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现代工业的基础——铁 我国是世界上最早发明冶炼铸铁的国家。 我国的考古工作者发现，远在公元前五世纪时，铁器就出现了，到了公元前三世纪，人们已开始普遍使用铁器，而且还有较高的冶炼铸铁的水平。 在１９５０年，考古工作者们在河南辉县发掘出战国时代的魏墓，发现里面有铁质生产工具九十多件，其中有铁犁、铁锄、铁斧、铁铲等。 从这些事实可以看出，我国的劳动人民早在三千年前的周代，就已知道了冶炼铸铁的方法，到了公元前三四世纪，铁器的使用已经十分普遍。 我国人民的铸铁术，在公元十一或十二世纪时，由阿拉伯人传播到了欧洲，直到那时，西方人才学会了怎样冶炼铸铁。 有趣的是，自春秋时起，我国就有了一个在现在看来十分滑槽可笑的官职，叫“铁官”，顾名思义，担任这一职位的人是专门来管理炼铁的，在那时还出现了一些专门经营炼铁的“铁商”。 到了汉朝，我国已普遍用熟铁制造工具来代替不耐用的铸铁工具。到了唐朝，铁的年产量达一千多万斤。而宋朝铁的年产量是唐朝时的三倍。明朝时，铁的年产量竟高达九千万斤以上。 明朝末年的杰出科学家来应星曾写过《天工开物》这本书，对我国古代的炼铁技术作了详细的介绍，而且还画了许多插图，作了细致形象的描绘。 说起来有些令人难以相信，人类最早发现的铁并不是冶炼铁矿的产物，而是从天空落下来的陨石。 陨石是含铁最高的金属混合物，由于它含有镍、铬等金属而具有抗腐蚀的性能，所以能长期保存下来。 每年都有成百上千吨的陨石降落到地球表面，其中铁的成分占了百分之九十以上。人们迄今发现的最重的铁陨石之一是“霍巴”陨石，它是远古时落到非洲的，大约有六十吨重。在１８９６年，一位著名的美国探险家在格陵兰岛的冰层中，发现了一块重三十三吨的铁陨石。这位探险家欣喜若狂，他历尽千辛万苦终于把陨石送到了纽约，至今仍然保存在那里。 十分凑巧的是，有历史记载以来最大的三次陨石的降落，都发生在本世纪。 其中有两次落在人烟稀少的西伯利亚。一次在１９０８年６月３０日，降落于通古斯，一颗巨型的陨石在上空爆炸，升起了蘑菇云，爆炸声在两千公里以外也能听到，据估计这个陨石在飞入地球大气层时的质量约有几十万吨！它使附近四十八公里范围内的无数树木倒下和烧毁，一千五百头野鹿死亡，甚至一百六十公里以外的房屋的玻璃窗也被震破。但由于陨星和地球迎面相撞，速度太大，没有为我们留下陨石。另一次是在１９４７年２月１２日，落下来的铁质陨石有一千七百四十五公斤重。 第三次就是１９７６年３月８日在我国东北吉林地区降落的世界历史上罕见的陨石雨。当天下午，宇宙空间一颗陨星顺地球绕太阳公转的方向，以每秒十几公里的速度坠入地球大气层中。由于这颗陨星与稠密的大气发生强烈的摩揉，当它飞到吉林地区上空时，燃烧、发光，成为一个大火球，随后不久就在天空发生爆炸。但没有造成任何伤亡和损失。最后一块陨石坠落到地面时，穿破了一点七米厚的冻土层，在地面上砸出了一个深三米、直径二米多的大坑，当时震起的泥土高达几十米。在后来收集到的陨石中，有三块重量超过了一百公斤，最大的一块重量为一千七百七十公斤。这大大超过了美国收藏的、１９４８年２月１８日落在美国、目前世界上最大石质陨石的重量（一千零七十八公斤）。 学过地理的小朋友就会知遭地球是由地核、地心、和地壳三部分组成的。