（第一次阅读这本书时，这封信可以跳过。）
我亲爱的孩子：
当我还是个孩子时，我们习惯于自己制作实验用的电池。那是个蓄电池还没有普及的年代，不像现在，每个人在他汽车启动系统中都有一块。那时也不像现在，到处使用干电池，比如便携式手电筒中也会有几块。我们制作的电池类似于电报系统中使用的电池，有时候被称为“重力”电池组（译者注：重力电池是一种只需一个电解液容器的双叶原电池；这种电池中，液面分界处充当盐桥作用，两种不同电解液通过密度不同而分层，达到了不互溶混合的效果）。当然，我们试过几种电池，而且我相信我曾时不时地在房子周围洒过不少酸。现在我只向你介绍一种电池，但是我会使用一些比如“电子”、“质子”、“原子核”、“原子”和“分子”的术语，这些术语中有一些我在孩童年代是一无所知的。
我们用了一个直边玻璃罐，容量大约是一加仑。在底部，我们放置了一个用铜片做的星型装置，将一条长线焊接在上面，以便能够延伸到罐外。然后我们倒入硫酸铜溶液，倒到这个罐子的一半。这个溶液是通过将我们从药店买的“蓝矾”晶体（译者注：蓝矾，blue vitriol，又叫胆矾、五水合硫酸铜CUSO4·5H2O）溶解在水中制成的。
蓝矾，或者化学家口中的五水合硫酸铜，是一种蓝色透明的晶体。它的分子由铜原子、硫原子和氧原子组成。每个蓝矾分子中有一个铜原子、一个硫原子和四个氧原子。
当它溶解在水中时，蓝矾分子开始四处游荡，进入水分子之间的空隙中。但是对一个有兴趣制作电池的人来说，这不是全部或者最重要的事情。
每个分子由六个原子组成，即有六个电子们围着各自的小核玩闹的聚合体。在每个原子核的周围，一直持续着一场玩闹，不过其中有些电子既在自己的核周围玩闹，同时又部分参与其它原子核周围的玩闹。这就是为什么这些聚合体或原子会聚在一起组成分子的原因。当有些分子游荡到水分子之间的空隙时，已经很复杂的游戏中又出现了新情况。
最简单的方式是讨论一下普通食盐分子在水中会出现什么新情况，因为食盐分子中只有两个原子。一个是钠原子，而另一个是氯原子。钠原子有11个电子在核的周围玩闹。其中有2个电子离核相当近。稍远的地方有8个电子，以完美对称的形式分布着。而离核更远的地方还有1个孤独的电子。
氯原子有17个电子在核的周围玩闹。其中有2个电子靠近核。稍远的地方有8个电子，就像钠原子一样。而离核更远的地方还有7个电子。
你必须记住，这些电子不是像它们在纸上看上去那样的位于一个平面上，而是在三维空间四散排列，就像它们是一个球上的斑点一样。
你可以看到钠原子有一个孤立的电子，旁边没有玩伴，而氯原子在外圈有七个电子。看起来这八个电子合起来可以玩一个更好的游戏。假设钠原子的这个孤立电子越过边界，和氯原子的这七个电子玩在一起，组成一个新的外围团体。这是个很好的结果，只要这个电子不脱离钠原子核的视线，因为你知道钠原子核负责带十一个电子。钠原子的这个电子不会再孤单，可以在氯原子的外围与其它电子玩耍，只要它能说服钠原子核呆在离氯原子足够近的地方。
氯原子的外圈就可以玩一个更好的游戏，因为它有了八个电子，可以组成一个完美对称的分布形式。只要钠原子和氯原子离得足够近，以至于钠原子最外面的电子可以玩到氯原子的电子圈中去。你会看到，如果一个电子能被两个原子共享，那么所有各方都觉得满意。这只有在两个原子呆在一起时才会发生；也就是说，如果它们组成一个分子。这就是为什么会出现分子的原因，也就是当我说起分子是来自两个或多个原子的电子一起玩的大型游戏时，我想表达的意思。
钠原子和氯原子组成的分子就是化学家们称其为氯化钠的分子，也是每个人都要吃的食盐的分子。当它溶解在水里时，一些奇怪的事情发生了。氯化钠分子在水分子之间四处游荡，并且出于这样或者那样的理由——我们还不清楚为什么——它决定再把自己分开为钠和氯，但是它不能做得恰到好处。已经加入到氯原子核的那个原本属于钠原子的电子不愿意离开新的玩伴。结果就是钠原子离开了，但是丢下了一个电子。
