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        了不起的元素“兄弟”

        2019-02-06 04:00:11明香
        科普童話·百科探秘 2019年11期

        明香

        菜里的食鹽、美味的香蕉、洗臉用的香皂……我們幾乎每天都會跟它們見面。它們的大小、形狀、顏色各不相同,卻有一個共同點,都是由物質(zhì)組成的最小單位——元素組成的。你知道這些我們司空見慣的東西中,都有哪些元素嗎?

        草木灰中的發(fā)現(xiàn)——鉀

        19世紀(jì),化學(xué)實驗宣中有兩種最常用的試劑,一種叫“苛性草木灰”,另一種叫“苛性蘇打”,多數(shù)人認(rèn)為它們是不可再分解的物質(zhì),可有個人就不信邪,也就是化學(xué)家戴維。

        有一天,他拿出一套接著200多個電池的巨大電池組,把電池組連上導(dǎo)線,插入熔融的無水苛性草木灰中。結(jié)果,在和導(dǎo)線接觸的地方,出現(xiàn)了一些小小的火舌, 發(fā)出淡紫色的火焰,非常美麗。只要電路不斷火焰就一直跳舞,電流一停,火焰就立即熄滅了。

        戴維興奮極了:這個淡紫色火焰,就是新元素——鉀。

        我的脾氣很“暴躁”

        鉀是金屬中最活潑的,也是最強的堿性金屬。戴維用阿拉伯語中的堿將其命名為Kalium;當(dāng)時漢語用“甲”來命名,也是因為它是“最”活潑的金屬。

        “撲通!”把一塊金屬扔進水里,一般會立刻下沉, 然后安靜地躺在水底。但鉀不會這樣。鉀投進水后不僅不沉沒,還發(fā)出尖銳的嘶嘶聲在水面上“游泳”伴隨著美麗的淡紫色火焰。

        不僅如此,它在酸里會著火:在玻璃瓶中會腐蝕玻璃;在純氧中著火并發(fā)出強烈的白光;在酒精中著火;在冰上著火,能把冰燒成洞——只有煤油能讓“暴躁”的鉀安靜下來。

        火星巖石我來測

        “碳14”都聽說過吧?它能測定幾萬年以內(nèi)的年齡,相當(dāng)厲害。但如果將巖石熔化,分析其中鉀-40及氬-40的含量,能測定十萬年至46億年的年齡!這種方法被稱為“鉀氬年代測定”。1960年,英國考古學(xué)家在東非第一次使用鉀氬年代測定法,推斷出奧都威文化距今約175萬年。不僅如此,鉀氬測定還被“好奇號”探測車帶到了火星,測出一塊火星巖石的年齡在38.6-45.6億年左右。

        動植物都離不開

        1840年,化學(xué)之父李比希發(fā)現(xiàn),缺鉀的土壤長不出好的植物,植物需要鉀元素,尤其是瓜果等經(jīng)濟作物,對鉀的需求量特別大。所以,一直以來,氮、磷、鉀是三種最重要的化肥。人類也是離不開鉀的,多吃含鉀的食物,比如香蕉、牛油果、茶等,有助于預(yù)防高血壓。8周后,預(yù)言成真——發(fā)現(xiàn)了鈉!

        1807年,在戴維發(fā)現(xiàn)金屬鉀之后,曾有過預(yù)言:“大家之所以認(rèn)為鉀有問題(很輕,令人奇怪,不像金屬),那是因為我們看慣了舊金屬,我們一定會再發(fā)現(xiàn)幾種新金屬,將鉀和鐵之間的空隙完全填滿?!?/p>

        而僅在8周后,他的預(yù)言就成真了。戴維用同樣的方法分解了“苛性蘇打”,發(fā)現(xiàn)了一種新金屬。后來人們用古埃及語中的純堿(natron)給它命名:natrium.也就是鈉。

        驚艷亮相

        當(dāng)戴維仔細(xì)研究金屬鈉時,就發(fā)現(xiàn),鈉和鉀簡直就是一對“雙胞胎”太相似了:鈉雖然比鉀稍微硬一點,也不難用小刀切開;鈉也很輕,在水里不下沉;鈉也和鉀一樣與水反應(yīng),發(fā)出嘶嘶聲,只是沒那么劇烈,鈉也會安靜地待在煤油里面。唯一和鉀不同的是,它燃燒發(fā)出的光是黃色的。

        1807年11月19日,戴維在報告會.上讓鈉和鉀“亮相表演”,這哥倆”在水里游泳,在冰面上奔跑,向空中燃起黃色和淡紫色的焰火。所有人都震驚了!而戴維也得到了暴風(fēng)雨般的歡呼和祝賀,走上了人生的巔峰。

        嗨!每天都要見到我

        后來,人們才發(fā)現(xiàn),鈉是地殼里豐度第六高的元素,有2.6%,僅排在氧、硅、鋁、鐵、鈣之后。人們每天都要和鈉打交道。

        食鹽:氯化鈉,在地球上幾乎無處不在。海洋中的氯化鈉是最多的,所以海水是咸的。一克海水中含有0.01克鈉元素。如果你看到一只小鹿在舔石頭,不是因為它愛吃,它是在補鈉呢!

        香皂:碳酸鈉在水中顯堿性,容易和油脂反應(yīng)生成皂類,有很強的去污能力。

        食品:小蘇打(碳酸氫鈉)容易受熱分解,釋放出二氧化碳,讓饅頭、面包、油條等食品更加蓬松。

        動手試一試

        鈉燃燒發(fā)出的光是黃色的。試著用小勺子

        將自己家的食鹽放一點到火中,看看是不是出現(xiàn)一陣美麗的黃光?

        其實,鈉和鉀都屬于堿性金屬,它們還有4個兄弟,分別是鋰、銣、銫、鈁。下面哪一條不是堿性金屬的共同點呢? ()

        A.化學(xué)性質(zhì)非?;顫?。

        B.都穿著銀白色的漂亮衣服。

        C.都能和水發(fā)生激烈的反應(yīng),生成強堿性的氫氧化物。

        答案:B

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