我的天哪。让我把你的全名写在这里。世界上有人知道吗？比伯多夫？嫁入豪门。哇。别怪我。这太搞笑了。嫁入豪门。哇。你的丈夫是科学家吗？他是一位科学家。我们在研究生院认识的。这说得通。我认为我们在之前的节目中谈到过他。

你们是在德克萨斯大学认识的吗？是的，我们是在那里认识的。看，我记得。不错，干得好。是的，我当时嗑药了。好吧，那没关系。

好的，你是一位教授，负责向公众普及科学。是的。我们需要更多这样的教授职位。百分之百。是的。我知道在英国，他们有几个这样的职位是由谁资助的，是微软的哪位大佬？好吧，牛津大学的那个是西蒙尼尔基金会资助的。哦，是的，是的，是的。西蒙尼。查尔斯·西蒙尼。是的，他是微软的教授。

一位亿万富翁，是的。好的，完美。据我了解，他还曾与玛莎·斯图尔特约会。是的，他确实和她约会过。他是在进入太空时和她约会的。哦，并且让她为当时空间站上的每个人做饭。从监狱里出来？不，别阻止我。监禁时间很短。那之后才有的。所以，凯特，你也是一位作家。你现在是一位主持人。

寻找科学家。是的。你在寻找他们之后找到他们了吗？是的，我找到了。每次都找到。我每次至少寻找一次，有时两次。每次都有效。很高兴听到这个消息。所以你在圣母大学。是的。刚刚接了这份工作。是的。哦，是新的吗？是的，九月份。好的，欢迎。谢谢。是的，是的。不欢迎。祝贺你。我接受了，是的。是的，几年前我去过那里，做了一个公开演讲。是的，他们对此评价很高。非常自豪的机构。嗯哼。

你教课，但它们是特殊的课程吗？所以我现在不教书，但几年后我将教授科学传播课程。所以我们将建立一个科学传播辅修专业，并希望将其发展成一个主修专业。太好了。现在这太重要了。这将与传播系合作吗？有一点。

有一点。所以这是与……合作的伙伴关系？还是新闻系？是的，就是这样。所以是文理学院项目。所以我们两个学院都将走到一起。所以我们将利用他们的专业知识和实际的沟通，以及我们在科学方面的专业知识，并将它们融合在一起。我认为这将非常美好。而且我们非常需要它。非常需要。因为新闻业太糟糕了。是的。而科学可能是一种方法，一种力量，可以帮助将它缝合在一起。好吧，你知道，我甚至不确定新闻业是否像我们想象的那么糟糕。我相信人们……

已经到了某种程度，他们无法接受任何提出的新闻观点，因为他们无法批判性地思考。所以他们只是说，到底怎么回事，伙计？你刚才说的那些话不好，因为，你知道，我不同意你。然后这变成了整个论点。我们需要有人来解决这个问题。对。你知道吗？对。

但我认为科学是一种弥合差距的方法。是的。因为当人们学习……

科学作为一种思维方式是如何运作的，它会改变他们的整个生活。百分之百。所以如果你让新闻系参与进来，那就太好了。他们，所以你是在教科学家成为更好的沟通者，还是教记者成为更好的科学家？两者都是。这很关键，对吧？我们必须做到这两点。这太棒了。所以对于科学家来说，对吧？对不起。这个词是怎么出现的？我不知道。

我认为它很酷，但我才刚刚摆脱酷这个词。这很重要。这非常重要。这太关键了。我喜欢它。这是必要的。我们必须教科学家如何沟通，对吧？这可以是许多不同的媒介，例如播客、书籍、书面文字，对吧？新闻业。对。因为科学学位……

不在乎那个。他们不在乎我们没有接受过与公众沟通的训练。我们真的没有，我们被教导如何互相交谈，对吧？我们被教导要用被动语态写作，我不知道你是否读过被动语态。它很无聊，非常无聊。所以如果你想与非科学家建立联系，被动语态不是答案，对吧？你知道，但两者都是必要的，他们能够与科学家交谈，

但能够翻译给外行人才是真正重要的。由于某种原因，我不知道，我该如何表达？嗯……

我不想说这与科学家作为人的方式背道而驰。就像我儿子现在正在学习成为一名分子生物学家。不错。好的？那是什么时候发生的？你没有告诉我。是的，这就是他决定的，你知道的。他获得了一笔全额奖学金。他有一个像你这样的父亲，他还想成为一名分子生物学家？这是怎么回事？这就是他想要进入这个领域的原因。他想进去。

他看着我的生活，然后说，哦，不。我需要一些东西来获得。让我告诉你一些事情。喜剧不是前进的道路。但我告诉他，我说，伙计，这太棒了。你知道，凭借你的个性，你会成为一名优秀的沟通者。他说，是的，我不想那样做。哦，是的。我不想跟人们谈论它。我只是想去做。我认为……

许多科学家都有这种感觉。是的，他们只想待在实验室里。我只是想去做。我不想谈论它。是的，闭嘴，回到实验室去。没错。对。好吧，我的意思是，作为科学家，我们有三个类别。我们做的第一件事是提出问题。我们做的中间的事情是寻找答案。我们进行研究。然后最后一件事是与公众分享它。但这就是我们失误的地方。我们真的做得不够。这需要我们。

我丈夫很内向。他是一位伟大的化学家。他是一位伟大的软件工程师，但他会讨厌做我的工作。所以需要某种个性才能走出去，将自己展现出来。你还必须脸皮厚。人们会因为你说的话而攻击你。是的，是的，是的。所以我们现在在我的办公室，海登天文馆。是什么把你带到纽约的？哦，我来这里是为了参加《今日秀》和《谢米克秀》。所以我们只是挤了进来。我的意思是……

