使用 KDE Kalzium 学习元素
过去我曾写过许多化学软件包，以及您可以在 Linux 环境中进行的各种计算化学。但是，化学的基础是什么呢？当然是元素。因此，在本文中，我将重点介绍如何使用 Kalzium 更多地了解构成您周围一切的元素。KDE 的 Kalzium 有点像功能增强的元素周期表。它不仅包含每个元素的信息，还具有执行其他类型计算的额外功能。
Kalzium 应该在大多数发行版的软件包仓库中都可用。在基于 Debian 的发行版中，您可以使用以下命令安装它
sudo apt-get install kalzium
当您启动它时，您会看到经典元素周期表的简化视图。
图 1. 默认视图是元素的经典排序。
您可以通过单击窗口左上角的下拉菜单或通过“视图→表格”菜单项来更改此整体视图。您可以从五种不同的显示格式中选择。单击其中一个元素会弹出一个新窗口，其中包含详细信息。
图 2. Kalzium 为每个元素提供了大量详细信息。
默认详细信息窗格是给定元素的各种物理特性的概述。这包括熔点、电子亲和力或原子质量等项目。还有其他五个信息窗格可用。“原子模型”窗格提供了给定原子核周围电子轨道的图形表示。“同位素”窗格显示了所选元素的每个已知同位素的值表，按中子数排序。这包括原子质量或放射性同位素的半衰期等内容。“杂项”详细信息窗格包含一些可能引起您兴趣的额外事实和琐事。“光谱”详细信息窗格显示发射光谱和吸收光谱，包括图形显示和值表。最后一个详细信息窗格提供了外部链接列表，您可以在其中了解有关所选元素的更多信息。这包括指向维基百科、杰斐逊实验室和 Webelements 站点的链接。
图 3. 对于那些足够稳定的元素，您甚至可以看到发射光谱和吸收光谱。
单击“工具→同位素表”会弹出一个新窗口，其中显示所有已知同位素。
图 4. 您可以通过直观的界面获取有关所有已知同位素的信息。
在此窗口中，您可以使用鼠标进行导航。鼠标滚轮可放大和缩小显示区域。您可以单击并拖动视口到同位素显示的不同部分。找到您感兴趣的同位素后，右键单击给定的方块以查看窗口左侧的更多详细信息。在这里，您可以找到关于核子数、同位素不稳定时的半衰期以及相对丰度的信息。对于那些不稳定的同位素，显示会根据放射性元素发出的辐射类型进行颜色编码。
单击“工具→绘制数据”会打开另一个新窗口，您可以在其中选择元素的各种特征并绘制它们。这对于那些更擅长视觉处理信息的人很有帮助。您可以从原子序数、原子质量、电负性、熔点、沸点、原子半径或共价半径中选择作为潜在的数据源。然后，您可以选择要绘制的元素。
图 5. 对于那些更注重视觉效果的人来说，您可以轻松绘制元素各种特征之间的关系。
Kalzium 对于新的化学专业的学生也很方便。它包括词汇表和定义表。词汇表解释了与知识和工具相关的术语。
图 6. 如果您是化学新手，可以使用词汇表来了解您可能遇到的特定领域术语。
我注意到一个有点奇怪的事情是，我必须双击左侧窗格中的标签，内容才能实际显示在右侧窗格中。如果您对科学特别陌生，您可能不知道希腊符号或数字的大小前缀。如果是这种情况，请单击“工具→表格”。这样，您可以轻松地获得关于例如一公顷米是多少的提醒。
我要查看的最后一个部分是 Kalzium 提供的计算器组。单击“工具→执行计算”以打开一个新窗口。您可以对分子质量、浓度、核信息、气体信息、滴定或方程式平衡进行计算。在分子质量计算器中，您可以输入化学式并让它计算总分子质量。
图 7. Kalzium 可以计算出给定分子式的质量。
在某些情况下，您会遇到更大的分子单位，尤其是在有机化学中。在这些情况下，您可以创建这些单位的别名，例如醇或苯环，从而更容易创建您的分子式。第二个计算器计算出给定量的溶质和溶剂的浓度（以摩尔为单位）。在这里，您可以调整溶剂和溶质的各种量，以计算出最终得到的浓度。
图 8. Kalzium 提供了一个计算器来帮助您计算给定溶液的摩尔浓度。
第三个计算器是核计算器。使用此计算器，您可以选择同位素，及其同位素质量和半衰期。然后，您可以求解初始量、最终量或在初始量和最终量之间所需的时间。
图 9. 您可以计算出给定一块放射性物质会存在多久。
第四个计算器采用气体定律，并在您更改其中一个值时动态计算其他值。Kalzium 允许您在给定气体参数摩尔质量和摩尔数的情况下，调整温度、压力和体积。当您刚开始研究气体如何响应温度和压力变化时，这可能很有用。
图 10. Kalzium 提供了一个计算器，可以简化气体定律定义的计算。
第五个计算器提供滴定计算。您可以输入 pH 值和体积的实验值，然后 Kalzium 将尝试绘制输入并计算出理论方程。
图 11. 如果您正在学习酸和碱，Kalzium 提供了滴定计算器。
最后一个计算器是方程求解器。您可以提供一个化学方程式，在其中您可以在元素符号前输入小写字母作为未知数。当您单击“计算”按钮时，Kalzium 将计算出这些小写变量应具有的值，以使方程式平衡。
图 12. Kalzium 可以获取给定的化学方程式，并计算出缺失的值以使方程式平衡。
我希望 Kalzium 对您有所帮助。我认为它对于刚开始学习化学的学生尤其有帮助。