可是，你是否知道地核又是由什么物质构咸的呢？ 不要发愁，只要你翻一翻科普小常识一类的丛书，就会找到答案。 原来地核又可分为“内核”和“外核”，内核是由固态的镍铁组成的，外核则是由液态的镍铁组成的。 不仅地核中含有大量的铁，地壳中铁的含量也不少，大约有百分之五，也就是说有７.５５×1017吨。在所有的金属中，铁的含量只比铝少。 地球真是一个铁的宝库。 大家都知道，指南针是我国古代人民的四大发明创造之一，可是，那时的人们是怎样发明出指南针呢？ 细心的小朋友会记得，我国人民很早就知道磁铁矿具有磁性这一特征。磁铁矿的这个性质是很好玩的，起初人们是拿在手上玩，后来觉得这样不过瘾，又想出了新花样，即把磁铁矿石用线悬空吊起来。在玩的过程中，人们逐渐发现，当磁石静止下来时，它的一头总是指着北方，另一头总是指着南方。 到了战国时代，由于战争此起彼伏，连绵不断，许多人民为躲避战乱，不得不迁徙到其他地方。可是，在行走时需要认清方向，要不然就到不了目的地。 怎么辨识方向呢？ 人们想到了磁石的特性，但用线悬吊起来的磁石虽然指出了南北方向，然而究竟哪边是南哪边是北呢？ 后来，有个聪明的人把磁石琢磨成一把汤匙的样子，放在一个平滑的青铜盘上，这把汤匙的柄就自指向南方，这样就制成了最早的指南针。 指南针在十二世纪时由阿拉伯人传到了西方，西方人把它用在轮船上，从而大大促进了海上贸易的发展，过了二百年，终于有了伟大的地理大发现，这大大促进了欧洲资本主义的迅速发展，而这一切，都是由我国人民在战国时发明的指南针所引起的。 有一些地理常识的人都知道，地球是一个大磁场，指南针之所以能告诉人们方向就是因为它受到了地磁的吸引。 可是，地球磁场又是怎么形成的呢？ 看过前面内容的小朋友就会知道，地核中有许多液态的镍铁。当地球转动时，这些液态的镍铁会形成一些从西向东的缓慢的涡流，这些涡流会产生电流，正像法拉第给线圈通电流会使线圈内产生磁力线一样，地心内的电流就产生了磁场。 然而，更让科学家们不可思议的是，地球磁场的强度在不断地变化。在近几百年的时间里，地球磁场的强度一直都在下降。自从１６７０年以来，它的总强度已下降了百分之十五，如果继续这样下去的话，到４０００年左右地球磁场就会变为零。就是说，在那时地球将没有磁场。 这以后会怎样呢？地球磁场的强度会不会继续下降呢？也就是说，南北磁极会不会倒转过来，磁北极位于南极圈，而磁南极位于北极圈呢？ 有趣的是告诉我们这个答案的是看起来不显眼的火山石。原来当熔岩冷凝时，它里面的结晶体会按磁场方向自动排列起来。 早在１９０６年法国科学家们就已发现，有些火山石的磁化方向与现在的磁场方向相反，当时人们以为这只不过是一种偶然情况。但到了今天，这些“泄密”的岩石告诉我们，地球的磁场不仅会倒转，而且已经倒转过好多次了。 钢铁放在空气中会生锈，这是人们在生活中见惯不怪的事情，一般不会带来什么灾祸。但在国外却发生了一件因钢铁生锈而使人死亡的飞来横祸。 在西方一家化学公司所属的工厂中，有一贮存氯化镁的钢质容器。有一次，因容器需要维修而停止了工作，人们排空了容器中的氯化镁，并把容器冲洗了好几遍。然后有两名工人进入这个容器中进行维修，但刚一进去就晕倒了，当人们发现后，立即把他们救出并送到了医院，一人经过医院的全力抢救后脱险，另外一人则不幸死亡。 是什么原因使那位工人死去的呢？难道容器中含有一种有毒气体？ 