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第1節(jié) 第一章

古往今來(lái)的白銀趣話

北宋時(shí)期,鹿剛(今陜西富縣附近)判官種世衡為防御西夏,在清澗城教官兵和百姓練習(xí)射箭。由于辦法奇特,連僧道和婦女也都積極參加。

原來(lái),種世衡教官兵和百姓射箭,是以銀為的(靶子),誰(shuí)中了,這銀靶子就歸誰(shuí)。能射中銀靶的人多了,他就把比較大的銀靶子縮小,但重量如故,不過(guò)是變厚了而已。分派徭役時(shí),也叫大家射靶子,誰(shuí)射中了,可以免服徭役。如果哪個(gè)人有了罪過(guò),同樣必須首先射的,依據(jù)中與不中再具體量刑。這些措施,調(diào)動(dòng)了人們練習(xí)射箭的積極性,清澗城幾乎成了人人善射的武裝邊城,這對(duì)于有效地抗擊西夏的進(jìn)攻起到了很大作用。

在古代有這樣一個(gè)“以銀為的”的佳話,在革命戰(zhàn)爭(zhēng)年代也有一個(gè)游擊隊(duì)銀柜制敵的故事。1928年春節(jié),是海豐蘇維埃政權(quán)成立后的第一個(gè)春節(jié)。正當(dāng)人們歡慶節(jié)日的時(shí)候,敵人又向蓮花山根據(jù)地發(fā)動(dòng)進(jìn)攻。元宵節(jié)后的第二天,白匪軍便氣勢(shì)洶洶地竄進(jìn)了根據(jù)地的一個(gè)山村。折騰了半天,連個(gè)人影也沒(méi)有找到。忽然,一個(gè)白軍發(fā)現(xiàn)有人抬著銀柜(繳獲惡霸地主的祖?zhèn)縻y柜)往蜈蚣嶺方向逃去。敵人便快步追上去,一心想搶回銀柜。這兩個(gè)抬銀柜的正是游擊隊(duì)員化裝成的,他們跑著跑著,放下銀柜就跑進(jìn)了樹(shù)林。白匪見(jiàn)兩個(gè)人撂下柜子跑了,便涉過(guò)小河,一窩蜂地?fù)硐蜚y柜。兩個(gè)白匪軍上前來(lái)抬起竹杠,“轟”的一聲響,銀柜開(kāi)花了,火光沖天,山谷震動(dòng),圍著銀柜的白匪軍,有的“坐”了“飛機(jī)”,有的倒在地上嘴啃泥,哭爹叫娘,亂成一團(tuán)。隨著爆炸聲,游擊隊(duì)員則從四面八方?jīng)_了上來(lái),打了個(gè)漂亮的殲滅戰(zhàn)。原來(lái)銀柜中間放著一個(gè)裝了炸藥、雷管的木箱,木箱周圍填滿帶尖的石頭和瓷片、鐵片,并設(shè)置了引爆裝置。白匪抬起杠子時(shí),雷管被引爆,進(jìn)而引起了爆炸。

在中國(guó)近代史上,腐敗無(wú)能的清政府與外國(guó)列強(qiáng)簽訂了一系列喪權(quán)辱國(guó)的不平等條約,支付了大量賠款,這些賠款都是用白銀支付的。其中,第一次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)賠款為銀2100萬(wàn)兩、第二次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)賠款為銀1600萬(wàn)兩、日本侵臺(tái)戰(zhàn)爭(zhēng)賠款為銀50萬(wàn)兩、甲午中日戰(zhàn)爭(zhēng)賠款為銀2億3千萬(wàn)兩、八國(guó)聯(lián)軍侵華賠款為銀4億5千萬(wàn)兩等。這些賠款使中國(guó)大量的白銀外流,國(guó)家財(cái)政枯竭,人民窮困潦倒,卻養(yǎng)肥了侵略中國(guó)的列強(qiáng)。