我们是直接的性伴侣。你回答了。哦！哇！所以，如果你在《今日秀》上，那么你不需要，如果你在《今日秀》上，那么你想要什么，你，好吧。好吧，我喜欢和你说话。

我在和你说话。这是问题吗？我认为这不同。那是我编造的问题。它不同，对吧？所以《今日秀》，你是在对特定的观众说话。是美国公众，对吧？他们通常不是来听科学课的人。他们可能在诊所里。哦，你真好。你刚刚称我们的观众很聪明。他们很聪明。他们是科学爱好者，对吧？你不是吗？

这么说？不，不，不。所以，不，非常重要的一点。在这里，我们已经知道我们的观众，这是一个科学观众。《今日秀》的观众收看节目并不是为了听科学。百分之百。然后你把这个加进去，现在他们会对此感到兴奋。这就是目标。这就是目标。所以来点火花，跳个舞，也许教一件事。如果我能教一件事，我认为这是一个成功的环节。你将在《今日秀》上与哪位主持人一起？所以是艾尔·罗克、克雷格·梅尔文和迪伦·德雷尔。

哦，酷。你必须带上天气预报员，因为他们懂科学。总是。是的，艾尔很棒。他是一位真正的科学爱好者。是的，他是。迪伦也是。他们都是气象学家，所以他们有科学背景。和他们一起做事情非常有趣，因为他们也会问问题。他们很感兴趣，他们有科学背景，所以他们想稍微推动一下，我喜欢这一点。你需要伙伴。所以我们上次你过来时可能也做过这个，因为我想先回答问题，因为我们还有很多问题要问你。

我们的观众想问你。他们都认识你。是的，他们都认识你。嗨。这里只有一些快速的问题。你小时候有没有烧坏地毯，让厨房爆炸？这是科学，妈妈！是的！

什么样的，你是那种女书呆子，这是，我必须这样做吗？是也不是。所以我更像是一个运动员。我是一个足球运动员。所以那是真爱。好吧。非常好。但我是一个问很多问题的人。所以我的父母会计算我在汽车旅途中会问多少个问题。所以这会让他们抓狂。我妈妈更像是一个直升机妈妈。所以没有任何喷灯靠近我。我不可能点燃任何东西。哇。哇。好的。但是。

我能做一些事情。我可以在情景喜剧中看到这个。过度好奇的孩子只是，嘿，妈妈，爸爸，那个怎么样？然后是汽车。然后下一个场景，你就在街上。汽车继续行驶。醉汉只是把你丢下了。我相信他们考虑过这一点。我非常肯定。或者更友善地说，他们把你送到某个博物馆，然后继续开车。是的，这很完美。好的，但是，如果她是一个直升机妈妈，你有什么自由？

是，你仍然必须表达自己吗？好的，这就是我真正欣赏她在我年轻时所做的事情的地方。所以她让一个浴室安全。就像没有化学物质一样，我的意思是，我应该说清洁化学物质。但是有食用色素，有洗发水，沐浴皂，泡泡浴。不会杀死你的东西。不会杀死你的东西。把它放在这里，她有一个大大的绿色塑料碗，就像，尽情玩吧。我会说，第一次之后食用色素就被移除了。好的，你最后是绿色的吗？我想是的。食用色素不容易脱掉。好吧，我

如果你看看我的 Instagram，我会给你看。我的脸上最近沾满了绿色的食用色素。我出了点问题。我只是编造的。你说这真的发生了？哦，这种情况经常发生。我做了一个实验，故意用肥皂泡覆盖自己。它在淋浴时很容易脱掉。只需两次洗脸。就好了。好的。我不做那个。

我愿意。这就是为什么你是凯特卷心菜。是的，没错。我喜欢它。所以，查克，给我们一些宇宙的好奇心吧。那么，让我们直接进入正题吧？这是肖恩·布朗宁，他说，你好，我是肖恩·布朗宁。我来自俄勒冈州胡德河。胡德河，是的。为什么铯暴露在氧气中会发生如此剧烈的反应？

普通人不知道它的一些实际用途是什么？好的。在元素周期表中，元素周期表有点像 U 形。所以铯位于左下角。所以左下角是原子最大的地方。所以铯非常大。这意味着它有一个非常非常带正电的核，它的原子核。但它的电子离得很远。

所以它几乎够不着电子。所以因为它很大，它们的电荷非常分散，氧气喜欢从邻居那里夺取电子。它是一个电子窃贼。是的，正是如此，是的。它喜欢偷电子。它会偷电子。这是一个书名，《电子窃贼》。《电子窃贼》。哦，我喜欢这个。那是你的下一本书，好吗？我们将一起写作。那将很有趣。好吧。

是的，所以它很大。所以，氧气可以进来，抓住电子，电子很乐意跳到氧气上，因为它小得多，它可以到达它的选择。斯泰西，我稍后再和你联系。是的。你配得上我。我可以自己做坏事。氧气一直在那里默默地陪伴我。氧气，我来了，亲爱的。我能看到它。是的，是的，是的。它就在那里。它就在那里。好的，所以，所以……

所以现在它接触到氧气。那个化学反应的结果是什么？它是放热的还是吸热的？什么？

可能是。放热是我的猜测。这实际上取决于情况以及它们的能级。它会形成离子盐，所以它会形成氧化铯或超氧化铯。所以只是两个铯和一个氧气，或者两个氧气和一个铯。它形成了这两种产物，这本身就相当稳定。氧化物通常是稳定的。好的。所以它看起来像什么——因为你说剧烈。这个剧烈的反应是什么样的？所以——

