谢@Yui Yoshioka 邀。其实“一定”化学知识这个词还是稍微笼统了点，毕竟本身了解一些概念就已经需要一些化学基础了。我来按需要的化学知识深度顺序更新几个吧：
1.对于化学家而言，钻石恐怕没那么值钱。
知识深度：☆
化学的角度来讲，钻石其实就是纯度（或者说，有色杂质）比较好的金刚石。它的化学组成出人意料地简单，就是碳（C）的单质而已。不过碳单质是个相当大的家族，除了金刚石之外，便宜到爆炸的铅笔芯的主要原料之一——石墨，和一度被认为是高精尖化学科技的代表之一的富勒烯，以及被各种无良商家炒噱头炒烂了的石墨烯都是这个家族的成员。
但不可否认的是，金刚石这种物质本身显然没那么值钱。既然是碳单质，我们就有各种方法把其他的碳单质变成金刚石。以前的人造金刚石因为要加金属催化剂所以还经常有些奇怪的颜色，现在比较成熟的工艺已经能做出几乎完全无色的金刚石了。虽然金刚石和钻石不能划等号（毕竟金刚石里也有些比较廉价的工业用品种），但从这个角度来讲，和近乎不可能人工合成，只能依赖天然矿藏的贵金属相比，钻石真的可以算得上是“廉价易得”了。
不仅如此，我们还可以合成各种尺寸、各种颜色的金刚石，比如下面这款蓝色纳米金刚石，作者很恶趣味地称之为“nano hope diamonds”（hope钻石是著名的蓝色钻石，因为一些奇怪的传说而被称为“被诅咒的钻石”，似乎是《泰坦尼克号》里海洋之心的原型）
有个经典的笑话是这么说的：如果买不起钻石，可以送一罐CO2给女票，就说自己买的钻石被烧掉了，反正都一样（希望我女票看不到这一句）
其实钻石能有如今的市场也不是与生俱来的，几个世纪以前钻石还是廉价的无色宝石，而它的成功完全要被归于著名的戴比尔斯公司的成功营销。也就是说，所有的“钻石恒久远，一颗永流传”之类的话其实都是营销的结果。
当然了，最后值得一提的是，这句话也是错的，因为常温常压下，金刚石并不是最稳定的碳存在形式。看下面这张图：
我们生活的环境一般温度是300K、0.1MPa左右。0.1MPa是多少呢，这个图里压强轴上有标注的最小的一格，0.01GPa，大概是10MPa。
所以理论上只要经过足够长的时间，金刚石最后总是能变成石墨的，更不用提反应速率比这个快得多的自氧化之类的过程了。金刚石虽说还是比较稳定的，但说“永流传”怕是有点夸张。所以下次送钻石的时候，你就可以说“虽然钻石不能永远陪伴你，但我的爱可以！”
2.DNA，不只是双螺旋。
知识深度：★
不管是在科普书上，还是乱七八糟的电视剧和药品广告里，还是中关村里那个雕塑上，看到的DNA永远是以双螺旋形象出现的。这个结构经历了许多代科学家的探索，最后是由晶体学家Rosalind Franklin拿到了晶体衍射图，再由Watson和Crick确认了它的双螺旋结构的，后两位也因此拿到了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。
的确，这是自然状态下只有DNA自己存在时DNA的存在形式。不过如果有些其他的东西掺和进来，情况就会变得不一样了，比如下图的G四联体
这种结构也被叫做核酸适配体(Aptamer)。
此外，在同源DNA重组的时候，会出现一种四聚结构，叫做Holliday交叉，比如下面这个
这种结构着实激发了科学家们的脑洞，于是基于这种四个一团的交叉，他们玩起了折纸(DNA origami)……
3.氧化态的上下限是多少？
知识深度：★☆
氧化态（也就是高中的化合价）其实是个比较模糊的概念。更进一步说，实际上氧化态和原子所带的实际电荷并不一定有关系。比如说在Cl有+7氧化态的高氯酸根ClO4-里，氯原子上的实际正电荷只有3左右甚至更低。但氧化态的定义就比较固定了，它完全是依据两个成键原子的电负性比较结果来的。
先说上限吧。现在一般认为元素在化合物里的氧化态上限是+9而不是很多人一直认为的+8，这个记录目前是由IrO4+保持的：