眾所周知,銀是一種貴重的金屬,直到現(xiàn)在,銀仍然被人們視為一種尊貴和財(cái)富的象征。但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們已不僅僅把銀用來(lái)制作首飾和工藝品,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,包括在化學(xué)工業(yè)中,銀這種古老的金屬找到了它新的用武之地。攝影膠片要用含銀的鹵化物,離開(kāi)了銀,也就沒(méi)有了我們十分喜愛(ài)的攝影藝術(shù)和電影藝術(shù)了。如今全世界每年用在感光材料上的銀達(dá)200多噸。銀的又一特性是在金屬中導(dǎo)電性最強(qiáng),因此在一些精密儀器和袖珍收音機(jī)里都使用銀導(dǎo)線或鍍銀導(dǎo)線。人們喜愛(ài)銀的月亮般的明媚光澤,喜愛(ài)銀制工藝品高貴典雅的品質(zhì)。盡管銀不易氧化,但在空氣中少量硫化氫的作用下,卻會(huì)因生成硫化銀污跡而黯然失色。告訴你一個(gè)除去銀制品污跡的小秘密:用氨水擦洗,爾后用濕布輕輕擦干凈,銀器就會(huì)恢復(fù)原來(lái)的光澤了。

銀在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域大顯身手,這里還有一個(gè)與我們?nèi)粘I蠲芮邢嚓P(guān)的例子。生活中離不開(kāi)的鏡子,就是通過(guò)一個(gè)叫做銀鏡反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)制作的。在銀鏡反應(yīng)里,硝酸銀跟氨水起反應(yīng),生成銀氨絡(luò)合物,它把含醛基(如乙醛)的物質(zhì)氧化,而銀氨絡(luò)合物的銀離子被還原成金屬銀。反應(yīng)的化學(xué)方程式按步驟表示如下:

Ag++NH3·H2O

AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3·H2O

[Ag(NH3)2]+OH-+2H2OCH3CHO+2[Ag(NH3)2]+2OH-

→CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O工業(yè)上利用這一反應(yīng)原理,把銀均勻地鍍?cè)诓A现歧R或制保溫瓶膽(生產(chǎn)上常用含有醛基的葡萄糖作為還原劑)。

銀,這種閃著明媚光澤的貴重金屬,在現(xiàn)代文明的映照下,放射出更加奪目的光彩。

死海不死的故事

在巴勒斯坦和約旦的交界處,有一個(gè)大湖———死海。那里既看不到翱翔云天的飛鳥(niǎo),也看不到游蕩自如的魚(yú)蝦。湖的周圍寸草不生,一片荒涼。

公元70年,在耶路撒冷保衛(wèi)戰(zhàn)時(shí),羅馬軍帥狄度帶領(lǐng)一隊(duì)士兵押著幾個(gè)奴隸來(lái)到死海邊,他下令處死這幾個(gè)奴隸。士兵們將帶著鐐銬的奴隸投進(jìn)湖里,可過(guò)了一會(huì)兒,被扔進(jìn)湖里的奴隸像穿了救生衣一樣,一個(gè)個(gè)又浮上水面并被波浪沖到岸邊。狄度下令將沖到岸邊的奴隸再扔進(jìn)湖里,不大一會(huì)兒,奴隸們又被沖了上來(lái)。一連幾次都沒(méi)有把這幾個(gè)奴隸淹死。

狄度害怕了。他以為一定有神靈在保佑這些奴隸,便下令把他們放了。

當(dāng)然,這些奴隸并沒(méi)有什么神靈保佑,但他們幾次都沒(méi)有被淹死卻是個(gè)稀罕事。

直到1948年地質(zhì)學(xué)家林契來(lái)到這個(gè)湖邊,謎底才被揭開(kāi)。林契對(duì)湖周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候條件等做了周密的考察后,指出這個(gè)湖里的水和一般的湖水甚至海水都不一樣。這個(gè)湖里的水含鹽量很高,百分比濃度高達(dá)23%~25%,比一般海水高出6倍。整個(gè)湖里光氯化物的儲(chǔ)量就在420億噸以上,其中氯化鎂約220億噸,氯化鈉約120億噸,氯化鈣約60億噸,氯化鉀約20億噸。除此以外,還含有大量的其他鹽類化合物。由于含鹽量很高,這種湖水有很大的浮力,能把掉進(jìn)水里的人浮上水面,這也正是奴隸們沒(méi)有被淹死的原因。

