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Na
在19世纪初,伏特(Volta A.G. 1745—1827,意)发明了电池后,各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家戴维(Davy H. 1778—1829)坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他希望利用电池将苛性钾分解为氧气和一种未知的“基”,因为当时化学家们认为苛性碱也是氧化物。它先用苛性钾的饱和溶液实验,所得的结果却和电解水一样,只得到氢气和氧气。后来他改变实验方法,电解熔融的苛性钾,在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠,一些小珠立即燃烧并发生**,形成光亮的火焰,另一些小珠不燃烧,只是表面变暗,覆盖着一层白膜。他把这种小小的金属颗粒投入水中,即起火焰,在水面急速奔跃,发出刺刺的声音。就这样,戴维在1807年10月6日发现了金属钾,几天之后,他又从电解苛性钠中获得了金属钠。
Al
传说在古罗马,一天,一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯,献上一只金属杯子,杯子像银子一样闪闪发光,但是分量很轻。它是这个人从黏土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢,心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值,就下令把这位发明家斩首。从此,再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头,这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。aluminum一词就是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。
而法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠——铝王冠。他戴上铝王冠,神气十足地接受百官的朝拜,这曾是轰动一时的新闻。拿破仑三世在举行盛大宴会时,只有他使用一套铝质餐具,而他人只能用金制、银制餐具。即使在化学界,铝也被看成最贵重的。英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献,不惜重金制作了一只铝杯,赠送给门捷列夫。俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基曾在他的小说《怎么办》中写到:终有一天,铝将代替木材,甚至可能代替石头。看,这一切是多么奢侈,到处都是铝。
Co
钴的拉丁文原意就是“地下恶魔”。数百年前,德国萨克森州有一个规模很大的银铜多金属矿床开采中心,矿工们发现一种外表似银的矿石,并试验炼出有价金属,结果十分糟糕,不但未能提炼出值钱的金属,而且使工人二氧化硫等毒气中毒。人们把这件事说成是“地下恶魔”作祟。在教堂里诵读祈祷文,为工人解脱“地下恶魔”迫害。这个“地下恶魔”其实是辉钴矿。 1753年,瑞典化学家格·波朗特(G.Brandt)从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属,制出金属钴。1780年瑞典化学家伯格曼(T.Bergman)确定钴为元素。 ■ 钴的性质 钴是具有光泽的钢灰色金属,熔点1493℃、比重8.9,比较硬而脆,钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为2价和3价。在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。
Se
1817 年瑞典化学家贝采里乌斯(J.J.Berzelius)用法龙镇产的黄铁矿制取硫酸,在铅室的底部发现有红色粉末状的物质。用王水溶解、过滤,滤液加氨水产生沉淀。沉淀经水洗干燥后,放入玻璃管中,加入少许钾加热,沉淀物即燃烧分解,将玻璃管插入水中,则部分溶解于水,溶液呈橘**,其色与钾的氢碲化合物所呈的红酒一般的色泽绝不相同,数小时后,液体变浑浊,具有红色羽毛状沉淀出现,再加硝酸,此沉淀物增多,过滤后,将沉淀物置蜡烛火焰燃烧,放出臭白菜的臭味,与碲大不一样。进一步研究,确定红色物质是与碲性质相似的一种新元素.硒的命名Selenium,源自希腊语“月亮”之意。因为硒是继碲之后发现的,且性质和碲很相似。而碲的希文原意是“地球”的意思。因此硒与碲呈姊妹元素。
