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化学元素1
2012-09-09 | 阅:  转:  |  分享 
  
化学元素

例如,氧元素就是所有的核电荷数为8的氧原子的总称。化学元素能够互相化合,形成化合物,它们的数目几乎是无限的,但组成化合物的元素并不多,到1990年为止,已经确认的化学元素共有109种。其中,常温下是气体的有11种,它们是氢、氟、氯、氧、氮、氦、氖、氩、氪、氙、氡;常温下是液体的有两种,即汞和溴;其他元素在常温下都是固体。有28种是放射性元素,其中8种是天然放射性元素,20种是自然界极少存在或完全没有的,是用人工核反应制取的元素。

元素概念的演变最古老的哲学家都认为所有的物质都是由少数几种元素组成的,这些元素是空气、土、火、水,有的则认为元素是4种最原始的性质(热、冷、干、湿)的组合构成了万物。第一次为化学元素下了科学定义的是英国R.玻意耳,1661年,他在《怀疑派化学家》一书中指出:“它们(指元素)应当是某种不由任何其他物质所构成的或是互相构成的、原始的和最简单的物质”;“应该是一些具有确定性质的、实在的、可觉察到的实物,用一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物”。随着原子学说和原子结构理论的出现,明确了决定化学元素性质的主要因素是核外电子数和核电荷数,才有了阐明元素本质的现代定义:“具有相同核电荷数的同一类原子的总称。”

起源

大多数科学家能够接受的元素起源的假设是:“质子聚变和中子俘获是宇宙中形成化学元素的两个主要过程。”这种假设认为,宇宙中所有元素都起源于氢,它在非常高的温度下,发生聚变反应,形成较重的原子核,首先是氦,其次是轻元素(锂、硼、铍等),这一过程是质子聚变。氦原子轰击轻元素的原子,就会产生中子,这些中子被轻元素的原子核俘获,就形成较重的元素,从碳、氮、铁一直到原子序数为82和83的铅和铋,这一过程是中子俘获。这两种产生元素的过程仍在恒星内部继续进行。

存在只有少数化学元素以游离状态存在于地壳中,例如氧、氮、氦、氖、氩、氪、氙、氡、硫、铜、银、金、铂。大多数化学元素都以化合物(氧化物、硫化物、含氧酸盐)状态存在。对太阳和行星的光谱分析和对陨石组分的分析所得结果说明,宇宙中含量最多的元素是氢,占99%左右,其次是氦。地壳中含量最多的元素是氧。原子序数为偶数的元素比原子序数为奇数的相邻元素的含量为高。

脱发元素——铊铊是一种很有意思的金属,它是白色的,可是却会发出蓝色的光!把它放在空气中,不长时间就会变得灰暗无色。它很喜欢跟各种酸液相处,十分容易与硝酸和硫酸反应。但当你把它放进碱液中,它却很冷淡,把它捞出来后,就会发现它“毫发未损”。对于人们来说,铊是一种十分讨厌的元素,原来它最擅长的本领就是使人们脱发。当然,它也有很多好处,比如人们可以用它的化合物来制造备种农药,杀灭害虫,它在这方面也很有“一手”,原来用它制成的农药无臭无昧,很容易使各种害虫上当受骗。一个人的头发有几十万根之多,如果谁有一头乌黑发亮的头发,不但能御寒防晒,而且看上去会更加潇洒,增加美感。但头发的寿命可不能跟人相比,只有三至五年。平时掉几根头发是十分正常的事,然而成片成片地脱发就不正常了,人们把这种症状叫作“秃头”,更有意思的叫法是“鬼剃头”。有一年的夏天,在贵州某市附近的一个小村庄里,一位马上就耍出嫁的姑娘正对着镜子梳妆时,突然发现自己的头发成片成片地脱落,甚至露出了青灰色的头皮,美丽的长发姑娘顿成了一个秃头的尼姑,这怎么能受得了,她不由得放声大哭起来。真是祸不单行,福不双至。这个村庄在此后的几个月内,竟然又有七八十人得了类似的怪病。迷信的人们就说,这是鬼给他们剃了头。世上是没有鬼的,他们的头发又是为什么而脱落的呢?科学家们仔细研究了村子周围的环境,终于发现了这个“鬼”发师。原来村民们饮用的水源中含有大量的铊离子,它的浓度大大超过了正常的标准。材民们喝水时,铊离子就进入人体中,从而使很多人掉了头发。铊离子又是怎样进入水源的呢?原来在水的上游有一家化工厂,经常排放一些工业废水,这些废水中含有大量的铊离子,因而使得村民们的饮用水中含有许多铊离子。在1861年,英国化学家克鲁克斯在分析一些工业残渣时,从分光镜上发现了两条从来也没见到过的绿线,他知道这残渣里一定有一种人们还没有发现的新元素,就把它起名叫铊,即“绿树枝”的意思。在1862年时他把自己提炼出的这种东西送到国际博览会上,还获得了一笔奖金。不久之后,法国化学家拉密也发现了铊元素,并制出了纯净的铊。他在报刊上发表文章说,克鲁克斯发现的不是铊,而是一种铊的硫化物。克鲁克斯反驳说,他早就制出了金属铊。二人开始是写文章争论,后来越吵越凶,以至于打起了官司。后来,法兰西学院组织了一个委员会专门来调查这件事。最后这个委员会宣布,克鲁克斯是第一个用分光镜发现铊元素的人,但他没有制出单质铊,纯净的铊是由拉密制出来的。这才平息了他们之间的争吵。个夜晚十分漆黑,伸手不见五指。敌人趁着黑夜想发动一次偷袭,占领我军阵地。他们鬼鬼祟祟地接近了我军的阵地,越来越近,这时,只听指挥员一声令下,万枪齐发,打得敌人鬼哭狼嚎,抱头鼠窜。指挥员是怎么知道敌人的企图的呢?原来在阵地上有一只“神眼”在观察敌情,就像猫头鹰白天睡觉,晚上抓田鼠吃一样,它也是白天休息,晚上工作,天越黑它“看”得越清楚。这是怎么一回事呢?这只“神眼”是由氧化铊制成的,氧化铊有一个特异功能,它对人眼看不见的红外线很敏感。所以人们用它制成了光电管,来侦察敌情。到晚上时,先放出大量的红外线,红外线遇到阻挡之后就被反射回来,光电管就会接收到这些红外线,同时显示出阻挡红外线的物体的形状。敌人的行动就是被它发现的。碘和溴的发现一、碘的发现

法国化学家库特瓦(Courtois,B.1777-1838)出生于法国的第戌,他的家与有名的第戌学院隔街相望。他的父亲是硝石工厂的厂主,并在第戌学院任教,还常常作一些精彩的化学讲演。库特瓦一面在哨石工厂做工、一面在第戌学院学习。他很喜欢化学,后来又进入综合工业学院深造。毕业后当过药剂师和化学家的助手,后来又回到第戌继续经营硝石工厂。