這種湖水的形成與周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和氣候條件密切相關(guān)。湖周圍的地層中含有大量的鹽,約旦河水溶解了這些鹽流進(jìn)湖里,加上這里氣候干燥,氣溫高,有時(shí)高達(dá)52℃,湖水大量蒸發(fā),致使湖水有很高的鹽度。

浩瀚的海洋,海水的總量約為137億立方千米。海水中除含有取之不盡、用之不竭的淡水資源外,還溶存有大量無(wú)機(jī)鹽類,總量可達(dá)5×1016噸,也就是說(shuō),在每立方千米的海水中,大約含有3500萬(wàn)噸無(wú)機(jī)鹽類物質(zhì)。

人類在陸地上發(fā)現(xiàn)的100多種元素,在海水中可以找到80多種。人們?cè)缇拖氲綉?yīng)該從這個(gè)巨大的寶庫(kù)中去獲取不同的元素。傳說(shuō)炎帝時(shí)就有鳳沙氏教民煮海水為鹽的故事。當(dāng)今世界上,生產(chǎn)海鹽的國(guó)家已達(dá)80多個(gè),制鹽工業(yè)的新工藝、新技術(shù)也如雨后春筍般迅速發(fā)展,從最古老的日曬法到先進(jìn)的塑苫技術(shù),海鹽大大滿足了人類與日俱增的耗鹽量需求。人們利用海鹽為原料生產(chǎn)出上萬(wàn)種不同用途的產(chǎn)品,例如燒堿(NaOH)、氯氣、氫氣和金屬鈉等,凡是用到氯和鈉的產(chǎn)品幾乎都離不開(kāi)海鹽。在海洋中存在著多種元素,難以提取的鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的一種重要元素,它也是海洋寶庫(kù)饋贈(zèng)給人類的又一種寶物。海水中蘊(yùn)藏著極其豐富的鉀鹽資源,據(jù)計(jì)算總儲(chǔ)量達(dá)5×1013噸。目前,已有一些較為成熟的從海水中提取鉀的方法得到應(yīng)用。

溴是一種貴重的藥品原料,可以生產(chǎn)許多消毒藥品。例如大家熟悉的紅藥水就是溴與汞的有機(jī)化合物。溴還可以制成熏蒸劑、殺蟲(chóng)劑、抗爆劑等。地球上99%以上的溴都蘊(yùn)藏在汪洋大海中,故溴還有“海洋元素”的美稱。據(jù)計(jì)算,海水中的溴含量約65mg/cm3,整個(gè)大洋水體的溴儲(chǔ)量可達(dá)1×1014噸。早在19世紀(jì)初,法國(guó)化學(xué)家就發(fā)明了提取溴的傳統(tǒng)方法(即以中度鹵水和苦鹵為原料的空氣吹出制溴工藝),這個(gè)方法也是目前工業(yè)規(guī)模海水提溴的唯一成熟方法。此外,樹(shù)脂法、溶劑萃取法和空心纖維法提溴新工藝正在研究中。隨著新方法的不斷出現(xiàn),人們不僅能從海水中提取溴,還能從天然鹵水及制鉀母液中獲取溴,溴的產(chǎn)量也大大增加了。

鎂不僅大量用于火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)制造業(yè),它還可以用于鋼鐵工業(yè)。

近年來(lái)鎂還作為新型無(wú)機(jī)阻燃劑,用于多種熱塑性樹(shù)脂和橡膠制品的提取加工。另外,鎂還是組成葉綠素的主要元素,可以促進(jìn)作物對(duì)磷的吸收。

鎂在海水中的含量?jī)H次于氯和鈉,總儲(chǔ)量約為18×106噸,主要以氯化鎂和硫酸鎂的形式存在。從海水中提取鎂并不復(fù)雜,只要將石灰乳液加入海水中,沉淀出氫氧化鎂,注入鹽酸,再轉(zhuǎn)換成無(wú)水氯化鎂就可以了。電解海水也可以得到金屬鎂。全世界鎂砂的總產(chǎn)量為76×106噸/年,其中約有26×106噸是從海水中提取的。美國(guó)、日本、英國(guó)等是目前世界上海水鎂砂產(chǎn)量較多的國(guó)家。