我的猜测是他想到的是当你把这些一类金属扔进水里的时候。所以我们之前见过钠，如果你在谷歌上搜索过的话。我喜欢钠和水的反应。对。哦，我的天哪。所以你可以用刀切它。它是一种金属。用刀切它。把它扔进水里。它基本上会爆炸。是的，绝对会。但这与水发生反应。是的。还是它与溶解的氧气发生反应？正在发生的是相同的过程。是从一类金属中提取电子。明白了。好吧。

是的。然后它是一个放热过程，就像你说的那样，所以当你把它扔进水里时，它会点燃。嗯哼。嗯哼。好的。你问到的问题的另一部分是，例如，人们可能不知道铯的一些事情是什么？是的，没错，没错。所以铯-133，我认为，用于原子钟。好的。

所以发生的事情是你基本上扰乱了这些原子。它们发出频率，你可以用这个频率来测量时间。你是如何激发原子的？这是一个扰动，所以通常就像一个推力。你想让它振动，所以你只需要稍微移动一下它。然后将该频率绘制出来以跟踪时间，它非常强大。

所以它非常一致，你可以很容易地使用它吗？你可以用它来设置时钟吗？不错。没错。事实上，秒的持续时间是由铯原子的周期数定义的。好的，那么用铯一秒钟能得到多少振动？大约九位小数。对不起。哦，这就是为什么它是原子钟。这就是为什么它非常精确。对，因为如果你在一秒钟内得到九位小数……

那相当精确。我们明白了，是的。你永远都行，但并非有意为之。什么？查克，住手。他势头正猛。他势头正猛。你想知道这有多精确吗？对。对于那个振动？对于那个振动。凯特化学家告诉我们的那个振动？是 9,192,631,777。

该振动的周期数。所以该振动是秒的精确定义。一秒钟。是的。就是这样。这很酷。如果我可以补充一点，如果可以的话，在用这种精度定义之前，秒是 1900 年预定义的一小部分

一年。好的。所以这涉及到地球绕……旋转。地球的旋转被纳入秒的定义中。为什么不会呢？对。因为 60 秒。因为我们用它作为……一分钟 60 秒，一小时 60 分钟，一小时 20 分钟。好的，为什么不会呢？对，为什么不会呢？但这意味着如果地球正在减速或加速，将无法知道这一点。没错。因为……

提供秒的机制正在改变。所以你把它卸载到你的铯原子上。现在我们说，哟，地球。什么？什么？我们不需要你，地球。我们完全不需要你。我们不需要你。不仅如此，你还出问题了。对。此外，你也在减速。自 1972 年以来，我们不得不增加 25 次，7 个闰秒，只是为了解释地球减速。这都是因为你的铯原子。不是吗？

看看这个。我的铯。我喜欢它。我喜欢它。但我不知道其他用途。有吗？没有。我的意思是，我相信还有其他的。我的意思是，说实话。这就足够了。你还能要求什么呢？伙计们，我的意思是，说真的。将时间测量到十亿分之一秒。来吧。这相当不错。是的。好吧。

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比伯多夫博士、泰森博士和亲爱的上帝，不错。谢谢，威尔，为我添加了头衔，这不是真的。来自俄亥俄州尤克里德的威尔。尤克里德？尤克里德。一个叫尤克里德的城镇？俄亥俄州有一个尤克里德。直到现在我才听说过，但猜猜怎么了？我很高兴知道它在那里。哇。是的。他说，非常感谢你使用我的问题。你可能已经问过这个问题十亿次了，但我从未听到过答案。所以这是它。我们

我们现在都听说过薄荷糖和健怡可乐的事情了，好的，酷。第一，它的历史是什么，是谁想到的？第二，是什么导致了每个人都在 YouTube 上发布的化学反应，从而产生了

- 是的！- 苏打水喷泉。好的，那可以追溯到 1910 年左右。它最初是用 Wint-O-Green 薄荷糖做的。- 我正要这么说，1910 年我们没有薄荷糖。- 我们没有，不，我们没有。所以它最初是用 Wint-O-Green 薄荷糖做的。- Wint-O-Green，是的。- Wint-O-Green。- 我记得那个，O'Green。- 哇，薄荷糖有那么久远吗？- 是的！

是的，它们有。所以它们进入苏打水，就像苏打水一样，对吧？所以它中间有一个小孔。所以它会产生一个非常漂亮的喷泉，它会喷出来。穿过薄荷糖中间的孔。是的。但在 20 世纪 90 年代，薄荷糖公司改变了薄荷糖的尺寸。科学老师们很生气，他们说，好吧，把这个实验交给学生们。让我们弄清楚如何在薄荷糖不适合的情况下复制它。他们做了一个科学实验。这里有一些敬业的化学家。这太棒了，我做不到。

我完全可以想象高中老师抓住他们的学生，抓住所有的糖果，所有的苏打水，然后说，好吧，弄清楚。实验。实验，没错。那么薄荷糖的表面有什么特别之处呢？因为它没有孔，对吧？如果我没记错的话，它们是固体糖果，对吧？它是固体糖果，但它有这些成核位点，这些小凹痕。

在表面上。在表面上。所以它会吸引苏打水中的二氧化碳。二氧化碳相互碰撞，积聚压力，然后从顶部喷射出来。哇。然后他们发现健怡可乐的反应最好，因为它含有最高的碳酸化合物。

好的，但我认为，然而，这不是他们使用健怡可乐的原因。哦，如果情况并非如此，请告诉我。好的，我认为这不是原因。一方面是因为它不含糖。这就是原因。所以对于父母来说，它不会弄得那么脏。它很脏。对，健怡可乐，你只需要用水管冲洗一下就行了。但是糖……