在法国、爱尔兰和苏格兰的沿海岸,当春天风浪大作的时候,海生植物受到海浪和潮水的冲击,漂到浅滩上。在退潮的时候,库特瓦经常到那些地方采集黑角菜、昆布和其它藻类植物。回家后,把采集的植物堆集起来,使其缓缓燃烧成灰,然后加水浸渍、过滤、洽澄清得到一种植物的浸取溶液。库特瓦本想从这些溶液提取哨石和其它的盐类,因此就得对溶液进行蒸发,使其溶解的硫酸钾、硫酸钠、氯化钠、碳酸钠等依次结晶出来,可是在提取过程中,他发现铜锅被溶液腐蚀得很厉害。他想硫酸钾、氯化钠等物质是不会腐蚀铜锅的,是不是溶液中有什么新物质跟铜发生了变化?于是他将水溶液加热蒸发,氯化钠的溶解度最小,首先结晶出来,然后才是氯化钾、硫酸钾。由于海藻在燃灰过程中有不少的硫酸盐,被碳还原而生成了硫化物。库特瓦为了除掉其中的硫化物,就往溶液中加入浓硫酸。在蒸发母液过程中,库特瓦意外地发现,母液中产生一种美丽的紫色蒸气,象彩去一样冉冉上升,这一现象使他惊喜不已。最后,这种使人窒息的蒸气竟然充满了实验室。当蒸气在冷的物体上凝结时,它并不变成液体,而凝成片状的暗黑色晶体,并具有金属光泽。这是1811年的事。

制得这种晶体之后,库特瓦利用这种新物质作进一步研究,他发现这种新物质不易跟氧或碳发生反应,但能与氢和磷化合,也能与锌直接化合。尤为奇特的这种物质不能为高温分解。库特瓦根据这一事实推想,它可能是一种新的元素。由于库特瓦的实验设备简陋,药物缺乏,加之他还要把主要精力放在经营哨石工业上,所以他无法证实这种新物质是新元素。最后他只好请法国化学家德索尔姆和克莱芒继续这一研究,并同意他们自由地向科学界宣布这种新元素的发现经过。1813年德索尔姆和克莱芒,在《库特瓦先生从一种碱金属盐中发现新物质》的报告中写道:“从海藻灰所得的溶液中含有一种特别奇异的东西,它很容易提取,方法是将硫酸倾入溶液中,放进曲颈甑内加热,并用导管将曲颈甑的口与彩形器连接。溶液中析出一种黑色有光泽的粉末,加热后,紫色蒸气冉冉上升,蒸气凝结在导管和球形器内,结成片状晶体。”克莱芒相信这种晶体是一种与氯类似的新元素,再经戴维和盖·吕萨克等化学家的研究,提出了碘具有元素性质的论证。1814年这一元素被定名为碘,取希腊文紫色的意义。

1913年10月9日,在第戌学院为库特瓦举行了隆重的纪念大会,庆祝他发现碘100周年。同时在库特瓦诞生的地方竖立了一块纪念碑,以追念他发现碘的功绩。

二、溴的发现

科学研究既要有严肃认真的态度和精细的操作技术,又要有正确的指导理论和思想方法,才能收到好的效果;否则将走许多弯路,甚至真理出现在自己的眼前也会视而不见。德国著名的有机化学家李比希(Liebig,U.1803-1873)在研究工作中就出现过这样的现象。在发现溴的前几年,李比希接受了一家制盐工厂的请求,考察母液中含有什么东西?再分析的过程中,发现淀粉碘化物过夜以后变成黄色。他再将母液通入氯气进行蒸馏,得到一种黄色的液体,没有分析研究就判断是氯化碘,并把装液体的瓶子贴上氯化碘的标签。殊不知这种黄色物质并不是氯化碘而是溴。其实溴的化学性质和氯的化合物很不相同,他却勉强加以解释。后来他听说发现了溴,李比希知道自己错了,他将贴氯化碘标签的瓶子特别保存起来,作为研究工作中的教训。并且他常把这个瓶子给朋友看,以表明不加分析研究、不讲论证,而以先入为主的观念来对待科学,往往让很大的发现在眼前错过。李比希在自传中写道:“自此以后,除非有绝对实验来赞助和证实,他不自造学理了。”李比希这种勇于反省、勇于承认自己缺点的精神,是值得我们学习的。

法国化学家巴拉尔(Balard,A.J.1802-1876),1842年在研究盐湖中植物的时候,将从大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃烧成灰,然后用浸泡的方法得到一种灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉,溶液即分为两层:下层显蓝色,这是由于淀粉与溶液中的碘生成了化合物;上层显棕黄色,这是一种以前没有见过的现象。为什么会出现这种现象呢?经巴拉尔的研究,认为可能有两种情况:一是氯与溶液中的碘形成新的氯化碘,这种化合物使溶呈棕黄色;二是氯把溶液中的新元素置换出来了,因而使上层溶液呈棕黄色。于是巴拉尔想了些办法,试图把新的化合物分开,但都没有成功。巴拉尔分析这可能不是氯化碘,而是一种与氯、碘相似的新元素。他用乙醚将棕黄色的物质提出,再加苛性钾,则棕黄色褪掉,加热蒸发至干,剩下的物质象氯化钾一样。然后把剩下的物质与硫酸、二氧化锰共热,则产生红棕色的有恶臭的气体,冷凝为棕黄色液体。巴拉尔判断,这是与氯和碘相似的一种新元素。法国科学院于1826年8月14日,由化学家孚克劳(F-ourcroy,A.F.1755-1809)、泰纳、盖·吕萨克共同审查巴拉尔的新发现。他们认为:“关于溴是否是一种极简单的单体,今日我们更有知道的必要,我们已经做过的不多几次的实验也许还不足以证明它确实是极简单的个体,然而我们认为至少是很有可能的。巴拉尔先生的报告作得很好,即使将来证明溴并不是一种单体,他所罗列的种种结果还是能够引起人们极大的兴趣的。总之溴的发现在化学上实为一种重要的收获,它给巴拉尔在科学事业上一个光荣的地位。”但他们不赞成巴拉尔的命名,把它改称为溴,含义是恶臭。

1825年德国海德堡大学学生罗威(Lowig,L.1803-1890)把家乡克罗次纳的一种矿泉水通入氯气,产生一种红综色的物质。这种物质用乙醚提出,再将乙醚蒸发,则得到红综色的液溴。所以他也是独立发现溴的化学家。

磷-思维的元素“生活和思维的元素”。支撑人体的骨骼,化学成分便是磷酸盐。

人和动物非常需要磷,植物也非常需要磷。磷肥能够帮助庄稼的幼芽与幼根的生长,促进幼苗的发育,促进开花结实,使庄稼早成熟,籽粒饱满,结的果实又大又甜。

人体内的磷参与许多重要生理功能,如糖和脂肪的吸收以及代谢都需要磷。另外,对能量的转移和酸碱平衡的维持有重要作用。

磷的名字却有一段有趣的来历。金星比我们的地球更靠近太阳。当金星在太阳以西时,早晨金星比太阳早到达东方的地平线。当太阳出山时,他已闪耀在东方的上空。那时他就是“晨星”,在希腊语中为Phosphoros。意为“光亮”。当炼金术士从尿中分离能在暗处发光的物质时,称该物质为phophorus,他一度曾是那棵晨星的名字现在却成了磷这种元素的名字。

人体的磷来自植物。人体钙和磷是好朋友。钙满足需要,磷也会满足需要。由于食物种类广泛,人体磷的来源不成问题,故实际上并没有规定供给量的必要。

“鬼火”是怎么回事?