下限的话，很多人应该认为是-4。这也不是没原因的，毕竟金属很难积累过多的负电荷，而主族元素像硼之类的又没有形成五价阴离子的能力。但是这并不代表氧化态真的可以局限在-4。比如下面这个化合物：
产生这种结构的原因是所谓的三中心四电子键，也就是尽管硫周围的电子数超过了八个，但多余的电子被存放在了非键轨道里，因此从分子轨道的角度看来它们对成键没什么贡献（当然也没什么削弱）。
先写这么多。再往后写就越来越专业了，所以可能想到什么比较接地气的会写到前面去233333
更新一发。为了便于阅读，我会先按照时间顺序而不是知识深度添加内容。等整理得差不多再修改顺序。
4.技术上来讲，一些毒品真的很容易合成。
知识深度：★
从技术上来说，一些毒品很容易合成，这一点已经有不少童鞋提到了。当然，这里的“一些毒品”最常见的是冰毒，也就是绝命毒师里老白的看家本事。
那么这个“容易”具体有多容易呢？容易到，只要有足够的原料，几乎所有的有机化学研究生和水平比较高的化学专业本科生看到冰毒的分子结构就能写出合理的合成路线，然后做出来。所以冰毒的问世对于全世界的禁毒工作绝对是史无前例的挑战，因为经典毒品几乎都需要从特定的原料来提取，但冰毒不同，合成冰毒所需的几乎都是一些非常基础的化学原料。所以现在买丙酮之类常见的有机溶剂都必须备案，也是拜冰毒所赐。顺便一提，《绝命毒师》里的老白并不是有机化学方向的研究生，而是物理化学方向的。
这几天某部大热的讲缉毒的电视剧刚刚播完。不得不说，每次我看到里面科幻场景一般的制毒现场就会有一种强烈的出戏感。因为这属于有机化学合成，一般的有机实验室都会给人一种进去第一次就不想再进去第二次的感觉（脏乱并且伴随神奇的味道），至于制毒小作坊，我相信他们应该是没有通风橱的……
当然，我是不会说任何和合成路线本身有关的内容的。
5.植物花朵和果实的五颜六色完全可能是同一种色素的杰作。
知识深度：★
花的颜色一般来自花色素(Anthocyanidins)，这类色素有一个我们更熟悉的俗名：花青素。花青素有很多种，但最常见的也就只有5~6种，且它们都有非常相近的分子结构。花青素其实是一类酸碱指示剂，它们最大的特点就是可以随着pH不同而改变自己的结构，从而显现出不同的颜色。举个例子。下面这种很常见的花青素称为矢车菊色素(Cyanidin)，在不同pH下它有类似下图这样的变色：
当然严格来说，因为花青素一般在植物体内会与糖结合形成糖苷，所以不能严谨地说成绝对同一种物质，但是它们都拥有相同的生色团(糖苷一般对颜色没什么贡献)。于是我们就会发现，从红洋葱到紫甘蓝再到蓝莓和黑莓，它们的颜色都是由这一种色素贡献的。
据说把花泡在不同pH的溶液里也会有奇效。但这个我没有试验过，感兴趣的童鞋可以试试看。
6.并不是所有组成蛋白的天然氨基酸都满足H2NCHRCOOH的通式；有编码的天然氨基酸也不是20种而是22种。
知识深度：★☆
这两条就比较简单粗暴了。前者的反例是脯氨酸(Proline)，它的结构是下面这样：
后者则是因为罕见的硒代半胱氨酸(Selenocysteine)和吡咯赖氨酸(Pyrrolysine)的存在，两者的编码分别是UGA和UAG。这两个密码子在通常情况下是终止密码子，但当相应的插入序列(Insertion sequence)在前面指示时，这个密码子就会用来编码氨基酸。
7.钫恐怕不是最活泼的金属，铯才是。
知识深度：★★
接下来的两条内容大致需要高中或以上水平的化学知识来了解相应的“事实”。
在中学里，老师们一提到钫(Fr)这个元素，总会以“这个元素有放射性”为由忽略掉。于是这就给了许多中二少年以无限的遐想。比如说扔一点铯进水里就能炸碎水槽，那钫的情况又怎么样呢？不过你们可能要失望了。因为大发神威的相对论效应，钫的活泼程度恐怕最多与铯持平，甚至还不及铯。