为了查明真相，人们对这个钢质容器内的空气进行了测定，但并没有发现任何有毒气体，然而，人们发现，这个容器中空气里的氧气含量却远远低于正常标准。 为什么容器中会缺少氧呢？ 原来，这是容器生锈的缘故。我们知道，铁在潮湿的空气中能和氧气发生反应，生成铁锈。容器中残留的氯化镁在铁生锈的过程中起了推波助澜的作用，即残存的氯化镁作为催化剂，使得铁生锈加快，从而使得容器内氧气的含量大量减少。后来人们在相同的条件下进行了类似的试验、用来做实验的老鼠被放进容器中时由于缺氧，很快就死亡了，这也证实了上面的分析。也许你会说，这件事的发生纯属偶然，怎么能用它来说明铁生锈的魔力呢？ 那么，再看看下面的几组数据：仅在１８２０～１８２３年这段时间内，就有７１８，０００，０００吨钢铁由于生锈而被毁掉了。据估计，全世界每年因锈蚀而损失的钢铁，占全年总产量的三分之一，以英国为例，锈蚀造成的损失一年就高达六亿英镑。 铁生锈的确具有极大的魔力，不过这是一种邪恶的魔力，因为它每年都要给人们带来上百亿美元的经济损失。 平常人们总喜欢把钢和铁连在一起发音，不管什么东西，只要含有铁，就把它叫做钢铁制品。 可是，在工业生产上，钢和铁是不同的两种东西，这是怎么一回事呢？ 原来，在工业上，铁是分为生铁和熟铁两种的。生铁的含碳量高，而熟铁中的碳的含量相比就特别少。而钢呢，它的含碳量比熟铁要高，但又低于生铁。因此，人们区分生铁、钢、熟铁时，主要看它们里面的含碳量。 随着含碳量的高低不同，它们的性能大不相同，用途更是有天渊之别。 生铁很脆，一般是浇铸而成的，所以人们又给它起了个名字叫“铸铁”，如以前常用的铁锅。火炉等，都是用它做成的。 熟铁中含的杂质很少，有很好的韧性，经得起千锤百炼，人们可以把它锻打成各种形状，所以就把它叫做“锻铁”，如铁勺，铁铲等，都是用它来制作的。 含碳量不高不低的钢既有很好的韧性，又有较高的机械强度，所以在工业上的用途最为广泛。大到汽车、轮船。 楼房，小到刀片、针、钢笔尖、表壳等都离不开它。 钢在工业生产中还有许多维生素“健身用品”，只要往钢中加进一些这类“用品”，就能使钢“脱胎换骨”，大大增强它的各种性能。比如，在钢中加人一些镍，就不会因气温高低而冷缩热胀，用它来制造各种精密仪表零件正合适；含有一些钨的钢，即使把它烧得通红，仍然坚硬如故；含有一些钒的钢，可把钢的弹性提高一倍，用它来制作各种弹簧，是再合适不过的了。 小刚的爸爸给他买了一件漂亮的新衬衫，穿了几天，洗干净后小刚发现在后背上居然长出了一条长长的铁锈。他急忙用水去洗，并且用了许多洗衣粉，可是怎么洗也洗不掉。 原来，衬衫洗好后，小刚把它撑在衣架上挂在铁丝上晾，可是淘气的风乘他不在时把衬衫卷起来挂到了生锈的铁丝上，于是后背上就印上了一条长长的铁锈。 小刚到了学校，一想起衬衫就很不高兴，成天无精打采。他的班主任是一位化学老师，见了小刚成天这样很奇怪，就问他有什么病。小刚就把这件事告诉了班主任。 班主任叫小刚不要着急，说他有办法。让小刚放学时去找他。 放学后，班主任交给他一瓶草酸，告诉他回家后拿出一些泡在水里，配成草酸溶液，然后再把染上铁锈的衬衫泡在溶液中搓洗，铁锈就洗干净了，最后再用清水把衬衫上的草酸清洗干净，因为草酸有腐蚀性，不能让它留在衣服上。小刚回家一试，果然，衬衫上的铁锈没有了。草酸为什么能除掉铁锈呢？