然后可乐会蒸发，所有东西都会粘在一起。我认为这是主要原因。这是主要原因之一，但如果你在飞机上，我不知道你是否还在乘坐商业航班，但如果你在飞机上。你怎么认为？对不起。我正在乘坐地铁来这里。好的，完美。所以我不知道。你很讲究。我不知道你可能是什么样的。好的，那么在今天剩下的时间里，

当我们有空乘人员在飞机上走动时，观察他们。当有人点健怡可乐时，观察他们是如何倒的。所有这些碳酸化合物沉淀下来并让他们加满需要更长的时间。所以你实际上可以在飞机上看到它发生。与非健怡型相比？像山露或可乐之类的。

它只是具有所有碳的反应。请这样做。你会看到的。此外，在飞机上的较低压力下，压在二氧化碳上的东西也更少。也是如此。所以无论如何都会有更多的起泡作用。是的，这是一个很好的观点。我会检查一下的。请这样做。好吧，这意味着如果我有一个……

一台苏打水机，一个碳酸器，不管这些机器叫什么，如果我，因为我有三个，我确实拥有一个，但是我有，有三个设置。有低、中、高。如果我选择高，然后重复三次，那就是你的实验所需的液体。你还会炸毁你的厨房。停。

你刚做了个炸弹。谢谢你这么说。好的。下一个。来自千橡市的安迪。我听说人鼻子是一个不可思议的化学传感器，它不仅能探测到非常微弱的……

分子的痕迹，还能探测到数万种分子的类型。我的问题是，你是否在化学科学中利用这一事实来帮助你的工作，或者你通常是否会避免闻实验，以避免未知的有害影响？我喜欢这个。提醒我一下，因为化学对我来说是很久以前的事了。是的。

你不会真的把鼻孔贴在试管上。100%准确。但有这么一回事。这样可以把它稀释到你能知道是否应该更靠近的程度。没错。所以第一条规则是不要在实验室里吃任何东西、闻任何东西或喝任何东西。第二条规则是，好吧，我们知道你会闻它，所以让我教你如何安全地去做。是这样吗？是的。

这是在走动。你正在把分子推向你。一些分子。是的，这是真的。其中一小部分。但我认为问题的一部分是问，比如，你是否曾经这样做过，你是否曾经用过你的鼻子？我最近做了一件事，我必须这样做，人们通过把两个烧杯带到我的表演舞台，基本上是我的舞台……

桌子上，而且它们没有贴标签。一个装的是水，一个装的是醋。我立刻把鼻子伸进去，因为我们可以分辨出它们的区别。然后我就能毫无疑问地进行实验了。但你用它。你用鼻子来保护自己。这是一种让我们知道鸡肉是好是坏的方法。所以，如果你在化学实验室里安全地使用它，它就是一个工具。有什么东西闻起来很好闻吗？

也会杀了你。哦。我相信。或者，或者那个基因库很久以前就被从我们的物种中去除了？太搞笑了。

这是一个公平的问题。这是一个公平的问题。对吧？是的，我相信有一些东西闻起来很好闻，但会杀死我们。我现在想不出任何东西。你有什么想法吗？没有，但我恰恰相反，我们知道硫化氢，好吧，在远低于我们能探测到的水平上尤其致命。所以当你闻到它的时候，你会说，这太难闻了。我要往相反的方向走。它还远没有杀死你。

但是任何一个……但你知道硫化氢就像臭鸡蛋一样。它是屁。好的。是的，我本来想说臭鸡蛋，但没关系，你是一个喜剧演员，你可以讲一个屁的笑话。听着，这是我第一次在……我们制造了……我们有硫化氢，我把它拿起来，放在滴管里，然后四处滴在人们身上，让他们闻起来像屁……

你没有。我有，是的，我有。老师说，你知道，你应该成为一名喜剧演员。我为此惹上了很多麻烦。你真的吗？我有，是的。你应该成为一名喜剧演员。是的。他们就是这么说的。如果我只是把它留给那些该死的学生，我就不会惹上麻烦了，但我必须变得咄咄逼人。总之。是的，所以我们进化史中有一种怀疑……

有一种观点认为，硫化氢会在海底积聚。如果海洋氧循环停止，那么就会有厌氧生命形式。好的。硫化氢是它们的一种副产品。如果它积聚到足够大的气泡，它就会冒出来。如果你在岸边发生这种情况，并且你喜欢放屁的味道，你就会走到它那里，然后死去。是的。如果你……

有点不在乎，你就死了。如果你不喜欢它，你就去山上。所以论点是，这在我们的物种历史上发生过一些频率，它被融入到我们体内。这很有趣。我以前没听说过。所以所有说拉我手指的叔叔都死了。哈哈！

不知何故，我们仍然这样做。我们仍然不知何故。进化。做这件事的从来都不是阿姨。只是叔叔。所以是男人的基因把它传承了下来。好吧。给我更多。这是约翰。他说，你好，泰森博士，凯特博士，洛德和我。这是来自阿肯色州的约翰。我以前教高中化学，但我仍然难以应付。老师在家里。好的。老师鼓掌。

但我仍然难以应付电子构型，尤其是在过渡金属中。元素周期表的那一部分到底是什么让它如此复杂？是的，为什么它们被称为过渡金属？因为边缘，它们很干净。我们可以理解它们。你有气体，惰性气体，你还有，你知道，你进入中间，然后……

