化学元素趣闻（六）

最轻的金属——锂

锂是瑞典化学家阿·阿尔夫维特桑在1817年首先在一种希有的岩石中发现的。按希腊文原意，锂就是“岩石”。

锂是所有金属中最轻的一种

锂是银白色的金属，非常轻。只有同体积的铝的重量的五分之一、水的二分之一。锂不只是能浮在水面上，甚至会浮在煤油上。如果一架飞机是用锂做的话，两个人就能抬起它！

实际上锂不仅不能被用来制造飞机，甚至不能用来制造茶匙

这是因为锂的化学性质非常活泼，能够和空气中的氧气化合，变成白色、疏松的化合物——氧化锂，完全丧失了原有的机械强度。用锂制成的茶匙，在第一次搅拌热茶时，就会“不翼而飞”，因为这茶匙被水“吃”掉了——锂和水激烈地反应，置换水中的氢，放出氢气，而它本身变成氢氧化锂，溶解到水中去了。

在自然界中，锂还算是比较多的一种元素，它占地壳总原子数的万分之二。在盐层、海水、盐湖、矿泉中，含有许多可溶性的锂的化合物。

锂被用于冶金工业上

在铜中加入少量的锂(十万分之五)，便能大大改善铜的性能：这是因为锂具有活泼的化学性质，能和氧、氮、硫等铜中有害杂质反应，起去气剂的作用。在铝、镁及其他金属中加入少量的锂，能够提高它们的坚固性和耐酸、耐碱性能。

锂的化合物也有许多用途

其中最值得注意的是锂的氢化物——氢化锂。当金属锂和氢气作用，就生成白色的氢化锂粉末。氢化锂能和水猛烈地反应，放出大量氢气。 一公斤的氢化锂和水作用，可以放出2800升氢气！因此，氢化锂可以看成是一个方便的储藏氢气的“仓库”，两公斤氢化锂和水作用放出的氢气，相当于一个压力为120一150个大气压的普通氢气钢筒中所装有的氢气。氢化锂还是热核反应的重要原料。此外，锂的一些化合物，在陶瓷工业上还被用作釉药。在玻璃工业上，用来制造乳白玻璃和能透过紫外线的特种玻璃。电视机的荧光屏玻璃，就是锂玻璃。在碱性路电池中加入氢氧化锂，能够大大提高它的电容量。

在植物体中，常常可以遇上锂的化合物。不过，它们对植物的处理作用，现在还不十分清楚。一些红色、黄色的海藻和烟草中，常含有较多的锂的化合物。当把烟草烧成灰烬时，锂就剩在灰烬里。锂能够作为催化剂，用来加速一些化学反应。有趣的是：你把火柴划亮，把糖块放在火柴的火焰上，这时糖只是开始熔化，但并不燃烧。但是，如果你在糖块上撒一些香烟灰，这时糖块就会象纸一样烧起来！这便是由于香烟灰中含有锂，而锂能够加快糖的氧化(燃烧)反应。

在动物和人体中，锂主要存在于肝脏和肺。

 

食盐里的金属----钠

    人天天要吃食盐

    在我国两千多年前的《管子》一书《海王篇》里，有这样一句话：“十口之家，十人食盐；百口之家，百人之盐。”可见我国在很早以前，便十分普遍地食用食盐了。过去，在我国西藏，甚至还把盐巴作为货币。食盐大都来自海水。在海水中，水占96％，各种盐类占4％，而其中食盐占海水总量的3％。世界上每年食盐产量达四、五千万吨！图37为我国塘沽盐场。人天天要吃食盐。据统计，每个正常的人一天要摄取10—20克食盐，一年吸收5—10公斤食盐。

    活泼的金属钠

    也许会使你感到惊讶：在这雪白的食盐里，却隐藏着一种金属——在酱油、咸菜、咸鱼中，都“住”着这金属呢！这金属就是钠。钠是英国化学家戴维在1807年发现的。

    钠是银白色的金属，比水还轻，十分柔软，可用小刀切成一块抉。不过它的化学性质非常活泼，一遇水便激烈地起化学作用，变成氢氧化钠溶解于水。人们利用钠强烈的吸水性，在工业上常用钠作脱水剂。另外，金属钠熔点低，在97.8就变成液体。液体钠是液体中传热本领最好的一种，比水银高十倍，比水高四十到五十倍，因此，在工业上用液体钠作冷却剂。在空气中，钠还会和氧气化合，变成过氧化钠。这样，在电子管工业上，人们还用钠作吸气剂——用它吸收管内残余的少量氧气。平常，钠总是被浸在煤油中，与水、空气隔绝。钠的性质和锂、钾相近，但由于钠最便宜，因此金属钠应用比它们广，常用它代替锂或钾。

    90％以上的食盐是用作化工原料

    当然，食盐中所含的钠，并不是金属钠。食盐，是最重要的钠的化合物——氯化钠。食盐除了作食用外，90％以上是用作化工原料：人们把食盐溶液电解，制得三种重要的化工原料——烧碱、氯气、氢气。用氯气和氢气可以合成氯化氢。氯化氢溶于水，便成了盐酸。