简单来说，到了第七周期，因为内层1s电子的运动速度过快，接近光速，此时电子由于相对论约束而造成的质量改变就不能忽略了——s轨道的半径会整体缩小，导致s电子更加不活泼。后果就是第七周期的碱金属和碱土金属活泼程度并不及它们第六周期的“小弟”铯和钡。
8.随着元素周期表的拓展，元素周期律正在崩坏。
知识深度：★★☆
元素周期律并非高中化学书上描绘的那么完美和一成不变。事实上，随着元素周期表步入第七周期的末尾，相对论效应已经开始大发神威。其实这个影响在第六周期已经有所显现，比如Pt、Au、Hg与氧族元素、卤族元素和稀有气体元素之间的相似性。到了第七周期，这个效应的影响更为夸张。举几个例子吧。
（1）112号元素Cn很有可能是一个气态金属元素。
由于相对论效应稳定了s电子，第六周期的Hg已经表现出比较惰性的性质了，这种稳定性削弱了原子间的作用，使Hg成为易挥发的液体。到了第七周期，Cn的这一性质更加突出，它的沸点可能不会超过80℃，甚至完全是一个气体。
（2）114号元素Fl有可能是稀有气体。
Fl有可能比Cn更加惰性，甚至完全不是一个金属元素。这是由于相对论效应带来的进一步的p轨道能级分裂(具体就不做详细解释了)。早期的实验结果暗示了这一点，不过后来又有一些实验结果认为Fl应该还是一个金属，只不过和Cn一样很容易挥发或者常温常压下是气体。几个相关的研究所似乎正在筹备进一步实验，具体结果就请各位拭目以待吧。
（3）118号元素Og可能不是一个稀有气体。
各种计算的结果都指向Og可能是一个比较活泼的固体元素，也就是说第18族“稀有气体”的历史将在118号元素这里终结。更夸张的是，Og的电子可能表现得并不像其他原子一样有分明的壳层结构，这种结构在Og这里被极大地模糊化了，而向费米气体(Thomas-Fermi gas)状态过渡：
第三更（3/4）。这次更新的内容比较偏理论，相对而言生活冷知识会少一些。
9.三碘化铁是真实存在的。
知识深度：★☆
初中的时候就已经学过Fe3+可以氧化溶液中的I-，所以我们有FeCl3、FeBr3，却没有FeI3。不过事实是，这个物种虽然不稳定，但确实可以通过非水溶液法合成。这项工作是1988年K.B.Yoon和J.K.Kochi完成的，他们通过光照条件下在正己烷中Fe(CO)4I2和碘反应的方法成功制备了深黑紫色的FeI3固体。但这个固体强烈吸湿，并且在水溶液里自行分解为FeI2和I2。
(Ref:Yoon, Kyung Byung, and J. K. Kochi. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie561.1 (1988): 174-184.)
10.其实朱砂没有那么难溶。
知识深度：★☆
朱砂(硫化汞，HgS)是个很有意思的存在。不管是中国的炼丹术还是西方的炼金术，似乎都对这种红色晶体(当然，也有黑色的HgS)情有独钟。炼丹术士们认为丹砂是炼制金丹的重要原料，而深受帕拉塞尔苏斯理论影响的炼金术士们则认为朱砂是两大原质硫与汞的结合，加上红色在炼金术里本身就有特别的意义，所以朱砂也被看做是完美的存在。这个中西一结合不知道送了多少人(大概还包括一打皇帝)升仙。即使在中药中也能看到朱砂的影子，不过似乎因为毒性后来也慢慢禁止使用或者被要求减少用量了。
硫化汞的溶度积极小，达到10^-53数量级。所以很多人会认为硫化汞在水溶液中根本不溶解，或者溶解度完全可以忽略。
我曾经听到过很多人说硫化汞溶解度这么小，即使进入人体也应该没有很大影响。事实真的如此吗？
这里必须要谈到溶度积Ksp的定义式。对于AB这种类型的沉淀而言，它是达到沉淀溶解平衡时，两种构成沉淀的离子的平衡浓度的乘积，对于硫化汞而言来说就是[Hg2+][S2-]。从这个意义上看，硫化汞的溶解度的确不大，问题在于，只有对于强电解质而言溶度积才能直接和溶解度相关，而很不凑巧，我们知道Hg2+是软酸，S2-是软碱，这俩东西放在一起是会形成共价键的……