它们在表格上的表示方式不同。是的。对吧？你还有这些其他的系列，然后他们把那些拿出来。怎么回事？怎么回事？你能为我们其他人清理一下吗，这样我们就能学习它？我可以试试。所以过渡金属被称为过渡金属的原因之一是它们会发生不同的颜色变化。因此，你实际上可以看到它们在氧化态之间转换。所以它们可能是加二或加三。你可以看到颜色变化。

穿过桌子。嗯哼。好的。是的，所以你可以坐在那里看着你的反应从，我只是编造一些颜色，所以一些蓝色变成绿色变成红色，你看着它经历不同的氧化态。哇。所以你实际上可以监控它。所以无机化学家，这就是我做的，我们通常喜欢颜色变化，这就是我们被吸引到这个领域的原因之一，因为我们使用过渡金属。在高中，以及我教的，也就是普通化学，也就是大学化学的第一年，

我们做一般趋势。所以我们说如果某事是这样的，它就会像这样运作。我们只是试图识别趋势。所以S区和P区，也就是元素周期表的外部区域，它们确实遵循这些趋势。但是中间，D区，过渡金属，并没有真正遵循这些趋势。你听起来像监狱。你在D区吗？你什么时候出来？好的。

所以这就是教它，尤其是在高中，之所以困难的原因，因为没有你可以遵循的典型趋势。明白了。没有普遍的规则。所以有一些普遍的趋势你可以遵循，也有一些总是违反规则的，比如你的珠宝金属。所以铜、银和金总是……我要对你大谈特谈了，但它们通常是D9，但由于电子的落入方式，它们变成了D10。所以它们可以重新分配它们的电子。我无法像你那样对这件事感到兴奋。让它更安全。

对不起。但这解释了为什么我们使用这些金属，对吧？哦，是的。我以前在D9，但现在我在D10。这是无机化学的闪光点。我们讨论我们的D轨道和我们的电子在哪里，所以我非常喜欢这部分。它只是你的电子所在的位置，它们四处移动以保持稳定。如果你有，比如说你有五个轨道，有五个D轨道。如果你有两个电子，

每个轨道中的电子。我们都知道。你们都知道吗？是的，我们完全知道。如果每个轨道中有两个电子，这就能提供稳定性。但是如果你有2、2、2、2，然后是1，它就不那么稳定了。所以它所做的是取另一个电子并把它移到这里以提供稳定性。所以这些特定的原子，如铜、银和金会自然地这样做。这就是为什么它会让高中生感到困惑，因为你通常不会教这些例外。对于成年人来说也是如此。对于成年人来说也是如此，是的，对于所有人来说都是如此。真的。但他是一个高中

老师。哦，是的，就在那里。好的，酷。因为在天体物理学中，宇宙中十分之九的原子是氢。是的。氢的能级没有什么比这更容易的了。对。我们甚至不必考虑轨道。只有一层。只是水平。电子来回移动。但是当你拥有所有这些电子云时……

它得到了更现实的描述，但也更复杂。——这真的很困难，因为你必须弄清楚轨道实际上是如何重叠的，它们是否会互补，是成键的、非成键的、反成键的，所有这些不同的类别。——太空中有分子，我们必须，但随后在那个水平上是某种天体化学家。事实证明，我可以完全忽略这一点来完成我的大部分天体物理学工作。——这很有趣。——是的，并不是说——不，你让我哭了。

我现在必须离开。那不是……是的，好的。查克，你还有什么？好的，这是米希尔·戴特，我想。米希尔这么说。嘿，凯特、尼尔、查克，有一些关于量子物理学之类的复杂主题的书籍，是为婴儿写的。你认为这些书有多有效？是否应该在小学阶段以一种引人入胜且易于理解的方式正式介绍研究生级别的科学主题？这

哦。

所以先告诉我们你的书。好的。我有七本儿童读物。其中五本是关于小凯特化学家的。她10岁，在她家附近跑来跑去，并使用科学。这是贝壳吗？不。不。这是植物吗？不，我没有。我有。他有。那是你妈妈。她妈妈。妈妈。谢谢，妈妈。那是特蕾莎吗？是的。所以继续。

我有五本小说。我有两本非小说类书籍，还有一本是为成年人写的。它叫做《它是元素》。所以我只是写作来尝试与公众分享科学，并试图让它变得有趣。所以儿童读物是否达到了你……

想要它们达到的效果。是的，是的，绝对的。因为这两本非小说类书籍每本都有25个实验，你可以在家里用你可能已经在工艺抽屉里拥有的材料来做。所以我希望它们能做到的是让父母拿起这本书，在春假期间使用它，并与他们的孩子一起做科学实验。好的。这很酷。这有效。这就是我想要的。我喜欢这个。好的，所以，在我看来，是的，我认为一个实验可能是持久的。与问题的论点相反，

一个实验，是的，它来了又走了，但它可以引发好奇心，无论你是否完全理解导致它发生的化学反应，你都不会忘记它。所以我认为教育工作者高估了……

课程计划相对于灵感。我也这么认为。研究实际上也支持你所说的，但它也表明你可以与科学家建立联系。所以如果你出现一次并进行一次爆炸，好吧，很好。也许你会激发兴趣，但如果你继续回来，并与学生建立联系，并形成这种纽带，那时你才能真正有所作为。所以出现确实有价值。但我可以反驳量子……

是什么？《量子物理学婴儿版》，请？《量子物理学婴儿版》。还有另一个。你认为《天体物理学婴儿版》有多有效？对。有一系列这样的书。但他们所说的婴儿是什么意思？他们说的不是真正的婴儿。它们是你可以翻阅的硬纸板书。好的。所以它们真的很小。但我认为这些主要针对那些不想再读关于母牛哞哞叫的书的父母。对。所以这对父母来说在智力上是刺激的。他们可以成为更好的父母。但归根结底，让孩子们接触所有这些词汇只是好事。很好。