旧社会里迷信的人,还把“鬼火”添枝加叶地说成是什么阎罗王出现的鬼灯笼。

那么,“鬼火”究竟是怎么回事呢?原来人类与动物身体中有很多磷,死后尸体腐烂生成一种叫磷化氢的气体在空气中自燃,这就是旷野上出现的“鬼火”。

不管白天还是黑夜,都有磷化氢冒出,只不过白天日光很强,看不见“鬼火”罢了。为什么夏天的夜晚在墓地里常看到“鬼火”,而“鬼火”还会“走动”呢?夏天的温度高,易达到磷化氢气体着火点而出现“鬼火”,又由于燃烧的磷化氢随风飘动,所以,所见的“鬼火”还会走动。

磷,是德国汉堡的炼金家勃兰德在1669年发现的。按照希腊文的原意,磷就是“鬼火”的意思。

罪魁是谁(现名列宁格勒)的军装仓库,发生了一件奇怪的案件;军服上的锡钮扣,几天间忽然像得了什么传染病似的,全部都布满了黑斑。这墨斑不断扩大,没多久,一个个钮扣全变成灰色的粉末。“这是谁在捣蛋?”沙皇知道了这件事大发雷霆,勒令一定要把“罪魁”找出来。不久,“罪魁”被化学家们找到了。原来这是寒冷的天气搞的鬼。

锡非常怕冷。在通常温度下,白锡的晶体是稳定的,白锡是由一些四方晶系的锡晶体组成的。如果温度降得很低,锡晶体中的原子就会重新排列,从四方晶系向立方晶系转化,这时它的体积变大,整块的白锡就变成了粉末状的灰锡。人们常称锡的这种变化为“锡疫”。“锡疫”的速度与温度关系很大,即使在零度以下的冬天,你家的锡壶照样可以使用,这是因为从白锡到灰锡的转化很慢,以致于我们观察不到,但当温度降到零下40度以下时,自锡到灰锡的转化很快,一块自锡一会就变成一堆灰粉。另外这种“锡疫”是会“传染”的,如果你把患有“锡疫”的锡器与“健康”的锡器相接触,“健康”的锡器也会很快染上“锡疫”。因为少量灰锡的存在,可以大大加快白锡到灰锡的转变过程。

锡也非常怕热。当温度升高到一百六十度以上时,自锡又会转变为斜方晶系的菱形锡,菱形锡很脆,所以又称脆锡。

尽管锡这种金属有许多怪特性,但它在日常生活和工、农业生产中很有用。例如锡被人们称为“制造罐头”的金属。现在世界上每年生产的锡,将近一半用来制造马口铁片,而马口铁片最大的用途是制造罐头。罐头的出现,有近200年的历史,在十八世纪末和十九世纪初,法国的拿破仑,经常调兵遣将,侵略其它国家,他的军队到处遭到别国人民的反抗,使军队的食物供应大成问题。于是,拿破仑悬赏征求一种能够保藏鱼、肉和蔬菜的方法,以便军队远征携带方便。法国的一个名叫尼古拉.阿柏脱的青年想出一种方法:把食物加热后封存在密闭的玻璃瓶中,可以久存不坏,这就是罐头的发明。由于玻璃易碎,不便于携带,不久就出现了用铁皮做的罐头。铁皮又容易生锈,最后出现了用马口铁做的罐头。

问渠哪得清如许……这是在内蒙古大草原上广泛流传的阿尔山宝泉的故事。这虽然是一种神奇的传说,但现代化学家们发现矿泉水中溶解了大量的矿物质元素,对多种疾病是有特殊疗效的。现代医学研究表明,生理上不可缺少的矿物质化学元素,有十五种之多。钙能强筋壮骨,调适心跳频率、血凝速度和神经传导等功能;还可消除紧张,防止失眠。牛奶中含有丰富的钙质,睡前喝杯热奶,可催你进入梦乡。成人每天需八百毫克钙,孕妇需一千二百毫克。缺钙的人,骨骼易折。人体血液中,起输氧作用的血红素,就是一种含铁的物质。缺铁会引起贫血,使人气短、晕眩、倦怠,精力无法集中,影响工作和学习。芹菜等蔬菜、鸡蛋以动物的肝脏里,都含有大量的铁,但这还远远不够,还必须口服一些维生素E,作为补充。人们都有这样的体验,十一、二岁的孩子,女孩往往比男孩高许多。这是为什么呢?这个年龄的男孩,体内的锌元素,全部供性器官发育,再没有余力顾及骨骼的增长了。但青春期已过,男孩个儿突然超过女孩很多。“二十三蹿一蹿”,这句俗语是有一定道理的锌还能防止动脉硬化、皮肤疾病。缺锌可引起侏儒症、皮肤病等;癌症的成因,也与缺锌有关。应多吃一些富锌的食品,如海味、豆类、动物肝脏等。每天还可吃15至30豪克的硫酸锌或葡萄糖锌,以补偿人体发育之不足。钠、钾的作用,早为人们所熟知;氟可促进血红蛋白的形成,可使钙在骨骼和牙齿中积聚;碘可防治甲状腺肿,镁能使肌肉富有弹性;铬、硒等稀有元素,可使人长寿……人们为什么能生命不息?是矿物质化学元素的功劳。有人称颂矿物质化学元素是生命的源泉,一点也不过分。这正是“问渠哪得清如许?唯有源头活水来。”

拿破仑之死

近一个世纪以来,世界各国舆论对拿破仑之死众说纷坛,各抒已见。当时法国官方的死亡报告书鉴定为死于胃溃疡,而有人却认为他死于政治谋杀,更有人论证他是在桃色事件中被情敌所谋害。

近年来,英国的科学家、历史学家运用了现代科技手段,采集了拿破仑的头发,并对其成分及含量进行了分析。同时,他们又实地调查了当时滑铁卢战役失败后放逐拿破仑的圣赫勒拿岛,并获得了当年囚禁拿破仑房间中的墙纸。经过研究,英国科学家发表了一个分析报告,宣布杀死拿破仑的”凶手”是砒霜。

砒霜的学名叫三氧化二砷,是一种可以经过空气、水、食物等途径进入人体的剧毒物。拿破仑死前并没有吃过砒霜,也没有人用砒霜谋害过他(因为食用砒霜立即会死亡,而拿破仑是在囚禁过程中生病死的),因此,当英国科学家在宣布这个结论时,人们都感到十分分意外那么砒霜是如何使拿破仑中毒并死亡的呢?