原来，草酸能把洗衣粉无可奈何的锈锈中的铁夺过来，形成一种新物质，这种新形成的物质能溶解在水中，所以铁锈就被除去了。 许多妇女在初冬季节，就感觉天气很冷，进入严冬后更觉得冷，尤其是手脚几乎一直冰凉，还会出现头晕目眩、心悸耳鸣、浑身无力等现象。 为什么会出现这些现象呢？ 有句俗话说：“十位妇女九怕冷，脚暖妇女难寻着。”这说明怕冷是妇女的通病，这是什么道理呢？ 现代医学的飞速发展终于帮人们解答了这个难题。出现这些现象的主要原因是妇女摄人体内的铁质不足。据统计：上海妇女中，患缺铁性贫血的人占百分之六十以上。 那妇女为什么大多会患缺铁性贫血呢？ 原因在于育龄妇女的特点，一般比男性需要更多的铁质来合成红细胞，可是，通常膳食中的铁质数量难以满足妇女生理上的需要。由于缺乏铁质，使红细胞生长缓慢，引起红细胞输氧功能降低，使机体细胞得不到足够的氧来促进新陈代谢，并使得吸收的营养物质不能充分氧化，从而减少了热能的来源，导致人体怕冷。大家知道，脚离心脏最远，所以脚最怕冷。 用什么办法来改变妇女怕冷的现象呢？ 一般而言，只要服用含硫酸亚铁的药品。经过几个月的疗程就可治愈，但要注意服药期间切莫饮茶，否则铁质就不会有效地被吸收。另外，还要多吃一些鸡、鸭、猪肉、牛肉、动物血以及菠莱、蕃茄、红枣等食物。家中炒菜最好使用铁锅，这样可得到容易被人体吸收的二价铁离子。 墨水是各位小朋友离不开的学习用品，写字、做笔记、完成作业，每天都要用到它。墨水有好多种，比较常用的有纯蓝墨水、蓝黑墨水、碳素墨水和红墨水。 可是，你们是否知道，墨水是由什么东西做成的呢？ 今天，我们先向小朋友们介绍蓝黑墨水的主要成分。蓝黑墨水的主要成分是一种叫做揉酸亚铁的东西，然而，它既不是蓝色的，也不是黑色的，而是浅绿色的。用它制成的墨水写起宇来很不明显，这怎么办呢？ 人们又往这种墨水里面加进了一种蓝色的有机染料。这样蓝黑墨水就显出蓝色了。 看到这儿，有些小朋友会奇怪地问，蓝黑墨水怎么会只现出蓝色的呢？ 别着急，蓝黑墨水虽然呈现出蓝色，可当你把它写到纸上时，它里面的鞣酸亚铁就与空气中的氧气起了化学反应，变成了鞣酸铁，鞣酸铁是一种黑色的沉淀，所以写出来的字迹就是蓝黑色的。 世界万物都具有两面性：物极必反，可谓普遍哲理。人们对铁元素的研究就证实了这个规律。 铁是人体生命活力之源。它在人体内的含量很少，属微量元素。新生儿体中只有０.５克，成人全身也仅有２.５～３.５克左右，只不过是一个小铁钉的重量，可就这星星点点的铁，对人体的生命活动却起着至关重要的作用。 人体内几乎半数的铁集中在红细胞内，是形成血红素的主要成分，负责全身各组织器官的氧气运输和供应；大约有四分之一的铁分布在肌肉中，赋于肌肉以红色和力量；还有四分之一的铁储存在肝脏和其他组织细胞中，促进人体中的新陈代谢。 没有铁，人一分钟也不能活，缺少了铁，人就会面色苍白、贫血、乏力、气短体虚、浮肿，甚至引起全身多种脏器衰竭。 然而，人体内的铁多了也不是一件好事。越来越多的资料证明，人体内储存的铁越多，非但无益，反而有害。 科学家们研究发现，铁一旦被人体吸收，每天除经尿、粪、汗等排除少量外，几乎没有其他排除途径，体内多余的铁贮存在蛋白质中，形成了铁蛋白。过多的铁蛋白会促使不稳定的自由基破坏健康的机体组织而损害心脏。 在芬兰，有一家著名的大学对１９３１名４２～６０岁的男子进行了五年的研究，发现人体中铁蛋白浓度每增加１％，心脏病发作的危险就增加４％以上。 