“能源金屬”———鋰是用于制造氫彈的重要原料。海洋中每升海水含鋰15~20毫克,海水中鋰總儲(chǔ)量約為25×1011噸。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們將會(huì)更好地開(kāi)發(fā)海洋這個(gè)聚寶盆。

幾經(jīng)波折的“釩”

1801年,節(jié)烈里瓦在含有釩的鉛試樣中發(fā)現(xiàn)了一種新的元素。由于這種新元素的鹽溶液在加熱時(shí)呈現(xiàn)鮮艷的紅色,所以被取名為“愛(ài)麗特羅尼”,即“紅色”的意思。但是,當(dāng)時(shí)有人認(rèn)為這種元素是被污染的元素鉻,所以沒(méi)有被公認(rèn)。

1830年,著名的德國(guó)化學(xué)家維勒在分析墨西哥出產(chǎn)的一種鉛礦的時(shí)候,斷定這種鉛礦中有一種當(dāng)時(shí)人們還未發(fā)現(xiàn)的新元素?墒,正當(dāng)他找到線索的時(shí)候,卻不幸因?yàn)榉瘹渲卸径黄戎袛嗔斯ぷ,因而錯(cuò)失了發(fā)現(xiàn)釩的機(jī)會(huì)。此后不久,瑞典的化學(xué)家塞夫斯托姆在研究斯馬蘭鐵礦的鐵礦時(shí),用酸溶解鐵,在殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)了釩。因?yàn)殁C的化合物五顏六色,十分漂亮,所以他就用古希臘神話中一位叫凡娜迪絲的美麗女神的名字給這種新元素命名,中文的音譯就是“釩”。

維勒白白地失去了發(fā)現(xiàn)新元素的大好機(jī)會(huì),感到很失望。于是他把事情的經(jīng)過(guò)寫(xiě)信告訴了自己的老師———著名的瑞典化學(xué)家貝采利烏斯。貝采利烏斯給他回了一封非常巧妙的信,勸他不要為此而煩惱。信上說(shuō):“在遙遠(yuǎn)的北方,住著一位名叫‘釩’的女神。一天,她正坐在桌邊,聽(tīng)見(jiàn)有人敲門。但女神沒(méi)有馬上去開(kāi)門,想讓那個(gè)人再敲一下。沒(méi)想到那個(gè)敲門的人一看屋里沒(méi)動(dòng)靜,轉(zhuǎn)身就回去了。女神走到窗口,看到敲門的人的背影,心想:原來(lái)是維勒這個(gè)家伙!他空跑一趟是應(yīng)該的,如果他再堅(jiān)持一會(huì)兒,他就會(huì)被請(qǐng)進(jìn)來(lái)了。過(guò)后不久,又有一個(gè)敲門的人來(lái)了。由于這個(gè)人很耐心地、激烈地敲了很久,女神只好把門打開(kāi)了。這個(gè)人就是塞夫斯托姆,他終于發(fā)現(xiàn)了‘釩’!

盡管節(jié)烈里瓦、維勒、塞夫斯托姆等人都曾研究過(guò)釩,但他們始終沒(méi)有分離出單質(zhì)釩。直到1869年,英國(guó)化學(xué)家羅斯科用氫氣還原二氧化釩,這才第一次制得了純凈的金屬釩。從此,釩才真正走入人們的視線。

如今,我們已經(jīng)知道,釩廣泛地分布在世界各地,但主要集中分布在中國(guó)、美國(guó)、加拿大等國(guó)家以及非洲南部、北美洲等地區(qū)。目前,已知的釩儲(chǔ)量有98%產(chǎn)于釩鈦磁鐵礦。除此之外,釩資源還部分存于磷塊巖礦、含鈾砂巖及瀝青砂等礦物質(zhì)中。釩的用途非常大,釩的氧化物是化學(xué)工業(yè)中最佳催化劑之一,有“化學(xué)面包”之稱;在鋼中加入百分之幾的釩,能增強(qiáng)鋼的彈性、強(qiáng)度以及抗磨損性。所以,在汽車、航空、鐵路、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域,到處可見(jiàn)到釩的蹤跡。此外釩的化合物含有豐富的色彩,可以用來(lái)制造各種各樣的顏料,把我們的生活打扮得更美麗。