     钠的重要化合物

    烧碱是氢氧化钠的俗称，又叫苛性钠，因为它的腐蚀性非常强，是两大强碱之一(另一强碱是氢氧化钾)。衣服上如果滴上烧碱，会很快烂成一个洞。滴在皮肤上，皮肤会腐烂。曰子久了，甚至连盛烧碱溶液的玻璃瓶，也会被腐蚀、溶解，瓶壁上留下一个白色的圆圈。在工业上，烧碱大量用来制造肥皂、人造棉、各种化工产品和精炼石油。炼钢和炼铝，也要消耗大量的烧碱！据统计，制造1000个铝锅，约消耗20多公斤烧碱。

    另一个重要的钠的化合物是“纯碱”——碳酸钠，俗称“苏打”。最初，人们是从一些海生植物的灰中提取苏打，然而产量非常有限。现在人们用食盐、硫酸与石灰石作原料制造纯碱。我国化学工作者侯德榜，对制造纯碱的方法有重大的改进，创立了“联合制碱法”。玻璃、肥皂、造纸、石油等工业都要消耗成千上万吨纯碱。

    至于“小苏打”，则是碳酸氢钠的俗称。医治胃病的小苏打片，“苏打饼干”，便是用它做的。小苏打是细小的白色晶体，微有咸味，常用作发酵剂，因为它受热或受酸作用，很易放出二氧化碳气体，在面团中形成蜂窝状。

    还有一个“大苏打”，也是钠的化合物——硫代硫酸钠，又称“海波”。它主要用作摄影上的定影剂，因为它能与卤化银起化学反应，形成易溶于水的银络合物，冲走胶片上多余的感光剂，起定影作用。此外，也用于纺织工业上，用来除去漂白后多余的氧。在分析化学上，硫代硫酸钠是著名的还原剂。

    硫酸钠，俗称“芒硝”，用于玻璃工业，在医药上用来做泻药。

 

                 闪光灯中的金属——镁

人们也用镁粉来制成闪光粉、照明弹、焰火

夜晚当摄影记者给盛大的集会拍照时，常伴随着“咔嚓、咔嚓”的响声和一道道夺目的闪光。这闪光便是镁粉在燃烧。

镁是英国化学家戴维在1808年用电解法首先发现的。它的希腊文名称的原意为“美格尼西亚”，因为在希腊的美格尼西亚当时盛产一种名叫苦土的镁矿。镁与铝很相似，是银白色的轻金属，不过它比铝更轻些，一立方米的镁仅重1.74吨，只有同体积铝重量的三分之二。镁十分坚硬，机械性能也不错。

与铝一样，镁在空气中，它的表面也会迅速地氧化而失去光泽，同时生成一层薄薄的氧化膜，这层氧化膜很稳定，能保护里面的金属不再氧化。当镁在空气中燃烧时，还会射出耀眼的亮光来，要是在纯氧中燃烧，那白光更是亮得眩目。因此，人们便用镁粉来制成闪光粉(镁粉与氯酸钾的混合物)，供夜间摄影用。另外，人们也用镁粉来制成照明弹、焰火等。

大量用于飞机制造工业

最常见的镁合金，是镁铝合金，它含有5—30％的镁。镁铝合金，要比纯铝更坚硬，强度更大，而且比铝更容易加工与磨光，镁铝合金也格外轻盈，被大量用于飞机制造工业，成了重要的“国防金属”。在制造汽车及其他运输工具时，也常用到镁铝合金。据国外报导，1972年用于结构方面的镁合金比1971年有大幅度的增长。人们新制成含9％钇、1％锌的镁合金，又轻盈又结实，用于制造直升飞机零件。此外，在铸铁中加入0.05％的镁；还能大大增加铸铁的延展性和抗裂性。

镁的重要的化合物

氧化镁熔点非常高，达2800℃，是很好的耐火材科。砌高炉用的“镁砖”，就含有许多氧化镁，它能耐得住2000℃以上的高温。氧化镁也被用来制造水泥，氧化镁水泥不仅是很好的建筑材料，而且还常用来制造磨石和砂轮。如果把木屑刨花之类浸在氧化镁水泥浆里，加以压力，硬化后便成了坚固耐用的纤维板。这种纤维板很轻，隔音、绝热的本领很好，又能耐火。

硫酸镁是著名的泻药，它是一种无色结晶物质，很容易溶于水，味道很苦。当病人口服后，在肠道内它很难被吸收，但由于渗透压的关系，在肠内留有大量的水分，使肠容积增加，于是机械地刺激肌壁，引起排便。服用硫酸镁是较安全的，但剂量也要有一定限制，成年人每次约15—30克。硫酸镁也被用在纺织工业和造纸工业中。

镁原子是叶绿素分子中的核心原子

在生物学上，镁极为重要。因为它是叶绿素分子中的核心原子——在镁原子的周围，围着许许多多氢原子、氧原子等，组成叶绿素分子。在叶绿素中，镁的含量达2％。要是没有镁，就没有叶绿素，也没有绿色植物，没有粮食和青菜了。据估计，在全世界的植物体中，镁的含量高达l00亿吨。在土壤中施镁肥，可以显著地提高产量，尤其是甜菜。

人们从海水中提取镁

在大自然中，镁是分布很广的元素之一。在地壳中，镁的含量约为千分之十四。主要的镁矿有白云石、菱镁矿等。在石棉、滑石、海泡石中也都含有镁。特别在海水中，镁的含量仅次于钠。据计算，在全世界海水中，镁的含量高达60,000,000,000,000,000吨。