所以，因缺铁而贫血的人应多吃一些含铁的食物。相反，体内铁贮存过多的人应避免吃这些食物，也不应该用铁锅炒莱。 奇妙的晴雨花——钴 你见过这样的晴雨花吗？在晴天，它是蓝色的；即将下雨时，它变成了紫色；到了下雨天，又变成了玫瑰色。 这奇妙的晴雨花，并不是真正的花，而是用滤纸做的；人们把滤纸浸在二氯化钴的溶液中，晾干，做成花的形状。 为什么用二氯化钴浸过的滤纸会随着天气的变化而变色呢？ 原来，二氯化钴有这样一个古怪的脾气：在无水状态时，它显出来的是蓝色，而一旦吸水，形成含水的晶体，就变成了玫瑰红色。人们利用它这个怪脾气，制成了晴雨花。在晴天时，空气中的水分少，二氯化钴保持无水状态，所以显蓝色；即将下雨时，空气中水分增多，部分二氯化钴变成了含水化合物，红色与蓝色相混，显出来的是紫色；到了下雨时，空气中水份很多，绝大部分二氯化钴都成了含水化合物，于是，便显出了玫瑰红色。 人们根据这“花”的颜色的变化，就能预知晴雨，因此把它叫作“晴雨花”。二氯化钴，是钴的重要化合物。二氯化钴的颜色时红时蓝，金属钴却总是银白色的。它很坚硬，具有磁性，能被磁铁吸起。钴的化学性质很稳定，在常温下，把它放在空气和水中，无论放多久也不会有什么变化。但在加热时，钴会与氯、氧、硫等发生化学反应，生成各种化合物。 钴是金属中的“硬汉”，它十分坚硬，而且它的这种脾气还可以“遗传”到钴合金中。因此，在工业上，人们常常把它和其他的金属熔炼成合金。 钴合金的硬度比钴还要好，真是“虎父无犬子”。比如，人们把含有五分之四的钨、五分之一的钴和碳的合金，称为“超硬合金”，即使把它加热到一千度以上，它的硬度依然如故，所以人们常用它来制作车床上的切削刀具。 钴合金的另外一种性格是具有磁性。赫赫有名的永久磁铁，就是由钴、铬、钨、碳组成的钻钢。在一些特制的磁性合金中，钴的含量甚至占到了一半！另外，在一些耐酸、耐热的合金中，也常常要加入钴。 在南美的一个国家里，发生了这样一件怪事。一个牧民赶着羊群到了一个新的牧场，可是几天后，他发现自己的羊得了一种脱毛症，每天都要脱掉许多毛。 这是什么缘故呢？ 这个牧民决心弄清楚这种病的起因。他每天都要抽出许多时间来观察羊群的行动。他发现，随着时间的推移，羊的这种病越来越严重，有些羊的毛稀得都露出了肚皮。然而，奇怪的是，这群羊中有一只羊的毛却好好的，一点也没掉，这是为什么呢？ 于是这个牧民在放牧时就紧紧盯住这只羊，他发现这只羊在吃饱喝足后老要舔一种石头，莫非这石头里有什么文章？ 牧民拣了一块石头，把它砸成粉末，然后混在牧草中让其他的羊吃下去，这样过了几天，这些羊的脱毛症全好了。 原来，新牧场中的牧草缺少钴，而钴是动物体所必需的微量元素之一，它是维生素B12主要成分，维生素B12影响动物体中核酸和蛋白质的合成。羊毛是一种特殊的蛋白质，它受到维生素B12的影响更大。所以当羊群吃了缺少钻的牧草后，就使羊体内的维生素B12的合成不足，进而影响到蛋白质的供应，于是羊群就患上了脱毛症。 而那只羊之所以没有患上脱毛症，原因在于它喜欢舔的石块是一种钻矿石，它在舔的同时也吸旷了微量的钴。因此当牧民把这种矿石粉碎混在牧草中让其他羊吃下去后，羊体内由于吸收了足够的钴，于是维生素B12的合成恢复正常，它们的病当然也就好了。 钴有许多同位素，其中最能干的是钻（－６０）。