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化學(xué)元素中的氦與鋰


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-12-06

       氦的英文名字是helium,太陽(yáng)神的名字是Helios。氦是按照古希臘的太陽(yáng)神赫利俄斯的名字命名的,這是因?yàn)殛P(guān)于它的存在的第一個(gè)線索是太陽(yáng)光光譜中的暗線,這些暗線用當(dāng)時(shí)已知存在的元素都無(wú)法解釋。

氦的基本數(shù)據(jù)

       一個(gè)似是而非的觀點(diǎn)認(rèn)為,這種普通到用來(lái)給聚會(huì)用的氣球充氣的氣體是在太空中發(fā)現(xiàn)的第一種元素。氦是一種貴族氣體,稱它們?yōu)橘F族氣體是由于它們不會(huì)與元素中的一般烏合之眾互相反應(yīng),對(duì)幾乎所有的化學(xué)鍵的形成都保持惰性和冷漠。因?yàn)樗y以發(fā)生相互作用,用傳統(tǒng)的濕法化學(xué)并不容易探測(cè)到氦。

       作為飛艇中氫氣的取代物,完全不可燃燒的氦具有極多的可薦之處,其缺點(diǎn)是氦要比氫昂貴得多,并且能提供的升力也較小。但現(xiàn)在還有誰(shuí)愿意乘坐最低廉的氫氣飛艇去旅行呢?

       當(dāng)今我們所用的氦是在把天然氣從地下開(kāi)采出來(lái)的時(shí)候從中提取的。但與其他所有的穩(wěn)定元素不同的是,它不是在地球形成時(shí)就沉積在那里的,而是隨著時(shí)間的流逝通過(guò)鈾(92)和釷(90)的放射性衰變產(chǎn)生的。這些元素通過(guò)釋放出阿爾法粒子發(fā)生衰變,而所謂“阿爾法粒子”只不過(guò)是氦原子原子核的物理學(xué)名稱。所以,當(dāng)你給一只聚會(huì)用氣球充氣時(shí),你用來(lái)充氣的原子在數(shù)億年前只不過(guò)是巨大的放射性原子的原子核中的任意的質(zhì)子和中子。坦白地說(shuō),那是很不可思議的,但還不至于像鋰干預(yù)人的精神的方式那般怪異。

       氦通常是一種無(wú)色的惰性氣體,但當(dāng)有電流從中通過(guò)時(shí)它會(huì)閃耀出帶有奶油狀蒼白的桃紅色。一次性氦儲(chǔ)罐能在聚會(huì)用品供應(yīng)商店買到,但其中通常會(huì)加入氧氣以防兒童一旦吸入而發(fā)生窒息。在氦氖激光器敞開(kāi)的一側(cè)可以看見(jiàn)氦閃耀著特有的桃紅色光。從前面射出的激光是氖特有的紅色。充氦的聚會(huì)用乳膠氣球并不能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)檫@種微小的原子很快就會(huì)逃逸。金屬化的聚酯薄膜氣球能持續(xù)數(shù)日而非數(shù)小時(shí)。


       鋰是一種非常軟、非常輕的金屬,輕得能夠能浮在水面上,具有如此技藝的僅有的另外兩種金屬是鈉(11)和鉀(19)。當(dāng)它浮在水上時(shí),鋰會(huì)與水反應(yīng)并以穩(wěn)定、適中的速度釋放出氫氣(這一部分真正令人興奮的事是從鈉開(kāi)始的)。

鋰的基本數(shù)據(jù)

       盡管有這樣的反應(yīng)特性,鋰還是廣泛用于消費(fèi)品中。鋰離子電池中的金屬鋰向無(wú)數(shù)電子裝置提供能量,從起搏器到汽車,包括筆記本電腦。鋰離子電池能在不算很大的重量中包含巨大的能量,部分是由于鋰的低密度。硬脂酸鋰也作為廣受歡迎的鋰基潤(rùn)滑脂被用于汽車、卡車和機(jī)械中。

       關(guān)心這些事情的人會(huì)注意到一個(gè)有趣的事實(shí):世界上只有一個(gè)地方擁有真正大量的可方便地開(kāi)采的鋰。如果鋰離子電池電動(dòng)汽車被廣泛使用,那我們也許就要密切注意玻利維亞了。

       鋰離子還有另一個(gè)非常奇妙的作用:它能使某些人的情感之舟保持沉靜而安詳。由于某些只能模糊地了解的原因,碳酸鋰(它在體內(nèi)能離解為鋰離子)產(chǎn)生的鎮(zhèn)定作用能夠撫平躁郁癥那時(shí)高時(shí)低的情緒波動(dòng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的元素能夠?qū)σ庾R(shí)具有如此微妙的作用,證實(shí)了那些就像人類的情感那樣復(fù)雜的現(xiàn)象如何最終為基本的化學(xué)過(guò)程所控制。

       鋰是柔軟的、具有反應(yīng)活性的,并且能幫助事物保持平衡。那么,鈹呢?好吧,我們只能這么說(shuō),是不同的。


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