有趣的化学金属元素
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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