昔日的“貴族”金屬有這樣一個(gè)故事,傳說(shuō)在古羅馬,一天,一個(gè)陌生人去拜見(jiàn)羅馬皇帝泰比里厄斯,獻(xiàn)上了一只金屬杯子,杯子像銀子一樣閃閃發(fā)光,但是分量很輕。它是這個(gè)人從黏土中提煉出的新金屬。但這個(gè)皇帝表面上表示感謝,心里卻害怕這種光彩奪目的新金屬會(huì)使他的金銀財(cái)寶貶值,就下令把這位發(fā)明家斬首。從此,再也沒(méi)有人動(dòng)過(guò)提煉這種“危險(xiǎn)金屬”的念頭。

這種新金屬就是現(xiàn)在大家非常熟悉的鋁。

在19世紀(jì)以前,鋁被認(rèn)為是一種稀罕的貴金屬,價(jià)格比黃金還要貴。

當(dāng)一個(gè)歐洲君主買了一件有鋁紐扣的衣服時(shí),他就瞧不起那些買不起這種奢侈品的其他君主,而沒(méi)有鋁紐扣衣服的君主,又是多么渴望有朝一日自己也能穿上這種帶鋁紐扣的衣服。

在法國(guó)拿破侖三世統(tǒng)治時(shí)期,就曾經(jīng)發(fā)生過(guò)現(xiàn)在看來(lái)很好笑的一件事情。在一個(gè)國(guó)王舉辦的盛宴上,只有王室成員和貴族來(lái)賓才能榮幸地用鋁匙和鋁叉用餐。當(dāng)然,被傷了臉面的客人們是無(wú)論如何也吃不好這頓盛餐的。此外,為了讓其他國(guó)王對(duì)自己產(chǎn)生羨慕和崇拜,他花了大量資金讓他的警衛(wèi)部隊(duì)的衛(wèi)士穿上鋁鎧甲,因?yàn)殇X制鎧甲的確太昂貴了,其他國(guó)王根本置辦不起。

1889年,著名化學(xué)家門捷列夫在倫敦時(shí),為了表彰他的偉大勛業(yè),他被贈(zèng)與一件貴重物品———用金和鋁制作的天平。

現(xiàn)在,人們采用電解法制造鋁,比當(dāng)年采用的置換法先進(jìn)得多、經(jīng)濟(jì)得多,才使得鋁這一曾經(jīng)貴比黃金的金屬,走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,走進(jìn)了生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。

容易凍化的“錫扣”

19世紀(jì)中葉,俄軍駐守在彼得堡。寒冷的冬季突然來(lái)臨,軍隊(duì)的士兵們紛紛換上了棉大衣。

然而,當(dāng)士兵們穿上棉大衣,準(zhǔn)備扣紐扣時(shí),卻突然發(fā)現(xiàn),所有棉衣的紐扣全部沒(méi)有了。一時(shí)間,軍營(yíng)內(nèi)外議論紛紛。

最后消息傳到俄皇那里,俄國(guó)皇帝十分生氣,大發(fā)雷霆,聲色俱厲地命令手下:

“把負(fù)責(zé)監(jiān)制的大臣問(wèn)罪!”

監(jiān)制軍服的大臣聞知此事后,十分奇怪,明明所有軍服都是釘了扣子的,可為什么都丟了呢?!

他拜見(jiàn)了皇帝,對(duì)俄皇說(shuō):

“容臣作一次調(diào)查,如果真是臣的疏忽,再治臣罪不遲!

俄皇同意了大臣的請(qǐng)求。

這位大臣來(lái)到了裝軍服的倉(cāng)庫(kù)。他拿起幾套剛做不久的衣服,一看,果真沒(méi)有扣子,但是在釘扣子的地方,卻有一小堆灰色的粉末。

“這是怎么回事?難道扣子化了嗎?”制衣大臣自言自語(yǔ)地說(shuō)。

他又轉(zhuǎn)身問(wèn)下屬,扣子是用什么做的?下屬回答道:“錫!