原来,当年囚禁拿破仑的房间里,四周墙壁上贴着含有砒霜成分的墙纸。在阴暗潮湿的环境下,墙纸会产生一种含有高浓度砷化物的气体,以致使这间屋子里的空气受到污染,日积月累,年复一年,终于使拿破仑患慢性砷中毒而死亡。

英国法医研究所在化验拿破仑的头发时,发现在他的头发中,砷的含最已超过正常人的13倍。另据当年的监狱看守人记录有“拿破仑在生命的最后阶段,头发脱落,牙齿都露出了齿龈,脸色灰白,双脚浮肿,心脏剧烈跳动而死去”。这种症状完全类似于砷中毒的症状。因此,对拿破仑是死于砷中毒的结论就容易理解了。

微量元素功效大,过量危险却不小随着保健意识增强,微量元素日益引人注目。顾名思义,微量元素在人体内含量(或需要量)甚微,每人每日需要量在100毫克以下,别看量虽微,功能却巨大,且不能为他物所替代。目前公认为人体必需的微量元素共14种,即碘、铁、铜、锌、硒、氧、钴、铬、锰、钼、钒、锡、硅、镍。???谈到微量元素的生理功能,起码能与维生素、激素“平起平坐”,甚至超而过之。因为越来越多的证据表明,不少微量元素是体内催化剂——酶的激动剂。酶催化体内各种生化变化,为肌肉收缩、神经的传导、血糖的调节、营养物的吸收……没有酶就没有生命活动,而有些微量元素本身就是酶的构成成分,有些是酶发挥作用不可缺少的助剂。比如代谢蛋白质的精氨酸酶缺了微量元素锰就不能工作。???微量元素的确重要,却并非“多多益善”,正好相反,如是过量,反而“多多益恶”。???碘缺乏可引起甲状腺肿大(大脖子)人尽皆知。前不久,全国内分泌专家们指出:近年来国内甲亢、自身免疫性甲状腺病明显增多,可能与碘摄入过量有关。???氟可促进骨骼骨化,预防骨质疏松症,含氟的牙膏可预防龋齿。摄氟过量则走向反面,氟骨症表现为骨质疏松、牙釉质发生斑釉、牙质变脆、牙面有斑块。???铜参与血红蛋白合成,维持心血管系统的完整性,但铜摄入过量可能引起肺癌。???很容易让人想起维生素B12那可爱的粉红色,即是钴的颜色。其与造血有关,在啤酒中含量丰富。然而20世纪60年代中期在欧洲、美国和加拿大过量饮用啤酒人群中,发生过凶险的暴发性心脏病,随后研究证实,过量钴的摄入乃是元凶。钴可降低组织利用氧的能力。???锡为维持蛋白质正常结构所必需,但摄入过量不但引起贫血,并且还会损害肝脏。???硒具有双重性,既是抑癌剂也是致癌原,不过最近的研究以前者为主。???世间万事万物都有一个量变到质变的规律,真理超过一步就成了谬误,真理尚且如此,何况微量元素?微量则功效巨大,过量则出现毒性成了祸害,这就是我们要提醒消费者之所在。???用老话“物以稀为贵”来评述微量元素的功过,可能是最合适的。罗马帝国亡于铅?博物馆的陈列室里接着很多幅名贵的油画,其中有几幅雪景画得特别出色,白茫茫的大雪覆盖着天地,衬托出大自然中万物更加生气勃勃。但是过了多年之后,人们发现油画上的白雪变成灰色了,大自然也变得死气沉沉。用什么方法能挽救这些名画呢?聪明的化学家拿来一瓶双氧水,用棉花蘸双氧水,轻轻地在油画上擦拭,最后得到了起死回生的效果。油画上又出现了茫茫的白雪。要闷其中的奥妙,不妨做一个化学实验,来解释上面提及的现象。

将一张滤纸(吸水性好的其它白纸也行)贴在墙上,用毛笔蘸约0.5M的醋酸溶液,在白纸上写几个字,如“变色”然后取一块固体硫化亚铁,放人试管中,向其内加入浓度约为6M的盐酸深液,试管中产生一种硫化氢气体,你将试管口对准刚才写过字的地方,原来白色的纸上出现“变色”两个黑字。接下去你可用另一支毛笔,蘸3—4%的过氧化氢(双氧水)溶液,描一下“变色”两个黑字,马上,黑字消失了,重新变为白纸。????有了上面的实验基础,我们来看聪明的化学家解决问题的理论根据是什么。油画亡的白雪是用铅盐作成曲油彩画上去的.天长日久,组成白雪的铅盐和空气中的硫化氢气体反应,生成硫化铅从而使白色变为黑灰色。用双氧水擦拭,实际上是发生了氧化反应.将黑色的硫化铅变为白色的硫酸铅,使白雪重新出现。也许你会问,空气中怎么会有硫化氢气体呢?我们知道煤中含有少量的硫,石油产品中也含有硫,甚至动植物腐烂时也会产生硫的化台物,它们都是硫化氢的来源。尽管空气中硫化氢的量是很少的,但时间长了,会慢慢发生变化,使颜色发生改变。????上面的叙述给我们什么启示呢?原来在我们周围的政界,在我们的日常生活中,的确有许多疑难问题需要我们去解决,要用学到的化学知识去解决这些问题,是需要下一番功夫的,不但要积累书本知识,最重要的是自己要经常不断的实验,进行改革尝试,才会真正变得聪明起来。

人类使用铅已有四千多年的历史了,但是直到200年前,才知道铅是极毒的,最早用铅的是古代罗马人,他们用铅制成器皿贮存糖浆和酒,贵族们用铅制成管子引水,结果受铅毒害首当其冲的是他们。铅是—种慢性中毒的元素,因为它能置换骨中的钙,储存在骨中而不显任何坏影响,人不会注意到它,一旦它开始溶在血液中,中毒已经很深了。铅中毒会导致死胎、流产、不育和弱智儿。因此罗马帝国的贵族的出生率是很低的,铅中毒对罗马帝国的影响很大,以致有个历史学家认为罗马帝国是亡于铅的。