举个例子来说，铀具有强烈的放射性，可是，把它跟镭放在一起，它的放射能力就微不足道了。而钴（－６０）的放射能力比镭又强多了。十七克放射性钴的放射能力就相当于一公斤镭的放射能力。 更奇妙的是，放射性钴还是恶性肿瘤的克星。一般人都知道，恶性肿瘤就是癌症，人们对它毫无办法。但放射性钴却是对付它的能手，它放出的射线能够破坏癌细胞的快速繁殖，进而抑制它们的活动能力。而且，它的“爱憎”也很分明，在治病时会把癌细胞和正常的细胞区别对待，因此不会伤害人体。 “不中用的铜”——镍 镍也是一种银白色的金属，十分坚硬，它的熔点比号称“不怕火”的黄金还要高出几百度。镍的本领在很多方面都超过了铜。可是，镍的拉丁文原意竟是“不中用的铜”，这是怎么回事呢？原来，最初人炼出的镍不纯，其中含有许多杂质，影响了镍的性能，人们却误以为镍没有多大用处，因而给它取了个不雅的名称：“不中用的铜”。 古巴是世界上最著名的蕴藏镍矿的国家。有趣的是，“天外来客”——陨石中也含有镍。人们估计，地心也有很多的镍。纯净的镍银光闪闪，不易锈蚀，主要用于电镀工业。刚笔插、外科手术器械等银光闪闪，就是因为表面镀了一层镍，既美观、干净，又能防止生锈。 在世界上，人们一直认为镍是瑞典科学家克朗斯塔特在１７５１年首先发现的。然而，实际上我国才是最早知道镍的国家。历史学家们发现，我国早在克朗斯塔特发现镍前一千八百年的西汉（公元前一世纪）就已知道用镍和铜来制造合金——白铜。那时人们主要用白铜来作马具、烛台、盘子等。我国古代制造的白铜器件，不仅畅销全国各地，还远销国外。秦汉时，在新疆西边有一个大夏国，与众不同的是，这个国家使用的货币，是用白铜做的，而用来铸造货币的白铜，就是从我国运过去的。至今，在波斯语和阿拉伯语中，还把白铜叫做“中国石”。 到了近代，东印度公司从我国广东购买了大量的白铜制品，运送到德国。一些不明真情的欧洲人以为这些东西是德国制造的，把白铜叫做“德银”，这完全是弄错了。那是德国人从中国学会了炼白铜的技术，大量进行仿造生产出来的。同样，中国炼制白铜的技术在当时也传入了瑞典，这样就使一些人以为镍是瑞典人克朗斯塔特首先发明的。 对一般人来说，合金是一种异常坚硬的、能传热善导电的物质。可是，令人不可思议的是，镍和钛的合金居然跟人一样，具有记忆功能。而且它的记忆力很强，经过很长时间，重复上万次都准确无误。 人们是怎么发现镍钛合金的这个“特异功能”的呢？在１９５８年时，美国的海军军需实验室要进行一次实验，实验中需要一种镍钛合金材料；于是秤学家们找到了一根弯弯曲曲的镍钛缆绳，他们先把缆绳加热，然后冷却下来，把它拉成直线，做成需要的合金材料。然而，奇怪的是，在实验中，当人们给这种镍钛合金材料加热时，它又变得弯弯曲曲的，跟它原来的形状一模一样。这引起了人们的兴趣，这次人们先把缆绳弯成了圆形，变冷后又把它拉成直线，再次加热，它又自动地变成了圆形。人们这才知道镍钛合金还有这么好的记忆功能。 镍钛合金的这种记忆功能有很多用途。比如，用它制成的机器人的胳膊会随着温度的变化，上下左右转动，显得十分逼真，就好像机器人真有感觉似的。镍钛合金在医疗上也有想象不出的作用。例如，把镍钛合金丝制成直径很小的弹簧形，使它在体温条件下，把自己的外形记住。然后再把它拉直，通过一根小导管，在X光照射的情况下，慢馒插入动脉内。