所以当他们上科学课时，他们已经接触过了。他们不是第一次听到“分子”这个词。他们已经对它是什么有了一般的了解。也许，也许。来自佐治亚州哥伦布斯的亨特。几周前我们看到了尼尔。我就在那里。在佐治亚州哥伦布斯做了一个公开演讲。我想问凯特一个关于元素周期表的问题。如果稳定岛是真实的……

你认为我们可能会从其中的原子那里期待什么样的特性？哦。好的，所以这——所以你是在谈论稳定岛，尼尔？或者他们只是想指出几周前他们看到了你？是的。所以这是我认为非常有趣的事情，因为作为一个化学家，我熟悉稳定带，但稳定岛有点超出了我的范围。所以我可以做带状，然后我再转给你关于岛屿的信息吗？当然。除非它们是同一件事，我们只是称它们为不同的东西。有可能。什么是你的稳定带？

基本上……这是另一个男孩乐队的名字。稳定带。实际上，那将是酷玩乐队。好的，好吧。凯特明白了。稳定带是关于弄清楚中子与质子的比率使原子最稳定的。所以如果你有20个或更少的质子，比率是1比1。如果你有超过20个质子，这个数字会稍微改变一点。所以对于……

化学，特别是原子，你对每个质子有1.5个中子。这给了你最稳定的原子。这就是我思考的方式。稳定岛从哪里介入？那是延伸吗？哦，是的。所以，好的。所以我只能告诉你我是如何学习它的，我们可以也许与你所描述的内容相吻合。超过一定的原子序数，原子核非常大且稳定

它们每一个都不稳定。你可以问，是什么让一个元素稳定？它是永远稳定的，还是只稳定几年或几分钟，对吧？所以我们可能对我们所说的稳定有一些实际的定义，但就我们的目的而言，所有这些大型原子都不能存活很长时间，而我们正在发现的那些原子，你知道，101、102、103，当我上学的时候，这是元素周期表的极限，103我认为是劳伦斯镄，或者仍然是。仍然是。谢谢。

事实证明，当你超越我们目前正在发现的那些原子进入120年代、130年代时，原子核的稳定性计算，我忘记了确切的范围，在某个地方存在一个稳定的、非常重的元素岛。哦。所以你必须超越……

不稳定的那些，通常你通过将质子和/或中子塞入预先存在的……锎中来制造另一种元素。你把锎猛击到另一个不同的元素中。是的，没错。你正在将不稳定的元素猛击到其他不稳定的元素中。看看是否会出现另一个不稳定的元素。其中一些存活的时间只有千分之一秒。所以如果你把锎猛击到阿拉巴马镄……

你肯定会得到一些不稳定的东西。该死的，我告诉你，我不敢相信他们像那样来到这里。阿拉巴马镄。哦，你用这个骗到我了。自由主义者，我告诉你。它将是紫色的。所以这在物理学中被描述为……

一个稳定岛，我们都只是，我们的胃口都渴望它，因为如果你有一个新的稳定的元素，你会用它做什么？它有什么特性？所有这些都发生在化学方面，而不是物理方面。是的。对。所以有了稳定岛，我们是在说这是

因为我知道，或者无论什么持续不到一秒钟，对吧？所以我们是在说这些——所以那是118，我认为。——118，那是我们目前知道的最高的数字。——最高的编号，是的。——所以我想我很好奇的是，那么这些原子会持续多久，我们说的是几秒钟吗？我们说的是几年吗？我们认为是什么？——同样，我的理解是它们是永久稳定的。但这意味着你的规则要么在那些较重的原子核中有了新的表现形式，要么以某种方式，这个规则再次出现。但我们都，我等不及我们到达那里了。——对，我对这个非常感兴趣。因为我很好奇它是否只是相对稳定，它可能持续一秒钟，或者我们正在谈论————而不是千分之一秒。——对，对。——是的，你仍然不能手里拿着水。——这就是我很好奇的。——是的，我也是，我也是。

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所以在太空中，那里没有氧气，重力最小，化学反应，特别是燃烧，在原子水平上是如何变化的？在真空中研究这些反应能否揭示对量子效应的新见解，例如分子键合或能量转移中的波函数行为？量子力学说一切都是概率性的。我的蜡烛有一点点机会点亮只是为了戏弄我吗？

谢谢你，尼尔，我爱你。顺便说一句，那是不同类型的概率，所以继续。所以我们应该把它分成两个方面。你没有空气在做什么，但你有两个分子可能……

也许通过纠缠在量子力学上知道彼此的存在。也许那里有一点。另一个只是在零重力下。在零重力下，燃烧很有趣。告诉我们关于这个。好吧，零重力下有趣的是，我们所有的反应都表现得像气相反应，因为我们没有重力。

对。所以我们……我们可以做一些在地球上做不到的事情。我们可以在太空中做到这一点，因为你可以四处移动东西。它们膨胀得更多，就像铅笔永远不会漂浮在地球上一样。它会停留在烧杯底部。对。同样的事情。而如果你试图做铅笔和烧杯。好吧，我只是……我只是想给出一个固体，因为如果我只是给出一个随机的分子，人们可能不知道。但想象一下烧杯里的铅笔分子。