宝石的色彩通过化学分析和光谱鉴定,人们才知道,给宝石"打扮"得五彩缤纷的却是些金属。有的宝石只含有一种金属,有的含有几种金属元素,并且金属的含量也不尽相同,因此颜色也就各不相同。红宝石和墨绿宝石中,都含有金属铬;翠绿色的土耳其玉里面有铜;红玛瑙里面有铁。这些藏在宝石内部的金属的化合物,吸收了光线里的一部分色光,把其余的色光反射了出来,宝石的颜色就是由反射出来的光线的颜色决定的。有些宝石的颜色,还跟它们的原子排列有关。青金石的蓝色,翠榴石的黄绿色,就是由它们晶体内部原子的分布规律决定的。还有些漂亮的宝石,有时却是经过人工染色的。宝石染色的方法很别致。古时候的希腊人和罗马人,曾用过这样的方法加工玛瑙:先放在蜂蜜中煮几个星期,拿出来用清水洗干净以后再放在硫酸中煮几小时,结果染成了红色或黑色的带有条纹的缟玛瑙。乌拉尔居民的染色方法更是妙,他们把烟水晶嵌在面包里放到火上烘,就得到稀罕的金黄色烟水晶。今天,随着科学技术的不断发展,人们又邀请了镭射线和紫外线来参加宝石的染色工作。

古人对锡、铅、汞的使用探源231摄氏度。在自然界很少有游离状态的锡存在,它主要的矿石是分布在花岗岩上层的锡石(SnO2);铅是既软又重的银白色金属,略带浅蓝色,熔点为327摄氏度。因为它们的熔点都较低,提炼它们并不难,只要将锡石与木炭放在一起烧,锡便会被还原析出。正因为这样,锡很早就被发现,铅的发现可能是由于早期铅锡不辨,铅砂与锡石往往一起冶炼了。所以这时期青铜器就分成铜锡、铜铅、铜锡铅三个系统,锡、铅的冶炼和加工技术的那时是随着青铜冶铸技术的发展而发展的。人们在实践中发现,锡也具有良好的延展性,可以展成极薄的薄片,而且在常温下,锡还不易被氧化,由于这些性能,所以有时锡被用来包裹器具。埃及、印度人很早就用锡来镀铜器,在我国,也曾从殷墟出土过数具虎面铜盔,其中有一具很完整,内部的红铜尚好,外面镀了一层很厚的锡。镀层精美,至今光耀如新,这说明当时的人们已认识到铜外镀锡,不仅美观,还可防腐蚀,并且已掌握了镀锡的技术。铅的有些性质与锡不一样,铅在空气中,表面很快氧化,变成暗淡无光的灰黑色;铅和它的化合物都有毒,古人开始时不了解这点,后来人们在实践中发觉了这点,铅的使用范围逐渐缩小,一般只做明器,不再作饮食器。在纪元前,古人还知道汞。汞是常温下呈液态的金属。汞的希腊文原意是“液态的银”。汞在我国俗名叫“水银”,如水似银,形象地描绘了它的直观物理性质。在我国商代,人们已懂得利用汞的化合物来作药剂,医治癞疾。在自然界中,汞有时以游离态存在,形成银光闪闪的水银湖。更多的是以红色的硫化汞的形式存在。硫化汞在我国俗称为辰砂、朱砂。很早就被用作红色的颜料了。用硫化汞来提取汞的技术,人们很早就掌握,据《史记·秦始皇本记》记载,在秦始皇的墓中就灌入了大量的水银以为“百川江河”,而这些水银主要是从硫化汞提炼的。据说当时的马蜀妇女清因用硫化汞炼制水银而发财致富。由此可见,在这之前人们已熟由硫化汞炼汞的技术。在古希腊,人们在公元关七百年也开始采硫化汞以炼取汞,汞是极好的“金属溶剂”,它能溶解包括金、银、铜、锡等金属而生成汞齐。在山西长治的战国墓中,曾出土镀金的车马饰物,当时人们镀金就是采用金汞齐。可见人们对汞的这种性质已有了认识和有所利用。汞能溶金、银,在当时的人们看来,真有点不可思议,而显得很神异所以汞和硫化汞后来成为炼丹的重要原料。