錫怎么會(huì)化?制衣大臣帶著疑問(wèn),找到了他的化學(xué)家朋友。

化學(xué)家聽(tīng)完他的敘說(shuō),對(duì)愁眉苦臉的大臣說(shuō):“包上這些粉末,跟我去見(jiàn)皇帝,我會(huì)幫助你。”

于是兩人一同拜見(jiàn)了皇帝。化學(xué)家對(duì)俄皇說(shuō):

“陛下,扣子是用錫做的,錫怕凍,一凍就會(huì)化了!

俄皇聽(tīng)了化學(xué)家的話,感到半信半疑。錫是金屬,怎么能“凍化”

呢?他要求化學(xué)家當(dāng)場(chǎng)做給他看。

于是,化學(xué)家拿出幾枚錫做的扣子,放在盤(pán)子里,拿到皇宮的院子中,過(guò)了一兩夜,化學(xué)家把盤(pán)子端到俄皇面前,用手一碰扣子,這扣子竟然粉身碎骨了。

俄皇終于明白了事情的原委,赦免了那個(gè)大臣。

原來(lái),錫這種東西受不了低溫,一遇到低溫,它的晶體就會(huì)改變,成為粉末,科學(xué)家們管這種現(xiàn)象叫“錫疫”。一般情況下,只要在132℃以下,錫就會(huì)變成粉末。

當(dāng)時(shí)是彼得堡的初冬,氣溫很低,錫扣子當(dāng)然都“化了”。好在有化學(xué)家的幫忙,那位制衣大臣才免于死罪。

不想,多少年后,又發(fā)生了一場(chǎng)悲劇。

1912年,一支外國(guó)探險(xiǎn)隊(duì)來(lái)到南極探險(xiǎn)。他們所用的汽油桶都是用錫焊成的。在南極的冰天雪地里,焊縫的錫都變成了粉末,結(jié)果汽油都漏走了。最終,竟使這支探險(xiǎn)隊(duì)全軍覆沒(méi)在南極。

小花貓的發(fā)現(xiàn)1811年的一天,法國(guó)的制硝技師庫(kù)爾特瓦斯像往常一樣,在家中做由硝酸鈉轉(zhuǎn)為硝酸鉀的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他將海藻灰溶液和硝酸鈉混合后正要進(jìn)行蒸發(fā)時(shí),不慎將旁邊一個(gè)盛有硫酸的瓶子碰倒了,當(dāng)過(guò)量的硫酸流入海藻灰溶液中時(shí)出現(xiàn)一種十分奇異的現(xiàn)象:一股股紫色的氣體如同美麗的彩云,冉冉升起,其氣味既難聞,又嗆鼻。庫(kù)爾特瓦斯認(rèn)為這紫色的氣體一定可凝結(jié)成滴滴的液珠,他急忙用玻璃片去盛接,可是這紫色的氣體遇冷后并沒(méi)有凝成液珠,而是變成了紫黑色的、閃爍著金屬光澤的顆粒固體。

現(xiàn)在看來(lái),這是很簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng),即海藻中的碘化鉀和碘化鈉跟硫酸作用生成了氫碘酸,這氫碘酸被硫酸氧化而游離出碘。

庫(kù)爾特瓦斯被這一從未見(jiàn)到過(guò)的奇異現(xiàn)象吸引住了,他便一頭鉆進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)室,夜以繼日地對(duì)這種氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。最后,他認(rèn)為這紫色氣體是海藻中含有的一種尚未被人們所認(rèn)識(shí)的新元素。

為弄清這種新元素,庫(kù)爾特瓦斯還邀請(qǐng)了兩位化學(xué)家共同進(jìn)行研究。

經(jīng)過(guò)兩年的努力,他們終于弄清了這一新的元素,并在1813年11月29日宣告了新發(fā)現(xiàn)的元素———碘(希臘文意思是紫色)。

在西方,對(duì)于碘的發(fā)現(xiàn),還有一個(gè)有趣的傳說(shuō),說(shuō)碘是由小花貓“發(fā)現(xiàn)”的。原來(lái),庫(kù)爾特瓦斯不慎碰倒的那個(gè)裝硫酸的瓶子,并不是他本人碰翻的,而是由在他肩上的一只小花貓突然跳下來(lái)而碰翻的,從而引發(fā)他研究發(fā)現(xiàn)碘。果真如此的話,也只能說(shuō)在碘的發(fā)現(xiàn)中,是小花貓“幫助”