Br
1824 年,年轻的法国化学家巴拉德(A.J.Balard)在研究海藻和废海盐母液时,把海藻烧成灰用热水浸取,再通入氯气,这时除得到紫黑色的晶体碘以外,他还发现在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,有刺鼻的臭味,最后他证明这种深褐色的液体,就是尚未被人们发现的新元素。1826年巴拉德发表了论文《海藻中的新元素》。另外,他把氯气通到从地中海盐
场中获得的废海盐的母液里,第一次获得了溴。
开始,巴拉德建议把发现的新元素取名为“muride”,即“卤”,它源自拉丁词muria,意为“盐水”。巴拉德把自己的发现通知了巴黎科学院。科学院把这个新元素改称为“Bromine”,源自希腊词“bromos”,意为“恶臭”。因为它具有恶臭味,且是唯一的在常温下处于液态的非金属元素,因此中文名“溴”。
时间上溯到136亿年前,银河系在宇宙中诞生了。
从大爆炸横空出世的宇宙,这时只有10亿岁。这样一个年轻的宇宙是氢和氦的海洋,它让银河系的第一批恒星充满了大量的氢和氦。
这是“黄金时代”的恒星。这第一批恒星猛烈地燃烧着,把四个氢原子核转变成一个氦原子核。它们的生命像夏花一样绚烂而短暂,当氢被烧完的时候,这些大熔炉骤然升温,开始把氦原子核聚合成碳和氧。当氦也燃烧殆尽的时候,又开始燃烧碳和氧,最后燃烧硅,从而形成了大量的铁。当硅也燃烧完之后,这些恒星便成为超新星,化作一团璀璨的焰火,用猛烈的爆炸结束了自己可歌可泣的生命。
随后诞生了属于“白银时代”的第二批恒星。它们斯斯文文地燃烧着,重复着几乎和第一批恒星一样的冶炼元素的过程。只是,一些恒星等不到硅燃烧的阶段就熄灭了,它们变成了白矮星,像幽灵一样在黑暗冰冷的宇宙中踽踽独行;另一些恒星则再次重复了“黄金时代”恒星辉煌的晚年,它们在发生超新星爆炸前的一刹那燃烧硅,为宇宙生出了更多的铁的“灰烬”。
46亿年前,一颗“白银时代”的超新星爆炸,释放出的能量扰动了它周边的一团含铁的星云,于是这团星云开始收缩、分化,在它中间生成了一颗属于“青铜时代”的银河系第三批恒星——太阳。在太阳的周围,众多含铁的星际尘埃也不断碰撞、汇聚,逐渐凝成了八大行星和众多的小天体。地球,就是这八大行星中距太阳第三远的那颗大行星。
原始地球是一团炽热的熔融之球。在这团熔岩逐渐冷却的过程中,原先混在一起的各种化学元素,便因为彼此的秉性不同而分道扬镳。铁,这种表面热情、内心却冷若冰霜的元素,大部分和它的同伴镍一起,挟持着大量的贵金属,沉降到地球的中心,形成地核——也就是地球的那颗至今滚烫而转动不息的心。
如果地球上所有的铁都沉降到地核里,那么也就不会有这本书后面的一切故事了。幸好,还有一部分铁和其他元素携手,形成了和金属铁性质迥异的轻质化合物,这些轻质化合物冉冉上升,成为构成地幔的重要成分。
地幔就像一壶正在加热的表面还浮着一层冰的水,它下面的地核是加热器,上面那一层已经冷凝成坚硬的岩石的薄层就是地壳。就像水加热时会对流一样,地幔内部也有大大小小的对流,地幔物质便在这永无止息的对流中有上有下地缓慢运动着。当上升的地幔热流——也就是岩浆——到达地壳的底部时,要么将它撕裂或顶穿,于是形成壮观的火山喷发,要么只能渗透到它的下层裂缝中,于是形成侵入的岩浆岩。当岩浆中的铁含量比较高时,在火山喷发之后便会形成火山岩浆铁矿,而在岩浆侵入地壳之后,则形成侵入岩浆铁矿。
有时候,在侵入地壳的岩浆温度降低之后,会从中分离出溶解有许多元素的热水来。这些热水比岩浆更容易钻进地壳的裂缝中,一边钻一边把周边的岩石泡得沾上了新的元素,就像腌菜时把蔬菜泡得沾满了盐一样;最后,在这些热水的温度降低之后,还溶解在其中的物质又纷纷析出,形成新的岩石。当热水中的铁含量比较高时,浸泡周边岩石形成的铁矿叫做接触交代铁矿,遇冷析出的铁矿,则叫做热液铁矿。
在地壳内部受到这样的火和热水的锤炼之时,地壳外部却在受着冷水的洗礼。在水的作用下,一些岩石中的可溶成分逐渐被溶走,其中的铁却留了下来,逐渐富集成残余铁矿。但更多的时候,连铁也被溶走,随水注入河流,直到百川归流入海,这些铁才在海中沉积下来,形成沉积铁矿。上面的各种铁矿,如果在后来又受到岩浆的烘烤,在成分上发生一定的变化,则不管原来成因为何,统统叫做变质铁矿。
现在在地球上能找到的最老的岩石,年龄为38亿年。38亿年来,铁,这种刚强与柔弱并存的元素,便在这种种的地质活动中,逐渐在地表或靠近地表的岩层中富集,悄无声息地形成了众多的铁矿。是的,在人类诞生之前,天下之铁,无论聚散,都是悄无声息。
20万年前,智人出现。
从此,铁的历史不再悄无声息,却充满了喧嚣嘈杂,甚至刀光剑影。
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