一个拉伸分子，是的。它停留在烧杯底部。我们知道它会坐在哪里。它会在底部。它会一直有相互作用。是的，一直。但是当我们进入太空时，它现在四处移动。所以我们有固体基本上可以像气体一样表现。所以化学反应是不同的。你可以看看它。我的问题是，我们在地球以外和国际空间站以外是否有燃烧反应？我的意思是，我们必须要有氧气吗？

才能燃烧。是的，所以……所以我想我真正指的是在电影《地心引力》中准确地描绘的那样好的，有一场小火开始嗯哼，他们只是让它继续燃烧，因为它自己熄灭了，因为通常在地球上，那里有1G，

加热的气体上升，带来新鲜的氧气来继续燃烧。但是在这里，它只是，它消耗了氧气，城里没有更多的氧气了！二氧化碳，无论什么，副产品，都不能助长火焰，它就熄灭了。所以你不能在零重力下点燃蜡烛，重点是。

除非你有一阵轻风。对，你必须让一些氧分子朝那个方向移动。进入它。进入它。太酷了。对，对。所以这意味着。我不知道。所以我不知道？我喜欢这个。哪个方向？太……你不能在太空中浪漫。所以任何燃烧的东西。

它假设它只是穿过材料来燃烧整个东西，对吧？一张纸燃烧整个东西。我们认为这是理所当然的。它依赖于……

较热的气体密度较小并上升。是的。对。所以你是否曾经尝试过思考这些实验？我还没有真正想过它，因为我的所有化学都在地球上进行，而且我害怕离开地球。所以这通常是我停止的地方。我只是喜欢这个。我做的化学是在地球上。好的。不，但是如果我们需要你在太空中进行咨询。我会说打电话给别人。不会发生的。就是这样。我不做那个。那吓到我了。你不会去太空吗？不。

不，我不知道为什么这是我的台词。它只是吓到我了。我不想。好吧，你正在乘坐飞机。你就像，哦，到一半了。你被绑在一枚火箭上。我不……

我不知道。不，不，但在飞机上你仍然有1G。对。好的。好吧。但我思考的是，你如何在太空中进行不同的实验。例如，你可以进行子宫实验，因为你可以模拟它，以及婴儿如何在没有零重力的情况下四处移动，但它们有那种感觉，对吧？它们能够漂浮。所以你可以在太空中进行这些类型的实验。这就是我思考的。对。好的。所以有一些反应……

什么反应只能在零重力下发生？我很好奇。好吧，不仅仅是，但有一些方法你可以做到。因为我可以考虑取两种不同的溶液，让液滴相互碰撞，这是你在地球上做不到的。哦，并在那里创造这些微型反应。是的。

当它们漂浮时。是的。太神奇了。让它就在你面前展开。所以固体火箭，你可以在里面做吗？固体火箭里有什么？是固体燃料。不。不。不，不是。是的，是的。它是……不，不。固体火箭助推器？是的。你可以进去敲打燃料。它是固体。这就是为什么它被称为固体火箭。哦，这就是为什么它们被称为固体火箭。不，但通常还有一个可以……这就是我所说的。哦，好的。那个罐子。那个罐子。是的，那个有……

氢气和氧气。对。液化的。这比空气密度大得多。好的？然后你取氢气和氧气，所以现在，带我们从那里开始。我有一个两倍大的罐子装着液态氢，还有一个一半大小的罐子装着液态氧，你必须把它保持非常冷，因为它们是液化的。对。这就是为什么，如果你曾经看到发射……

你曾经看过佛罗里达州慢动作火箭发射吗？对。你看到这些冰块从火箭上掉下来。这是因为佛罗里达州是一个潮湿的环境，而火箭很冷，它只是，所有的水分都聚集在上面。如果你在沙漠中这样做，你就不会有冷凝水结在上面。对。酷。好的，所以告诉我当您结合时会发生什么，因为在太空的主题中，您有液体，

氢气，液态氧。我只是挥挥手说，是的，它会产生水，并且会有能量。但是带我进入那个。所以传统的燃烧反应，传统的，而不是你所说的，有一个碳相关的燃料来源。你用氧气处理它，你会产生水和二氧化碳。关于……这会给你能量。

是的，它会释放能量。它是放热的。基本上任何燃烧的东西都是如此。任何燃烧的东西。任何燃烧的有机物。是的。这就是为什么它完成后会变黑，因为它会暴露碳。是的。是的，好的。完美。但是当你移除碳时，你可以进行更清洁的燃烧反应。这就是你所说的。所以你有氢气加氧气会给我们水。它仍然是燃烧。仍然是燃烧。但那是更清洁的那种，所以火箭的废气是……

水。水。就是这样。就是这样。我们做到了。太棒了。是的。这非常巧妙。所以你认为在量子物理学中，两个分子在接触之前可以看到彼此吗？看到彼此？以一种他们说，我想离你近一点的方式。我的意思是，我一直……用音乐。我……

在我看来，所有化学反应都是围绕原子重排进行的，而这完全是由电子驱动的，或者是电子排斥力，或者是电子吸引力。所以我思考相互作用的方式是：电子在哪里？它们彼此吸引吗？如果两个纠缠的粒子……嗯哼。

形成了一个纠缠的分子。那不是很奇怪吗？哇！那太疯狂了。那太奇怪了。一个分子，一个量子分子，其位点是分开的。对。那太奇怪了。那会很奇怪。但它们必须是相同的。所以也许氢气会形成H2分子。很多氧气，不是氮气。我们呼吸的是O2。

和N2。所以它们量子纠缠形成一个分子。这就是一个科幻故事。是的。哇。

哇。那真的会很奇怪。超级酷。非常酷。好吧。好了，我们开始吧。这是Alyssa Feldhoss。但你是凯特地球化学家。是的。所以这不是你未来要出版的书。不，谢谢。好吧。Alyssa Feldhoss这么说。你好，来自火箭城亨茨维尔的Alyssa。我的女儿们，Amelia和Olivia，非常喜欢你。我的问题是，什么是有史以来最棒、最令人印象深刻的化学