化学元素符号的首倡者贝采里乌斯琼斯雅可比贝采里乌斯1779年8月20日出生在瑞典南部的一个名为威菲松达的小乡村里。他在发展化学中作出了重要贡献,他接受并发展了道尔顿原子论,他以氧作标准测定了40多种元素的原子量,他第一次采用现代元素符号并公布了当时已知元素的原子量表,他发现和首次制取了硅、铣、硒等好儿种元素,他首先使用“有机化学”概念;他是“电化二元论”的提出者。他发现了“同分异构”现象并首先提出了“催化”概念。他的卓著成果,使他成为19世纪的一位赫赫有名的化学权威。贝采里乌斯出身贫寒,自幼在逆境中生活与成长。其父是一位小学校长,在他出世不久,父亲就故去了。孤儿寡母生活艰难,母亲带着他改嫁了。后来,母亲与继父又生了一个小弟弟,取名斯文,时隔不久,一生坎坷的母亲又与世长辞。母亲死后,继父对这两个年幼的儿子毫不关心。因此,这一对异父同母的小兄弟实际上成了流浪儿。俗话说:寒门生贵子。贝采里乌斯从小就聪明过人,他没有上学的优越条件,却能坚持刻苦自学。成年以后,他和弟弟一起来到了乌普萨拉,他们一边干活谋生,一一边坚持自学。他曾到医院里去给医生当助手,还给人补过课。节衣缩食、勤俭生活使他积蓄下了点钱。利用这点钱他进入乌普萨拉大学读书。在大学里他学的是医学专业,但在学习中对化学产生了特别的兴趣。他有意地结识了该大学的著名化学家约翰?阿夫采利乌斯教授。贝采里乌斯强烈的求知欲和刻苦奋进的精神,深深地感动了这位名教授。他破例允许这名寒门弟子在实验室里自由地做各种化学实验。贝采里乌斯充分地利用老师提供的这一优越条件,不仅做了电流对动物的作用的奇妙实验,还重点地分析了矿泉水。他的工作受到教授的细心指导和热情帮助。在此几年前,他在医院里担任医生助手时,曾对矿泉水做过一些研究。如今,在教授的指点下,贝采里乌斯首先想把过去的那些分析结果重新通过实验检验一次,并尽量地加以完善。再从理论上加以概括,提出自己的见解,写成论文,用以攻取博士学位于1302年,他如愿以偿,以他对矿泉水的出色研究荣获了医学博士学位。时隔不久,他到首都斯德哥尔摩当了外科医学学校的一名普通助教,但这是一个没有工资报酬的职务。固为按照当时瑞典流行的制度,助教需要工作上几年以后,校方认为能够一心一意地工作时,方能得到一个有报酬的空缺职务。为了维持生活和继续从事科学研究,贝采里乌斯被介绍到一个大矿场主希津格尔家。他住在这里,同具有旺盛求知欲的希津格尔先生一起从事研究工作。他们对矿物进行化学分析,还研究一些感兴趣的化学理论问题。在希津格尔先生住宅的底层,设有专用的实验室,它的规模不大,但设备俱全,应有尽有。这期间,贝采里乌斯在研究中首次发现了金属铈。直到1806年5月,他被任命为化学讲师,生活费用才算有了保障,在27岁的时候给束了那段漂泊不定的生活。减轻了生活压力和精神负担,贝采里乌斯精力更加充沛。每天除了在实验室紧张地工作外,他还抽空编写了《生理化学》教科书。为了研究和著书立说,贝采里乌斯查阅了大量的化学资料。在查看文献时,他阅读了英国化学家道尔顿的一些论文,其内容主要是关于原子论和为确定原子量而做的一些初步实验等。他拥护原子沦,认为道尔顿的思想有着巨大的发展前途。他成了道尔顿的忠实信徒,但又觉得包括道尔顿在内的许多人,在文章中所引用的材料是不充分的。他认为应该进行更深入的测定工作,以求得各种元素原子量的真实值。1807年,贝采里乌斯被任命为斯德哥尔摩大学教授。一年后又当选为瑞典科学院院士。1810年,他还担任了卡罗林外科医学院的化学与制药学教研室主任。从此,他连续进行了20年的原子量研究工作。在1810~1830年间,贝采里乌首先把许多科学家的研究成果做了比较,确认水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,测得氧的原子量是16。随后他又以氧作标准来测定其它元素的原子量,从而使原子量的测定工作大大地简化了。他对当时已知40多种元素的2千多种单质或化合物进行了分析克服重重困难,终于取得了惊人的成果。1814年,他发表了第一个原子量表。1818年:贝采里乌斯所分析的数据更加丰富,更加精确,第二个原子量表内已列入47种元素。只是由于计算原则未变,使某些元素的原子量较实际值高了一倍到几倍。1826年,他发表的第三个原子量表、已全部完成了元素原子量的测定工作。除个别元素(如银、钾和钠)的原子量以外,几乎与现代值一样。到1830时,贝采里乌斯已重新列出一张原子量表,表上的原子量与现在所用的就完全相同了。贝采里乌斯在化学领域中影帧大的勋,是他首先倡导以元素符号来代表各种化学元素。他提出,用化学元素的拉丁文名表示元素。如果第一个字母相同,就用前两个字母加以区别。例如:Na与Ne、Ca与Cd、Au与A1……等。这就是一直沿用至今的化学元素符号系统。他的元素符号系统,公开发表在1813年由汤姆逊主编的《哲学年鉴》上。一年以后,在同一刊物上,他又撰文论述了化学式的书写规则。他把各种原子的数目以数字标在元素符号的右上角。例如CO2、SO2、H20……等等。贝采里乌斯关于元素符号及化学式的表示方法,远比道尔顿等人以往用小圆圈表示的方法简便、明确,因此,很快地就被科学界接受了。关于化学亲合力的研究,使贝采里乌斯建立起电化二元论的学说,贝采里乌斯旱年对电解过程做过仔细考察,特别是电解槽两极的电荷相反,电荷之间的吸引和排斥给他留下了深刻印象,促使他决心应用电学的上述观点来分析化合物组戌和化学反应的机理。经过更多的实验考察后,他于1811年,从电学的角度出发,提出一个被认为更合理的化学亲合力理论,即他的电化二元论。他根据电学中的二元性和实验证明的盐能被电流分解为碱和酸的事实,把酸碱的概念与电的极性联系起来,认为碱是由金属的氧化物形成,它带阳电:非金属的氧化物带阴电,能形成酸,在这两种氧化物之间,也有引力在起作用,相互作用的结果形成盐。例如氧化钙带阳电,二氧化碳带阴电,二者相互作用时形成碳酸钙。然后他又将这种极性推广到元素上面,他设想,每个原子都带有正负两种电荷,氧是负电性最强的元素,钾是正电性最强的元素,其它元素按其负电性(或正电性)的强弱介于二者之间。元素间之所以能相互作用,是由于它们带相反电荷相互吸引。例如负电性最强的元素氧被其它元素所吸引,从而同它们化合。但是,这样形成的氧化物却不是中性的,它们也带电。因为不等量的电荷是无法完全中和的。因此,如前所述,金属的氧化物带阳电,非金属的氧化物带阴电。按照贝采里乌斯的假定,物质粒子总是带电荷的,即使化合以后仍带电荷,物质相互作用的亲合力就是电的吸引力。把电看作是物质粒子的本性,这种认识比戴维只停留在表象的认识深刻得多。贝采里乌斯把物质的化学性和电性都统一在同一的物质属性内,通过物质的电性变化来认识物质的化学变化,把这两种变化有机地联系起来,这是对化学物质、对化学过程的认识的一个重要的思想发展。电化二元论基本符合电解的实际过程,叉对使盐类结合、酸碱中和作用的亲合力概念作了较满意的解释。这个理论简单明了,能说明许多化学现象,化学家们极易理解它。所以这一理论很快成为赢得绝大多数化学家赞同的流行理论。后来,随着有机化学的发展,特别是在研究取代反应中,电化二元论才逐步地显露出它本身的缺陷,受到了人们的批评,代之出现了新的学说。贝采里乌斯是当时最著名的分析化学家之一。他在测定原子量时,把许多新的分析方法、新试剂和新仪器设备引进分析化学中来,使定量分析的精确度空前提高。他对各种分析操作进行过细致的研究与改进。例如他曾指出,漏斗的锥角60度时过滤速度最快,而且滤纸不能高出漏斗,否则溶剂在滤纸边缘会很快蒸发,使沉淀难以洗净。贝采里乌斯对矿物学做过长期系统的研究。他在对矿物进行定量的全分析时,发现其中大部分是“硅质”(硅石)。硅质与其他金属的氧化物绪合成化合物,就是矿物的主要成分。贝采里乌斯把含有这种化合物的矿物,取名为“硅酸盐”。并对各种硅酸按其组成做了分类,这种分类沿用至今。1814年他发表了关于矿物新的纯化学分类法的论文,引起学术界极大重视,立即被译为英文和德文。同时在矿物研究中,他还发现过一些新元素。例如1803年发现铈;1817年发现了硒;1828年发现钍。另外还发现了硅、钫、钽、锗等等。贝采里乌斯还是开创有机化学研究领域的杰出化学家。1814年贝采里乌斯通过精确的实验证实,有机物也遵守定组成定律。这就开始了对有机物的深入研究。他最早引用了“有机化学”概念。但由于当时科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物,即只能从有机物制造有机物。这给了人们一种错觉,似乎有机物均属“有生机之物”或“有生命之物”,并只有在一种非物质的“生命力”的作用下才能形成,而不能在实验室里用化学方法合成。显然,这种“生命力论”及贝采里乌斯的电化二元论,都束缚了有机化学的发展。但是,当1828年维勒人工合成尿素之后,贝采里乌斯受到极大启发,他想到自己也曾发现过雷酸银和氰酸银,这是两种组成相同而性质不同的物质,当时误认是由于实验误差造成的。在维勒之后,他发现酒石酸和葡萄酸也有类似情况,于是他认为必须提出一个新概念。他说:“我建议把相同组成而不同性质的物质称为‘同分异构’的物质”。同分异构现象的发现以及从理论上的阐明,是在物质组成和绪构理论发展中迈出的重要一步,它开始了分子结构问题的研究,促进了有机化学的发展。贝采里乌斯还是一位伟大的化学教育家。他十分重视化学人才的培养。他曾编著化学教科书共三卷,于1816年初版后不久,即被译成法文和德文。在贝采里乌斯生前,该书在瑞典曾印行过五版。它是一部最完整、最系统和最通俗的化学教科书。在长达30多年间,成千上万的青年化学家们都读过该书。贝采里乌斯以其广博的知识和正确评价实验数据的洞察力吸引着科学家们。他总是不断地改造旧方法,创造新方法,并且毫不隐瞒地把自己的所有成就都写迸教科书里,给青年学者们铺成了前进的坦途。维勒等一大批化学家都曾师承于贝采里乌斯,他是当时国际上公认的化学权威之一。贝采里乌斯毕生专心致力于科学事业,他56岁才初婚。他的妻子约翰娜当时年仅24岁,是瑞典国务大臣波皮乌斯的一位千金,婚前贝采里乌斯被授于男爵爵位,结婚时,他们举行了豪华的婚礼。政府官员、科学家、社会名流以及他的学生们都来向他们表示祝贺。婚后,贝采里乌斯继续埋头于科研工作。他一边在大学里讲课,一边呆在实验室工作,并抽空编写《年度述评》1836年,他还在《物理学与化学年鉴》杂志上发表了一篇论文,首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念;又是他,1841年第一个提出了“同素异形”的术语。由于长期紧张地工作和经常接触有毒化学药品,贝采里乌斯的健康遭受很大损伤,积劳成疾,于1848年8月7日,在斯德哥尔摩病逝,享年69岁。他的逝世,不仅是瑞典人民的巨大损失,也是国际化学界的一大不幸。瑞典科学院和瑞典政府为他举行了隆重的葬礼。贝采里乌斯的名字,永远留在世界化学史上,他的伟大的科学的一生,将是后辈化学工作者的楷模。