了化學(xué)家而已。

1913年,在碘元素發(fā)現(xiàn)100周年之際,庫(kù)爾特瓦斯家鄉(xiāng)的人們?cè)谒恼Q生地建立一座紀(jì)念碑,后又把一條街道命名為庫(kù)爾特瓦斯大街,以追念他在科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。

奇妙的懶惰氣體19世紀(jì)80年代,英國(guó)有一位叫瑞利的物理學(xué)家正在進(jìn)行氣體的一系列實(shí)驗(yàn),其目的是精確地測(cè)量各種氣體的密度。他的實(shí)驗(yàn)是從氫氣開(kāi)始的,接著是氧氣、氮?dú)狻瓰閺臍錃庵械玫郊兊牡獨(dú),他采取讓空氣通過(guò)許多儀器裝置的辦法,把空氣中的二氧化碳、氧氣和水蒸氣都吸收掉,最后測(cè)得氮的密度是12572克/升。瑞利為驗(yàn)證這個(gè)數(shù)據(jù),他又從氨氣中分離制得的氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行測(cè)定,測(cè)得氮的密度是12505克/升。這比空氣中取得的氮?dú)廨p00067克/升。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,這00067克/升的差距依然存在。于是,他又從尿素、二氧化氮等物質(zhì)中分離出氮進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果測(cè)得的密度值都和氨氣分離出的氮一樣,都比從空氣中分離出的氮?dú)獾拿芏壬伲埃埃埃叮房耍,他百思不解,陷入困惑之中?

一天,瑞利在實(shí)驗(yàn)室里看到剛收到的新一期雜志《自然》,忽然想到,何不去封信給雜志社,請(qǐng)求幫助呢!于是,他提筆寫(xiě)了一封信,信中寫(xiě)道:“……我對(duì)最近測(cè)得用兩種不同的制取方法取得的氮?dú)饷芏鹊慕Y(jié)果很驚訝,我得到不同的數(shù)值,兩者相差約千分之幾,雖然相差不大,但它在實(shí)驗(yàn)誤差范圍之外。是由于氣體的性質(zhì)不同而引起的?還是別的什么原因?如果讀者之中誰(shuí)能給予指出,我將十分感激!薄蹲匀弧肥且环萦泻芨呗曂目茖W(xué)類雜志,不僅在英國(guó),而且在全世界都有一定的影響。可是信發(fā)出很長(zhǎng)時(shí)間后,仍沒(méi)有任何回音。

在這段時(shí)間里,瑞利并沒(méi)完全等待,也在積極地分析和思考。他也曾設(shè)想過(guò)幾種解釋:1由空氣制得的氮?dú)饪赡芎醒鯕;2由空氣制得的氮(dú)饣蛟S含有臭氧似的N3分子;3由氨制得的氮?dú)饪赡芎袣錃;4由氨制得的氮(dú)饪赡苡腥舾傻肿与x解成原子了。以上四種解釋都缺乏實(shí)驗(yàn)根據(jù),不具說(shuō)服力,因此,也都被他一一推翻了。

這時(shí)瑞利想到了他的朋友,倫敦大學(xué)的化學(xué)教授拉姆賽,并向他求教。對(duì)此,拉姆賽也解答不出來(lái),但拉姆賽被瑞利這種鍥而不舍、一絲不茍的精神所感動(dòng),決定和他一起從實(shí)驗(yàn)中去尋找答案。

他們經(jīng)過(guò)了兩年多的反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究,終于發(fā)現(xiàn)原來(lái)在空氣中還存在著一種未知的氣體,它的密度約是氮?dú)獾囊槐栋。這樣就可解釋為什么從空氣和氨氣分別取得的氮?dú)饷芏葧?huì)不同了。為進(jìn)一步證實(shí)所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他們又對(duì)這種氣體進(jìn)行了光譜分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)它既有氮的光譜線,又有紅色和綠色的各組明線,這是當(dāng)時(shí)已知元素的光譜所沒(méi)有的,這再次確認(rèn)了它是一種未知?dú)怏w,而從實(shí)驗(yàn)得知,這種氣體的化學(xué)性質(zhì)極不活潑。