适合孩子的实验，我可以和一个四岁和一个八岁的孩子一起做，这将使他们对科学感兴趣多年。我们喜欢轰动效应，也不怕弄脏。哦。哇。好吧。这完全是自由发挥。这是一个难题，因为四岁的孩子和轰动效应一起，让我很紧张。但我认为，如果你们有成年人参与，你们可以做爆炸油漆罐实验，这真的很有趣。听起来不错。什么？是的。

你知道，嘿，和一个四岁的孩子和一个成年人一起。为什么不炸点油漆呢？她说的方式。是的，每个人都知道爆炸油漆罐。好吧，我想象的是，他们可以帮助你设置，然后成年人实际上会触发反应。所以很简单。你只需要一个油漆罐，空的，以前从未装过油漆。在底部放大约一英寸的小苏打。拿一个杯子，塑料杯，装满醋，如果喜欢的话可以加食用色素，然后把杯子放在小苏打里。食用色素加到醋里。加到醋里。

- 在醋里，是的，在液体里。然后你可以把一杯醋倒进小苏打里，就像建沙堡一样。- 对，好的。- 然后你要把油漆罐的盖子盖上，用小锤子把它锤紧。你想要完全密封，没有气体逸出的地方。现在让孩子们离开那里。他们可以走远点，戴上安全眼镜。然后成年人也戴上安全眼镜。- 总是戴安全眼镜。- 是的，摇晃它，但要保持头部后仰。

因为将会发生中和反应。你会释放二氧化碳，就像我们之前谈论曼妥思和健怡可乐一样。是的，完全正确。然后盖子飞起来。它非常五彩缤纷。它很可爱。它会发出声音。你事后必须把它放下，对吧？你不能拿着那个东西。是的，你应该把它放下。是的，说得对。那么，你怎么知道它快要爆炸了呢？它发生得很快。

所以我做的就是摇啊摇啊摇，然后把它重重地摔在桌子上，然后我退后一步，然后我继续下一个。当我摇晃我的第二个的时候，第一个就爆炸了。哇。好吧。所以为什么不——所以我认为粉色手盖比那更结实。我认为粉色手盖很紧，特别是如果你用小锤子把它锤紧的话，但显然不是。不是。

它无法与CO2抗衡。没错。因为它没有固定。它没有锁住。它没有夹紧。它没有夹紧，没错。所以如果你有所有这些二氧化碳分子进来，在盖子上砰砰砰地撞击，它会把它直接射向空中。这很有趣。哇。我喜欢那个。这发生在几秒钟内。

你把它放在一个小塑料杯里的唯一原因是，为了让它分开足够长的时间来盖上盖子。没错。否则，它会逃逸。所有膨胀的气体都会在你有机会用小锤子把它锤紧之前逃逸。没错。所以当你把它这样嵌进去的时候，你把一切都分开，你把它锤紧，现在你混合它，砰。你先把它扔起来？

所以液体会上涌，然后它一次性地全部摔下来。所以当你摇晃它的时候，它实际上非常完美地将醋分布在各个地方。它抓住小苏打，然后你就会得到很酷的酸碱中和反应。好吧。非常有趣。但要保持头部后仰。保持头部后仰，因为你可能会被击中脸部。是的，看，我要让我孩子做这个。你孩子几岁了？这是赚钱的工具。

我不在乎孩子几岁。没关系。我不能让油漆罐在这个地方爆炸。就像，对不起，宝贝。这是赚钱的工具。这是还房贷的工具。所以你摇晃那个罐子，然后尽快把它放下。但是，

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谢谢你，人工智能，感谢你的才华。没错。所以现在我们有了答案。我们可以使用它并进行故障排除，看看是否有效。所以我现在真正感兴趣的是这两个世界是如何融合在一起的，以及我们如何利用它来进行更好的研究，更有效的研究。所以这就是现在正在发生的事情。我对此感到非常兴奋。好吧，这就是人工智能最擅长的事情。人工智能引导的灵感。是的。是的。我认为这很有趣。观察分子对人工智能来说很容易。就像，你知道。好吧，它有。

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所以我作为一名物理学家来到这里。所以当我观察世界时，我看到的是物质、运动和能量的相互作用。生物学家看到的是所有生命的相互作用。然而，化学家位于两者之间。因为要从无机分子到自我复制的生命，需要一些复杂的化学过程。事实上，

生物学是我们所知的化学中最复杂的形式。但不仅如此，它还包括我们周围的一切。一切都是由原子和分子构成的，我们理所当然地认为，在我们的过去某个时刻，有人想过这个问题，当这些原子被组合在一起时会发生什么。

制造固体物体，制造液体物体，制造火箭燃料，制造那些你摇晃后放在受伤部位的冰袋。其中一个变冷，另一个变热。一位化学家参与其中。所以我认为我们没有花足够的时间来反思化学以及幕后化学家的作用对文明的贡献。这就是宇宙视角。

我想这就是我们所有的时间了。哦，谢谢。凯特，你必须更频繁地回来。谢谢你邀请我。我喜欢这个。哦，我的天哪。和你聊天真开心。你的播客是？寻找科学家。寻找科学家。那是和NPR一起的吗？是的，和NPR一起。来自KCUR。它来自堪萨斯城。优秀。你采访其他科学家。是的。你让他们参与他们的专业知识。你带来了你的化学知识。

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