趣味元素化学知识一金属主族

趣味元素化学知识（一）金属（主族）身轻如燕的金属——锂金属在我们的印象里总是沉甸甸的，比木柴啦，水啦砂石啦，都重得多。

但是，有一种金属却轻得出奇，它就是稀有金属——锂。

纯锂的比重跟干操木材差不多，等于号称轻金属的铝的比重的五分之一，几乎只有同体积水的重量的一半。

即使把锂扔到汽油里，它也会像软木塞一样轻轻地浮起来。

锂不仅是自然界最轻的金属，而且也是在普通温度条件下呈固态的一般材料中最轻的一种。

除了体重特别轻之外，锂的另一个特点是非常软，富有延展性，可以打薄成片，可以拉伸成丝，压制加工都很方便。

如果有人说，有一种金属可以用小刀切开成片时，你听后也许会不信。

但是，确实有一种金属可以用小刀来毫不费力地把它切开，这种金属就是锂。

锂有一副漂亮的能发出耀眼的银白色光辉的外表。

它的个性活泼，有很强的化学反应能力，一接触潮湿空气，外表就会黯然失色——锂跟空气中的氧、氮等气体迅速化合，生成一层淡黄色或黑色的薄膜覆盖在表面。

在自然界中，锂还算是含量比较多的一种元素，它占地壳总原子数的万分之二。

在盐层、海水、盐湖、矿泉中，含有许多可溶的锂的化合物。

锂的化学性质非常活泼，它特别爱跟各种气体交朋友，比如像氧气、氮气、氢气等，因此它经常能帮冶金师傅的忙。

比如说，经过锂脱气的铸铜或铜线，导电性能大大加强。

向铬镍不锈钢中加入极少量的锂钙合金，就可以增加它的硬度、强度和加工性能。

经过锂处理的金属或合金，它们的“体格”都变得非常强壮，不但能耐高温，而且不怕酸碱溶液的腐蚀，所以常被用来加工制造具有特殊要求的精密元件。

锂不但可用在冶金工业中，还可以用在其他部门。

例如，在玻璃中加进锂和锂的化合物，可以增强玻璃的强度和韧性。

有些含锂的特种玻璃，表面光滑，坚固耐用，不怕腐蚀，受热，膨胀也不太厉害，常常用到化工、电子和光学仪器上。

电视机的荧光屏就是一种锂制被璃。

锂在日常的机械工业部门里也有它的踪迹。

大家都知道，大大小小，各种各样的机器都要用润滑油来降低摩擦。

但一般的润滑油都很“娇气”，热了会蒸发分解，冷了又会冻在一起。

怎么办呢？人们用锂的化合物制造了一些特种的润滑材料，它们的能耐很大，在零下五十度的低温里不会冻结，在二百度的高温下不会变成气体。

不管在烈日炎炎的赤道，还是在千里冰封的两极地区，它们都能胜任。

糖块能点燃吗？试试看：划亮一根火柴，把糖块放在火焰上，可以看到糖开始熔化，却并不燃烧。

这是怎么了，题目写错了吗？让我们再试试看，再划着一根火柴，把糖块放在火焰上，然后再往糖块上撤一些香烟灰，这时糖块就会像纸一样燃烧起来！为什么往糖块上撤一些烟灰就可以燃烧呢？原来在烟草中，含有许多锂的化合物，当烟草烧成灰烬后，锂就剩在灰烬中。