锂与社会一、锂的存在、发现和制取???锂在地壳中约含0.0065%,其丰度居第27位。在海水中大约2600亿吨锂,人和动物体内也有极少的锂存在。体重70公斤的正常人体中,锂的含量为2.2毫克。目前自然界已发现含锂矿石达150多种。锂在自然界中存在的主要形式为锂辉石(LiAlSi2O6),锂云母[Li2(F,OH)2Al(SiO3)3]等,我国江西有丰富的锂云母矿。锂是在1817年被著名化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石的成分时发现的,贝齐里乌斯将其命名为锂。到1855的年本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才制得它,工业化制锂是在1893年由根莎提出的,锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。现在电解LiCl制取锂,仍要消耗大量的电能,每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。

???二、锂的性质及用途???锂具有高的比热和电导率,它的密度是0.53克/厘米3,是自然界中最轻的金属。它是非常活泼的碱金属元素,常温下它是唯一能与氮气反应的碱金属元素.自然界存在的锂由两种稳定的同位素63Li和73Li组成。锂只能存放在凡土林或石蜡中。锂在发现后一段相当长的时间里,一直受到冷落,仅仅在玻璃、陶瓷和润滑剂等部门,使用了为数不多的锂的化合物。锂早先的主要工业用途是以硬脂酸理的形式用作润滑剂的增稠剂,锂基润滑脂兼有高抗水性,耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锤润滑剂,就足以用到汽车报废为止。在冶金工业上,利用锂能强烈地和O、N、Cl、S等物质反应的性质,充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中,加入十万分之一到万分之一的锂,能改善铜的内部结构,使之变得更加致密,从而提高铜的导电性。锂在铸造优质铜铸件中能除去有害的杂质和气体。在现代需要的优质特殊合金钢材中,锂是清除杂质最理想的材料。1kg锂燃烧后可释放42998KJ的热量,因此理是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂,用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力,不仅能量高、燃速大,而且有极高的比冲量,火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。如果在玻璃制造中加入锂,锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的(每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃),加入锂后使玻璃成为“永不溶解”,并可以抗酸腐蚀。纯铝太软,当在铝中加入少量的Li、Mg、Be等金属熔成合金,既轻便,又特别坚硬,用这种合金来制造飞机,能使飞机减轻的重量,一架锂飞机两个人就可以抬走。Li-Pb合金是一种良好的减摩材料。

真正使锂成为举世瞩目的金属,还是在它的优异捕捉低速中子能力很强,可以用来控制铀反应堆中核反应发生的速度,同时还可以在防辐射和延长核导弹的使用寿命方面及将来在核动力飞机和宇宙飞船中得到应用。6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到氚,而氚可用来实现热核反应。6Li在核装置中可用作冷却剂。锂电池是本世纪三、四十年代才研制开发的优质能源,它以开路电压高,比能量高,工作温度范围宽,放电平衡,自放电子等优点,已被广泛应用于各种领域,是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车,行车费只有普通汽油发动机车的。由锂制取氚,用来发动原子电池组,中间不需要充电,可连续工作20年。目前,要解决汽车的用油危机和排气污染,重要途径之一就是发展向锂电池这样的新型电池。

??三、锂的化合物用途??锂化物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中,特别是用于搪瓷制品中,锂化合物的主要作用是作助熔剂。LiF对紫外线有极高的透明度,用它制造的玻璃可以洞察隐蔽在银河系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显象管。二战期间,美国飞行员备有轻便应急的氢气源—氢化锂丸。当飞机失事坠落在水面时,只要一碰到水,氢化锂就立即溶解释放出大量的氢气,使救生设备充气膨胀.当狼吃下含有锂化合物的肉食后,能引起消化不良,食欲大减,从而改变狼食肉的习性,这种习性还具有遗传性。锂盐可治疗癫狂病,己在临床上得到应用。动脉硬化性心脏病的发病率,与该地区饮食中锂的含量成反比。北京积水潭医院利用锂制剂治疗急性痢疾,疗效近90%。北京同仁医院采用锂制剂,医治再生障碍性贫血也有一定的疗效。用氘化锂和氮化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药,达到氢弹爆炸的目的。我国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂。LiBH4和LiAlH4,在有机化学反应中被广泛用做还原剂,LiBH4能还原醛类、酮类和酯类等。LiAlH4,是制备药物、香料和精细有机化学药品等中重要的还原剂。LiAlH4,也可用作喷气燃料。LiAlH4是对复杂分子的特殊键合的强还原剂,这种试剂已成为许多有机合成的重要试剂。有机锂化合物与有机酸反应,得到能水解成酮的加成产物,这种反应被用于维生素A合成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上,得到水解时能产生醇的加成产物。??人类对金属锂的应用目前已有了良好的开端,但由于锂的生产工艺比较复杂,成本很高。如果人们一旦解决了这些问题,锂的优良性能将得到进一步的发挥,从而扩大它的应用范围。