所以，硫化汞是个弱电解质，在水溶液里它大多数是以没有电离的形式存在的。而硫化汞固体直接溶解为溶剂化的硫化汞”分子”（当然实际存在形式更复杂）的平衡常数高达10^-9.30，比溶度积大多了。
这还没有考虑有酸、碱、硫单质等其他物种存在的情况。比如酸性条件下硫化汞可以形成Hg(SH)+和Hg2S(OH) +，碱性含硫环境下可以形成HgS2 2- HgS3 2-之类的东西，硫化汞形成这些东西而溶解的平衡常数更大，结果又进一步增大了溶解度。很不凑巧的是人的肠胃就差不多是这种环境，所以才会有那么多痴迷炼丹生吞朱砂暴毙的惨案……
11.CuS并不是二价铜的硫化物。
知识深度：★☆
CuS是初高中化学里经典的难溶沉淀，几乎可以对抗一切非氧化性酸碱，可以说是比较无敌的存在了。而且这个东西也非常容易生成，几乎只要Cu2+碰到S2-或者H2S之类的东西就可以形成。
于是现在问，CuS中铜的氧化态是多少？大多数人可能会毫不犹豫地回答+2。不过后来的研究显示情况可能并非如此。
其实这件事情从有人拿到CuS的晶体结构开始就被提出了，因为晶体结构里很明显地有S2单元的存在。于是一些人认为CuS可能是Cu+和Cu2+的混合硫化物。这也容易理解，毕竟Cu2+也和之前提到的Fe3+一样属于金属离子里的暴躁老哥，碰到什么S2-啊I-啊都会不管三七二十一先氧化一通（不过Fe2S3也是很难溶的沉淀，调节溶液pH就可以得到），这也算正常。
不过这还没完。后来又有科学家用X射线光电子能谱(XPS)研究了一下里面铜的氧化态，结果发现——全是+1氧化态，晶体结构里完全不存在Cu2+。CuS真正的化学式应该是(Cu+)3(S2−)(S2)−。在结构的S-S键里存在一些“价电子空穴”，这使得CuS有非常好的导电性。
(Ref:a.Goh, Siew Wei, Alan N. Buckley, and Robert N. Lamb. Minerals Engineering19.2 (2006): 204-208.b.Liang, W., and M. H. Whangbo.Solid State Communications 85.5 (1993): 405-408.)
12.能形成化学键的不只有一般意义上的“原子”。
知识深度：★★
这次要说的是一类叫做“奇异原子”的物质。一般的原子是质子+中子组成原子核，电子在核外运动，但如果把三种粒子里的一种或几种用其他粒子替换就得到奇异原子，有些奇异原子甚至货真价实地没有原子核。两个最典型的奇异原子是电子偶素(Positronium，符号Ps)和μ子偶素(Muonium，符号Mu)。这两个“原子”其实都是不稳定的体系，比如前者是由一个正电子和电子组成的亚稳体系。我们知道正电子和电子碰到一起就会湮灭，所以这个体系的寿命很短，并且随两个电子自旋的方向不同而不同，但基本都在纳秒(10^-9s)数量级。
而μ子偶素则是由一个反μ子和一个电子组成的。简单介绍一下μ子，在标准模型里μ子是与作为第一代费米子的电子相对应的第二代费米子，它的电荷同样是-e，自旋也同样是1/2，但其质量却是电子的大约207倍，因此有时也被称为“加重版本”的电子。而反μ子则是μ子的反粒子，带有+e的正电荷。μ子偶素比电子偶素稳定一些，寿命大约2.2微秒。
这两种“偶素”都包含一个电子，在化学性质上与氢原子有相似之处，后者由于μ子与电子的质量差很大而更接近一般的氢原子。电子偶素可以形成双原子分子Ps2，理论计算也表明它可以与Li之类的原子成键。μ子偶素则即可以形成MuCl之类自己显正氧化态的化合物，也可以形成NaMu之类自己显负氧化态的化合物。
(Ref:Cassidy, D. B., and A. P. Mills. Nature449.7159 (2007): 195-197.)
来源：知乎 www.zhihu.com
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