确切地说，离开的不是一个钠原子，因为它的电子数量少了一个；留下来的也不是氯原子，因为它的电子数多了一个。我们管这些新的聚合体叫“离子ions”；“离子ions”来源于希腊语，意思是“到…去（to go）”，因为它们的确去了什么地方，在水分子之间的空隙中游荡。
你记得在一个原子中，质子的数量总是和电子的数量一样多。在钠原子核挣脱离开，但却失去一个行星式电子而形成的钠离子中，质子的数量比电子的数量多一个。因为它多了一个质子，没有电子与之配对，因此我们叫它正离子（plus ion）或者阳离子（positive ion）。同样，我们叫氯离子——质子比电子少一个——为负离子（minus ion）或阴离子（negative ion）。
现在，尽管这些离子相互分离的事实已经发生，它们并不真正满意。任何时候，钠离子都会欢迎一个电子加入，来代替它之前失去的那个电子的位置。也就是说，钠离子会去存在富余的电子的地方。同样道理，氯离子会去电子被索取的地方，就好像通过放弃它从钠原子那里偷来的电子，或者通过放弃原属自己的别的电子——反正所有的电子都一样，它的内疚就会消失。
有时候一个阳性钠离子和一个阴性氯离子在溶液中随意游荡时相遇，并且重新组成了分子，于是它们都会觉得满意。尽管如此，它们也不会在一起很久，而是会重新分开，重新各自游荡。当你把一点盐溶解在一杯水里时，这些事情会一次又一次地发生，数以百万计。
现在我们可以看看当硫酸铜溶解时会发生什么。铜原子核的周围有29个电子，而除了2个电子以外，其余的电子都很开心地聚在一起在核的周围玩闹。这两个电子被排除在游戏之外，很不开心。它们转而与硫酸铜分子的其中一部分——被称为“硫酸根”，也就是有一个硫原子和四个氧原子组成的部分——的电子一起玩。“硫酸根”部分的这五个原子呆在一起非常融洽，因此我们把它们当成一个聚合体。
只要没有溶解，“硫酸根”聚合体和铜原子就呆在一起，但是当它们被水溶解时，其行为就表现得和我刚才描述过的钠和氯非常像。分子分裂成两个离子，一个是阳性，一个是阴性。阳离子是“铜”那部分，但是不包括原本属于铜原子的两个电子，因为“硫酸根”那部分不愿意放弃它们。分子的剩余部分就是阴离子。
铜离子就是失去了两个电子的铜原子。硫酸根离子则是一个硫原子、四个氧原子和从铜原子那里偷来的两个电子的组合。就像由于质子比电子多一个导致钠离子并不开心一样，铜离子也一样不开心。事实上铜离子是加倍的不开心。它的质子比电子多两个。我们说，它的电荷是钠离子的两倍。
像钠离子一样，铜离子倾向于到有富余电子的地方去，在那里它能够满足自己的需求。类似地，硫酸根离子会去它能够吐出这两个电子的地方。当然，有时候，当这两种离子在水分子之间游荡时，它们碰到了，并且重新组成硫酸铜分子，以满足彼此的需求。但是，如果它们这样做了，不久它们还是会分开；也就是说，按照我们的术语，它们会“离解dissociate”。
现在让继续讨论我小时候做过的那种电池。你能够看到在位于玻璃罐底部的硫酸铜溶液中，总是出现很多阳性的铜离子和阴性的硫酸盐离子。
在硫酸铜溶液的上面，我非常小心地倒入一些稀硫酸溶液。就像我以前对你说过的，酸的分子里总是有氢原子。硫酸的分子由两个氢原子和一个我们打算称之为硫酸根的聚合体构成。这种酸的更好的名字是硫酸氢，因为它能提示，其分子结构与硫酸铜一样，区别仅在于铜的位置被两个氢原子代替。之所以需要两个氢原子，是因为铜原子有两个落单电子，而氢原子只有一个电子。需要有两个电子才能加入到硫酸盐聚合体的电子们在玩的游戏中。如果能从一个原子那里得到这两个电子，那就很好；如果不得不从两个原子得到这两个电子，也可以。