导管中的镍钛合金丝在体温的刺激下，慢慢地会变成弹簧形，就像在动脉血管的内壁形成了一层衬套，从而能防止动脉内壁过薄而带来的危险。 在服装业中，镍钛合金也有用武之地。在制造妇女使用的文胸时，如果用镍钛合金取代钢丝支架，就能大大延长文胸的使用寿命。制造商根据每个妇女乳房的大小和需要，制造出在各种体温条件下的特定产品，这种产品即使经过多次的洗涤晾晒，只要一碰到记忆中的体温时，很快就能恢复原来的形状。 金属中的“贵族之家” 黄金贵重是人们都知道的。一方面是因为它的价格昂贵，另一方面是它的性能优越。“真金不怕火炼”，这说明它在高温下不会氧化，始终保持着原来的质量和金灿灿的光芒。所以黄金能长期保存不失重，不变色。 有没有比黄金更贵重的金属呢？ 有。铂系元素多数都比黄金贵。铂系元素是指位于元素周期表第八族中的六个元素，钌、铑、钯、锇、铱、铂。它们都是典型的贵重金属。在所有的金属元素中，铂系可以说是一个“贵族之家”了。 “贵族之家”的全体成员，在地壳中几乎全部都是以金属状态存在的，虽然有时它们也以硫化物和砷化物的形态存在，但总体上看来是无足轻重的。 它们在地壳中的含量不算很少，跟黄金差不多，有时还要多一些，但在地壳中住的过于分散，所以开采起来很不容易。比如从一吨含铂的矿石中，通常只能获得十分之一克的铂。因而人们把它们一家都列入了稀有元素的行列。 从外表上看，除了锇稍带一点浅蓝色外，其余都是一副讨人喜欢的银白色。从比重上来看，它们可以分为两组。钌、铑、钯比重都在十二左右，人们习惯上把它们“哥仨”称为“轻铂金属”，而锇、铱、铂，比重都在二十二左右，人们把它们称为“重铂金属”。 有意思的是，轻重两组中的老大和老大之间，老二和老二之间，老三和老三之间，性格十分相似。 比如两个老大——钌和锇吧，在两组中都是最难熔的，而且都硬而脆，不能忍受人们对它们进行加工；两个老二呢，熔点在两组中都居第二，人们能对它们进行一些加工；而最末的钯和铂，都是铂系金属中最易熔化的，它们的加工性能也是最好的。纯净的铂在冷轧时，甚至可以做成厚度只有万分之二十五毫米的铂箔，将二十张这样的铝箔叠在一起，才有一张普通的白纸那样厚。 在常温下，铂系金属对于绝大多数物质都不加理睬，只有在高温下，它们才变得活泼一些。有趣的是，多数铂系金属在高温下对于抵抗各种元素的腐蚀的本领，各有一套“绝技”。 比如，铂抵抗氧的本领，远比其他五个高明；而钌最善于抵抗硫的腐蚀；铱对付氯最有办法；而铑最不怕氟。 在化学“性格”上，铂系金属都表现出高度的稳定性。在上面所说的三对“弟兄”中，前两对的化学稳定性极高，别说一般的酸它们不怕，就是王水也奈何它们不得。第三对——钯和铂，相比之下稍微活泼一些：铂可以溶解在王水中，而钯就更活泼了，甚至浓硝酸和浓硫酸也能使它踪影全无。 铂最可贵的性质，在于它能加速许多化学反应的速度。因此，它被人们用作催化剂。 例如：在一只空瓶中装上氢气和氧气，在平常的情况下，即使放上几十年，它们也是不会起反应的。然而，只要往瓶中放一点铂粉，立即会爆发一声巨响，瓶子里闪耀着火花——氢气和氧气剧烈化合成水。你往瓶中一看，铂还是原来的样子，没发生什么化学变化。 铂竟然还有火柴的作用：本来，煤气灯都是用火柴来点着的，然而，如果在煤气灯口放一块铂，虽然铂是冷的，煤气灯也是冷的，可是，过了一两分钟，铂块居然发红了，煤气灯也点着了。