锂不但化学性质很活泼，还能当催化剂，用来加快一些化学反应，糖块能燃烧就是一个例子。

狼是一种凶猛的野兽，经常以牛、羊等家富为食，使牧人们伤透了心。

如果有一天狼能不吃羊，对牧人来说将是一件天大的喜事。

那么，狼能不吃羊吗？有些人会说，狗改不了吃屎，狼怎么会改掉自己凶恶的本性呢？先让我们看看科学家的实验吧。

科学家们发现，不管是人还是动物，只要吃了氯化锂药丸，都可以造成短时期内的消化不良。

利用氯化锂的这一特性，科学家便经常把这种药丸塞进羊肉里喂狼。

经过几次实验后，狼就倒了胃口，不再吃羊了。

一旦狼改了食性，可以遗传给后代。

因为狼吃了什么东西，它的奶汁就会有什么味道。

如果这样下去，很可能出现狼不吃羊的事情。

小朋友，你们相信吗？氢弹里装的是什么呢？也许有人会说：“氢弹里无非装的就是氢呗，这有什么问的”。

这个回答也对也不对。

说它对，是因为早期的氢弹都是用氘和氚的混合物作“炸药”，它们虽不是普通的氢，但仍属于氢的一类。

说它不对，是因为当今的氢弹里的“爆炸物”多数是氘化锂和氢化锂。

为什么氢弹里不用氘和氚呢？原来氘和氚很难生产出来，一个工厂一年也生产不了多少，而氘化锂生产起来却比较容易，而且氘化锂爆炸时放出的能量特别巨大。

举例来说，用几十公斤氘化锂放出的能量挖沟，足可以挖通一条巴拿马运河。

把氘化锂用在人造太阳上，每年消耗３２２公斤氘和６７６公斤锂，可以发电７０亿度，能把整个黑夜照得如同白昼。

由于锂的原子量很小，只有９、４，因此，单位重量的锂携带的电荷很多，可以说得上是电极材料之王。

用锂做成的电池，体积小、重量轻、输出功率大，工作温度范围宽，可以在零下五十五度的低温至七十五度的高温环境下使用，储存期长达十年，寿命是一般电池的十倍。

据悉，日本已研制成功可以充放电一千次的锂碳电池，它的直径只有两厘米，厚度就更小了，只有两毫米，看上去小巧玲珑。

如果用锂电池来开动电动汽车、既轻便又干净，而且充电时间只需十几分钟，行程却达几十万公里以上。

随着能源日益紧缺以及汽车废气排放规定的严格执行，锂动力电池车辆将会迅速增加。

最近，日本又研制出一种比纸还薄的锂电池，长和宽各是四毫米，厚度只有千分之三十四毫米，电池的负极就是金属锂。

这种电池可使用在计算器、电子表上，一次充电可工作二三百个小时，而且可以反复充电达两千次，性能依然保持不变。

现在，通信、潜艇、人造卫星、宇宙飞船等也都开始用锂电池作为电源，使产品和设备向微型化方向发展，展现了诱人的前景。

锂不仅是一种高能金属，而且具有其他多种独特的本领。

现在，全世界有超过一半的人晚上都要看电视，但电视机在播出精彩的节目时，同时会产生一些X射线，它会暗暗地损害人体健康。

这怎么办呢？锂可以帮助人们，它具有吸收X射线的能力，只要在显像管中加入适量的锂，大量的X射线就会被吸收，人们在看电视时就可以高枕无忧了。

用氧化锂单晶体还可以制成天文透镜，既能透过可见光，又能透过紫外线清楚地洞察茫茫宇宙的奥秘。

在制灯泡的原料中加入锂辉石，制出的灯泡会更加明亮、耐用。

用氢氧化锂配的锂基润滑脂。

既不怕热，也不怕冷，可以在较大的温度范围内工作，因而是一种良好的润滑剂。

此外，锂还可以制成药品，医治多种疾病。

锂不仅在其他领域大显神通，而且在医疗事业中也有用武之地。

各位小读者知道，精神病是一种严重的社会疾病，据统计，目前全世界患精神病的人数达几百万。

患精神病的人生活不能自理，是家庭的沉重负担。

因此，人们在很早以前，就在寻找一种能治疗精神病的“灵丹妙药”。

功夫不负有心人，到了本世纪四十年代，这种“灵药”终于问世了。

人们是怎么发现它的呢？在美国有一位著名的精神病医生，他小时候看到精神病人在发作时十分痛苦。

就暗自下决心，长大后一定要找到一种能治疗精神病的药物，来缓解病人的痛苦，他当了医生后，就专门研究精神病。

为了弄清楚精神病的病因，他把病人的尿液注射到小白鼠的身体中，小白鼠也得了精神病。

由于尿液中的主要成份是尿酸，于是他推想也许尿酸是导致精神病的“罪魁祸首”。

为了证实这一点，他就用尿酸来代替病人的尿液进行实验。