我记得，当将硫酸和水混合起来时，我被告知是将硫酸倒进水中，而不是反过来，将水倒进硫酸（译者注：由于硫酸溶解于水时的化学反应是快速地往水分子中注入质子的过程，会产生大量的热量；一般配置溶液时将比重大的,密度大的加入比重轻的物质中去,若将水加入硫酸,由于水的密度小于硫酸,不能迅速与硫酸混合,硫酸稀释产生的大量热量会导致混合液飞溅,但若将硫酸加入水,硫酸会迅速沉入底部,即使放热,也不会产生飞溅危险。而且，水的比热容比较高，把硫酸注入水，可以利用水的高比热容，减低因高温沸腾使酸溅出的风险）。飞溅的硫酸会伤害手和衣服。用这个溶液，我把玻璃罐差不多加满，并且在它的边缘悬挂上一种鸡爪形状的铸锌。铸锌下降到浸没在硫酸溶液中。它上面有一个接线柱，可以连接一条电线。这条电线和从底部的铜片连出来的电线就是这个电池的两个端子。我们管连接铜的电线叫“正极”而连接锌的电线叫“负极”。
现在我们将要来看看为什么电池能工作，以及它是如何工作的。和硫酸铜分子一样，硫酸分子也在水中离解dissociate。当硫酸分子分裂时，“硫酸根”部分带着两个原本不属于它的电子离开，而每个氢原子都失去了电子，孤单地离开。我们称其为“氢离子”，但是你可以看到，每个氢离子里只有一个质子。
两种溶液中都溶解了很多锌和铜。在某种程度上，锌和其它所有金属一样。金属的原子总是有孤立的电子，对它们来说，在原子核周围进行的游戏中似乎没有它们的位置。就像我们看到的那样，每个铜原子有两个孤立的电子。锌原子也有两个。有些金属原子有一个孤立电子，有些有两个，有些甚至有更多。
接下来事情就发生了。在稀硫酸溶液中游荡的硫酸根离子出现在锌金属板附近，并且向锌原子打招呼。硫酸根离子更加愿意玩一种叫“硫酸锌”的游戏，而不是叫“硫酸氢”的游戏。于是锌原子离开自己的位置，加入了硫酸根离子。但先等一会！硫酸根离子中有两个它从两个氢原子那里拿来的富余电子。它不需要锌原子自带的两个孤立电子，于是锌原子把这两个不需要的电子遗弃了。
每次锌原子离开金属板，都不能把所有电子带走。因此实际上，离开锌金属板加入溶液的不是锌原子，而是锌离子；也就是说，是锌原子核和除了两个以外的其它行星式电子。
每
次锌离子离开金属板时，都会在那里留下两个电子。锌金属板不需要这些电子，因为在所有剩下的锌原子的内部，质子数和电子数都相同。那么这些电子能去哪儿？我们等会就会看到。
有时候进入溶液的锌离子会遇到硫酸根离子，并且组成硫酸锌分子。但是如果这样做了，这些分子迟早又会分裂成离子。因此，在玻璃罐的上半部分液体中，有着阴性的硫酸根离子，和两种阳性离子，分别叫做氢离子和锌离子。
在锌离子加入群体之前，已经有足够多的氢离子和硫酸根离子配对。实际上，锌离子的进入增加了阳离子的数量，现在溶液中的阳离子数量太多了。因此，有些阳离子，特别是氢离子，因为硫酸根偏爱和锌离子结合在一起，无法找到足够数量的玩伴，因此下行到罐子的下半部分。
在罐子的底部，氢离子发现有更多的硫酸根离子可以一起玩，但这导致之前和这些硫酸根离子一起玩的铜离子失去了玩伴。因此，这些铜离子继续往下走，加入了铜板上的铜原子。它们没有权利这么做，因为你记得的它们的电子数量不对。以铜原子的标准来看，铜离子少了两个电子。尽管如此，它们还是加入了铜板。结果就产生了一块电子数量不足的铜板。它需要为每个加入它的铜离子找到两个电子。
锌板又如何呢？你记得的，每个离开的锌离子都给锌板留下两个富余的电子。要是作为负极的锌板上富余电子能够走动到作为正极的铜板上该有多好。只要我们用电线将正极和负极连起来，这些电子就能这么做。于是，来自锌板的电子就会流入组成电线的原子之间的空隙，并且推动着原本就在这些空隙游荡的电子往前走。在电线的另一端，同样数量的电子离开电线，满足作为正极的铜板的需求。因此，在电线上就有了电子流，也就是说，有了电流，而我们的电池开始工作了。
这就是我以前玩的那种电池。如果你理解了这些，那就能理解所有电池的基本概念。让我用普通的术语总结一下。
在一个电池的负极板，离子进入溶液，而电子被留了下来。在电池的另一端，阳离子被挤出溶液，堆积到金属板上，造成金属板上的电子短缺；也就是说，使金属板正极化。如果一根电线连接了这两块金属板，电子就是通过电线而从负极板流动到正极板；而这个电子流就是电流。