这道理也和上面的实验一样：煤气和空气中的氧气在常温下很难化合，但有了铂作催化剂以后，它们就能直接化合，放出大量的热，使铂块发红，最后把煤气灯点着。 铂不但能催化许多化合反应，还能加速许多分解反应。例如，双氧水是医生常给病人消毒用的药水，平常像水一样，但只要撒进一点点铂粉，立即白浪翻滚，分解出大量的氧气。因此铂现在是化学工业上重要的催化剂。 如果说，气体能够溶解在液体中，这，你是会相信的：用作化学肥料的氨水，可不就是氨气溶解在水里制成的吗？著名的强酸盐酸，也是氯化氢气体溶解在水中制成的；空气也能溶解在水中，鱼类就是依靠溶解在水中的氧气来维持生命的。 但是，气体居然也能大量溶解在固体中。最突出的例子，要算是金属钯了。钯，是吸收气体的能手，尤其是善于吸收氢气。据测定，在常温下，一体积的把可以吸收七百至八百体积的氢气，这在所有的化学元素中，可以说是技高一筹。 大家知道，钯是块状的金属，但是，吸收了大量的气体后，它的身体会发生很大的变化，明显地胀大，变脆，有时还会裂成碎片。像海绵一样的错，吸收氢气的能力最强。在常温下，一体积海绵把可吸收入百五十体积氢气；一体积胶状的犯，甚至可以吸收一千二百体积的氢气。不过，把它加热到摄氏五十度，它就会把吸收的大部分气体“吐”出来。 “吃”饱了氢气的钯粉，放在空气中就能燃烧起来。不仅钯能吸收气体，它形成的合金也能吸收气体。 据科学家们用X射线研究表明，钯吸收大量的氢气后，内容结构会发生一些变化，而且，氢也不是以原子状态存在于钯中，而是形成了离子，所以，含氢的钯实际上是一种合金。 钯的这一奇怪的特性，在化学工业上有着重要的应用，人们把钯作为催化剂。在钯的催化下，可使液态的油脂加氢，变成固态，可以使不饱和的有机化合物，变成饱和的有机化合物。 小朋友，你们知道在元素的大家族中，谁的身体最重吗？ 这个问题的答案就是锇和铱。它们是最重的金属，也是最重的元素。每立方米的锇重达22．6吨，每立方米的铱重达22．5吨，它们的密度是铅的两倍，铁的三倍。 锇会与氧气发生反应生成四氧化锇，四氧化锇的气体，有一股特殊的臭萝卜似的气味，锇的命名，就是从这臭味而来的——锇的拉丁文意思就是“有臭味”。四氧化锇是一种剧毒气体，人的眼睛受到它的毒害后会双目失明。 四氧化锇是一种无机化合物。在一般情况下，无机化合物易溶于水，而难溶于有机溶剂。四氧化锇偏偏不是这样，它在有机溶剂中的溶解度，要比水中大得多。它的这个倔脾气在医学上很有用处，例如制造各种微小的动物组织的实验标本时，常常要请它帮忙。 铱跟锇一样，是一种十分坚硬的金属。在许多金属里，只要加进少量的铱，就能得到非常坚硬耐磨的合金。 现在保存在法国巴黎的大名鼎鼎的国际米尺标本，就是用含有百分之九十铂和百分之十铱的合金做成的。 铱的化合物，常常具有各种美丽的色彩，因此，铱的拉丁文原意就是“彩虹”。 你曾注意过这样一件事吗：在特制的金笔尖的头上，都有一粒银白色的小东西，而普通的钢笔尖上却没有。 这颗小圆粒就是锇铱的合金。金笔尖之所以比钢笔尖耐用，关键就在这粒银白色的“小点”上，因为金属锇铱的合金十分坚硬、耐磨，用作笔尖的“尖端”，就使笔尖更加耐用。据人们试验，如果把金笔尖和钢笔尖同时放在一块油石上磨，一小时后，金笔尖只磨损了七公丝，而钢笔尖却磨损了五百一十公丝。 |
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