但是尿酸几乎不溶于水，很难把它移入小白鼠体内，因此他改用易溶于水的尿酸锂。

可当他把尿酸锂注入小白鼠体内时，却奇怪地发现，小白鼠的精神病非但没有加重，反而大大减轻了。

这大大鼓舞了这位医生，他继续用锂盐进行实验，最终发现，碳酸锂对精神病的疗效最好。

有的小朋友也许要问，为什么锂盐能治疗精神病呢？这是因为锂离子能消除患者身体中的尿酸毒性，使病人狂躁的心情平静下来。

自１９４９年这位医生发现锂盐能治疗精神病以来，有几十万的精神病患者告别了痛苦的过去，这不愧是医学上的伟大发现。

躲在食盐里的金属——钠食盐和我们的关系太密切了。

我们每个人天天都要吃盐，不吃盐就没有劲儿。

据统计，每个正常的人一天要吸收１０～２０克食盐，一年要吸收５～１０公斤食盐。

但你知不知道，在这雪白的盐里，还躲藏着一种金属呢？这就是钠。

在许多人看来，金属都硬棒棒、沉甸甸的。

可是金属钠，却是软绵绵的，比水还轻，用一把普通的小刀，就可以轻易地把它切开。

钠的化学性质非常活泼，很不安分。

它特别“喜欢”空气和水，一块银光闪闪的金属钠，只要在空中呆一会儿，就会失去光泽，周身披上一件灰白色的“外衣”。

原来表面的钠已与氧气和水蒸气发生了化学变化，生成了灰白色的氧化钠和氢氧化钠。

把一小块钠放在水中就会有气泡产生，过上一会儿，钠就不见了。

它躲到哪儿去了呢？原来它与水反应生成了氢氧化钠和氢气，氢氧化钠溶解在水中，我们当然就看不见了。

钠既不能放在空气中，也不能放在水中，那把它放在哪儿呢？人们发现钠对煤油不感兴趣，于是，就把它放在煤油中。

钠元素是地球的主要成员之一，分布十分广泛。

人们在食盐、土壤、水甚至高层大气中，都可以发现它的踪影。

然而，它的发现却比较晚，直到１８０７年，人类才第一次看到了钠的“庐山真面目”。

你见过彗星吗？人们观看彗星一般是在晚上，只见它拖着一条明亮的“大尾巴”，从天边摇曳而过。

人们看到彗星的时候并不多，著名的“哈雷彗星”，人们每过七十二年才能看到一次。

多么让人可惜呀！现在好了，科学家可以制造出彗星来，让人们大饱眼福，你再也不用担心看不见彗星了。

科学家们在宇宙火箭上装着一种特制的钠蒸发器，这种蒸发器能使金属钠迅速地蒸发，在宇宙空间几乎近于真空和没有重量的情况下喷出钠云。

钠云在日光的照射下可以变得很亮，同时由于逐渐扩散可以形成像彗星那样的形状。

钠云，不但可以模仿彗星，还可以帮助科学家进行研究。

科学家用照相或光电测量的方法，可以测量到钠云扩散的全过程，从而能计算周围物质的密度。

同时，在预定时刻发出钠云，使得人们能够直接对宇宙火箭进行光学观测，确定出它的位置和运行路线。

在１９５９年１０月，苏联科学家向月球方向发射“月球３号”火箭时，他们做了安排，让这颗卫星放出钠云做为可见的信号，说明它已进入预定的轨道。

当科学家们发射人造卫星时，大多数情况下都可以看到人造彗星，当你在观看时，可千万不要忘了这是钠的一大功劳呀。

人在太空中怎么呼吸呢？有的人会说，只要带上足够的液态氧就可以了。

实际上这个问题要复杂得多。

因为液态氧只能装在钢瓶里，这样，液态氧只能提供氧气，却不能使空气中的二氧化碳减少。

要知道，即使空气中的氧气含量很丰富，但如果人呼出的二氧化碳越来越多时，人最后还会中毒甚至死亡。

那怎么办呢？人们请来了金属钠，它能帮助人们在太空中进行呼吸。

原来钠在加热的情况下导入不含二氧化碳的空气，它就会和氧气生成一种叫作过氧化钠的固体物质，这是一个绝妙的“氧气仓库”。

当需要使用氧气时，只要把它暴露在空气中就行。

过氧化钠一遇上空气中的二氧化碳，就会和它发生化学反应，生成碳酸钠并放出氧气，空气中的二氧化碳越多，它就作用得越快，放出的氧气也越多。

人们再也不用害怕二氧化碳中毒了。

衣服脏了，手脏了，该怎么办呢？你肯定会说：用肥皂、洗衣粉洗洗就干净了。

那么肥皂和洗衣粉是由什么做成的呢？它们为什么能把衣服洗干净呢？原来肥皂和洗衣粉是用碳酸钠制成的，它可以和很多物质发生反应。

我们穿的衣服过几天后，上面就沾满了尘土、油污和许多其他的杂质，它们大多都不溶于水，所以光用自来水洗不干净。