元素符号的命名化学元素的汉语名称的造字、读音一般都有其规律。在汉语里,化学元素的名称都是用一个汉字来表达的。有一些是沿用固有文字的,如,金、银、铜、铁、锡、铅等;有的是根据固有的字改变或增加偏旁而成为化学专用名称的,如碳、磷等;有的是从译音而创造的,如钠、锰、钨、钙等;有的是译意的,如轻气、养气、淡气等,后来又演变成氢、氧、氮,仍保持原字的读音。为了便于识别,现在我国通用的化学元素汉语名称里,凡金属元素除汞外均写作“钅”字旁,非金属元素则依其单质在通常状态下存在状态,分别加“气”、“氵”或“石”等偏旁。

化学元素的读音,一般都是按偏旁字来发音的。例如镁读作“美”,氟读作“弗”(fú),碘读作“典”等等。但也有不少例外,如氧读作“养”,钠读作“纳”,溴读作“嗅”。有些元素名称常被读错,例如,铬应读作“各”,却常误读为“洛”;氯应读“绿”(lǜ);却常误读为“碌”(lù);氙本应读“仙”,却常误读为“山”。

化学元素的外文名称,在命名时,往往都是有一定含义的。有的是根据元素的某些特性而命名的,例如氧的拉丁文名称是Oxygenium,意思是“成酸的元素”;氮的拉丁文名称是Nitrogenium,意思是“无益于生命”;其他如氯Chlorine(绿色,因为氯是黄绿色气体)、溴Bromine(原意是恶臭)、铯Caesium(天蓝色的意思,因为铯的光谱线中有一条天蓝色谱线)。

有的元素名称往往表示它是从什么物质里分离出来的。例如钠从苏打中来,定名Sodium,而拉丁文是Natrium;钾从草木灰中来,定名Potassium,而拉丁文是Kalium。

有的元素为纪念发现者的祖国、故乡而命名。例如,钋Po(Polonium,居里夫人的祖国──波兰)、镓Ga(Gallium,镓的发现者布瓦博德朗是法国人,法国的古称是“家里亚”)、锗Ge(Germanium,德国)、钌Ru(Ruthenium,俄罗斯)、铕Eu(Europium,欧洲)、镅Am(Americium,美洲),等等。

有的元素以科学家的姓氏命名,以纪念某位科学家。例如,锔Cm(Curium,居里夫妇)、锿Es(Einsteinium,爱因斯坦)、钔Md(Mendelevium,门捷列夫),等等。

有以星球命名的化学元素,如:氦He(Helium,太阳,这是因为天文学家从观察太阳光的谱线最早发现太阳里有氦,尔后才在地球上找到氦)、铀U(Uranium,天王星的意思,这是因为铀的发现,正值天王星被发现后不久),等等。

此外还有一些以“神”名命名的元素。如:钷Pm(Promethium,这个字来源于希腊神普罗米修斯,传说他从天上窃取火种送到人间。比喻从原子反应堆产物里得到钷,标志着人类进入了原子能时代)。

不过,自第103号元素铹Lr(纪念美国物理学家,回旋粒子加速器的发明者劳伦斯)以后,科学家对新元素的命名时而产生分歧意见,例如第104号元素,苏联人命名为Ku,借以纪念苏联核物理学家库尔查多夫,但美国人则命其名为Ru,借以纪念原子物理学家卢瑟福,以后还有第105号元素命名之争,结果这些元素的命名哪个也未取得国际科学界的公认。

1997年8月27日,国际纯粹和应用化学联合会发表正式文件,对101~109号元素重新定名。

我国在收到国际纯粹和应用化学联合会的文件以后,经全国名词委员会化学名词审定分委员会研究,决定重新拟定101~109号元素的中文名称,并提出了如下几个原则性意见:①101~109号元素名称仍采用以往使用的形声造字的方法;②避免与100号以前的名称同音,避免用多音字和怪异字,笔画要简单;③使用简化字;④所造之字符合汉语的文字规范。

1998年1月13日审定会最后确定了101~109号元素的中文定名意见,其名称使用的汉字已征得国家语言文字工作委员会同意。

104号元素定名为rutherfordium,是为纪念卢瑟福而设;105号元素定名为dubnium,是为纪念前苏联杜布纳研究所在合成该元素时作出过重要贡献;106号元素定名为seaborgium,是为纪念西博格而设;107号元素定名为bohrium,是为纪念玻尔而设;108号元素定名为hassium,是因为该元素首先在德国达姆斯塔特重离子研究所合成,该研究所位于德国的黑森州;109号元素定名为meitnerium,是为纪念奥地利女科学家迈特纳而设。迈特纳曾是与哈恩共同发现铀原子核裂变反应的科学家,为利用原子能作出了重要的理论和实践意义的贡献,哈恩因此而获得1944年诺贝尔化学奖,但迈特纳并未获此殊荣。但人们不会忘记这位作出过重大贡献的科学家,以她的姓氏命名109号元素,也可以说是一种迟到的荣誉吧!

关于元素符号的发展史,可以追溯到古希腊,那时人们已经开始用符号来记叙他们所谓的元素了。但当时不仅各国,甚至每个人所用符号也未尽一致。直到19世纪,道尔顿设计了一套用各式各样圆圈饰以不同图案或字母来代表各种化学元素(如图2-3)。那时已知元素只不过二、三十种,用这些符号来表示尚有可能,后来发现的元素种类逐渐增多,他所设计的元素符号就越显得粗笨、繁杂了。

瑞典化学家贝采里乌斯(J.J.Berzelius,1779—1848)于1818年提出用元素拉丁文名称开头字母作为化学元素符号的建议。如S—sulphur、C—carbonium、O—oxygenium等等。如果元素名称的第一个字母相同,就再加上名称的下一个(或再次一个)字母,如Si—silicon、Co—cobaltum、Os—osmium等,并规定了大、小写的要求。此外他还建议用元素符号来表示化合物的化学式,约定每一个元素符号在化学式中代表一个原子。他曾采用在符号上加圆点的办法来表示化合物中的氧,例如把二氧化碳记作C¨;氧化钙记作C·a,这种表示化学式的办法并没有流传很久,几经后人修改、创新,但几十年内并未在化学界得到统一。

直到1860年各国化学家商定在德国的卡尔斯鲁厄召开了一个代表大会,制定和通过了国际上统一的化学元素符号,这些符号一直沿用到今天。

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