1894年8月13日,英國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)在牛津召開(kāi)會(huì)議,瑞利和拉姆賽在會(huì)上報(bào)告了這一新發(fā)現(xiàn),最后根據(jù)會(huì)議主席馬丹的建議,把新發(fā)現(xiàn)的氣體叫做“氬”,希臘文是“懶惰”的意思。這就是氬的由來(lái)。

躲在礦泉水里的“雙胞胎”———銣和銫德國(guó)化學(xué)家本生靠著一盞瓦斯燈———本生燈和一架分光鏡———三棱鏡,廢寢忘食地在尋覓新的元素。

1860年5月的一天,本生偶然得到了杜爾漢礦泉水。這種礦泉水是醫(yī)生開(kāi)給許多病人當(dāng)藥吃的,它又苦又咸。他隨即把它蒸發(fā)、濃縮……最后取出一滴送進(jìn)燈焰里,習(xí)慣地開(kāi)始搜尋起新元素來(lái)……起初,分光鏡沒(méi)有向他提出任何特別的報(bào)告,只是說(shuō)杜爾漢礦泉水中有鈉、鉀、鋰、鈣、鍶等一些熟悉的元素。

本生作為一個(gè)精細(xì)的分析化學(xué)專家,沒(méi)有就此罷手,他有著尋找新元素的堅(jiān)定不移的信念。他想,既然杜爾漢礦泉水中含有許多已知元素,那它們的譜線一定過(guò)于明亮。加上其中鈣和鍶的各色譜線,條數(shù)又多。因此,一滴礦泉水里,如果含有微量的未知元素,它的微弱的光譜,可能就分辨不出來(lái),必須把鈣、鍶、鋰提走。于是,他開(kāi)始了提純工作。最后溶液里只剩下鈉鹽、鉀鹽和沒(méi)有提盡的極少的鋰鹽。

他從提純過(guò)的液體里取了一小滴,送進(jìn)燈焰里。當(dāng)他往分光鏡里窺視時(shí),“謙虛地”躲在鉀、鈉和鋰的譜線當(dāng)中的兩條陌生譜線,映入他的眼簾。“淺藍(lán)淺藍(lán)的”,本生喜出望外,立即為他發(fā)現(xiàn)的新元素取了名字———銫,它的原意是淺藍(lán)色的。

不久,本生便從44萬(wàn)升杜爾漢礦泉水中提取到7克銫鹽。

本生取一點(diǎn)不太純的銫鹽放到燈焰里驗(yàn)證,結(jié)果分光鏡上又出現(xiàn)了幾條暗紅色的譜線。難道還有新的元素?本生反復(fù)做了起來(lái)……直到1861年初,本生又從杜爾漢礦泉中提取到10克銣鹽,并為它取名為銣。銣的拉丁文是暗紅的意思。

這樣,本生幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)了躲在礦泉里的兩種新元素———55號(hào)和37號(hào)。

7克和10克,這點(diǎn)點(diǎn)備用品,實(shí)在少得可憐,可是在本生手里卻有很大的作為。他從17克物質(zhì)得到許多種化合物,又研究了它們的一切性質(zhì)。

原來(lái)它們性質(zhì)極其相似,酷似孿生兄弟。是的,純凈的銣和銫都是銀白色的金屬,含有雜質(zhì)時(shí)則略帶黃色。它們都很軟,富有可塑性,又很易熔化。它們的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,在空氣中會(huì)像黃磷一樣自燃,放出玫瑰般的紫色光芒。如果把它們投入水中,會(huì)劇烈地與水作用,放出氫氣,發(fā)生燃燒甚至爆炸。正是因?yàn)樗鼈冞@般不“老實(shí)”,平時(shí)都被“關(guān)”在煤油里,與空氣、水等隔絕。

銣和銫最可貴的性質(zhì),是它們具有優(yōu)異的光電性能,號(hào)稱長(zhǎng)“眼睛”

的金屬。它們一受到光的照射,就會(huì)被激發(fā)而釋放電子。人們利用這一特性,把金屬銫或銣噴鍍?cè)阢y片上,制成光電管。因此它們?cè)谝苯、電視、電影、通訊等領(lǐng)域中都有重要用途。

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