鐵
鐵是唯一用它的名字命名一個時代的元素(另外兩個時代是石器時代和青銅器時代,這二者中的一個是由各類化合物組成的多種多樣的混合物,另一個則是合金)。鐵完全應(yīng)該得到這份榮譽。如果我們要用制造工具的基本材料來命名一個時代,鐵絕對是無可匹敵的。你可以證明我們在很大程度上依然處于鐵器時代。
當人們描述哪些金屬,諸如鋁(13)和鈦(22),更輕、更堅固或具有更強的抗腐蝕性時,他們總是拿它們與ー樣?xùn)|西,就是鐵來作比較,因為時至今日以鋼的形式出現(xiàn)的鐵仍舊是最重要的工業(yè)金屬。每當緊要關(guān)頭,當你要建造某種真正巨大的或者真正堅固的東西時,鐵就是我們選用的材料(一個例外是,當你制造的東西是要飛翔的時候,對于重量的考慮使得爭論傾向于使用更貴但更輕的金屬)。
鐵容易生銹這一事實是化學的許多壞名聲之一,要對每年數(shù)十億計的花銷負責。但鐵令人喜愛之處是它那極低的總成本以及它能夠形成各種各樣合金的能力。這些合金的范圍之廣令人驚異,它們的性質(zhì)能夠細致地加以調(diào)節(jié),從超高硬度到極大的抗張強度,再到高振動衰減性。鐵能夠方便地進行焊接、鑄造、機械加工、鍛造、冷加工、回火、淬火、退火、拉制等工藝處理,一般能夠形成其他金屬難以形成的造型并具有難得的韌性,這些都是其他任何金屬無法與之匹敵的。
作為一種金屬,鐵是如此重要,以至于鐵離子對于許多生命形態(tài)都是性命攸關(guān)的這一事實很容易被遺忘,諸如位于血紅蛋白的核心并負責我們血液中的氧氣輸送的那些鐵離子。因此,鐵是人體中最關(guān)鍵的微量成分之一。
在一些重要的酶的核心常??梢园l(fā)現(xiàn)金屬離子。對血紅蛋白而言是鐵,而對植物中非常相似的葉綠素分子而言則是鎂(12),在蜘蛛和鱟的藍色血液中是銅(29)。而在維生素B12的中心位置的則是鈷。
鈷
鈷是一個好幾年來弄得我的神經(jīng)很緊張的元素,我不能肯定這種情緒究竟有多普遍。在我的意識中,鈷主要是與核微塵污染聯(lián)系在一起的,毫無疑問其他很多人也這么想。但那只是鈷的一種特定的同位素鈷-60。雖然這種同位素的確是高放射性的,并且它是20世紀50年代大氣層核試驗產(chǎn)生的放射性塵埃中的致命成分,但普通的鈷是完全沒有放射性的。
實際上,鈷是一種很普通的金屬,其外表與鎳(28)相似,并且與在周期表中這個鄰近區(qū)域的其他元素一樣,被用作鋼合金的組分。鈷鋼是最硬、最堅韌的合金之一,用于制作鉆頭和鐵刀刀頭。
玻璃飾品愛好者知道鈷玻璃的那種深藍色,鈷玻璃可用來制造從瓶子到絕緣子的許多器皿。(不知道出于什么原因,有人熱心地收集老式電話線、電源線以及鐵路信號機上的玻璃絕緣子,并在eBay上開出了令人乍舌的高價。)
這種藍色源自添加到玻璃中的痕量鈷化合物,有著比廉價玻璃和溢價的古老玻璃絕緣子更為重要的用途。當用光譜儀進行測量的時候,如果出現(xiàn)強烈的鈉(11)原子黃色發(fā)射譜線的干擾,可以用鈷藍濾光片將其過濾掉,而其他顏色的光卻不受影響。
鈷和它的鄰居鎳在化學性質(zhì)上很相似,但鎳具有高得多的社會屬性,主要是由于它頻繁出現(xiàn)在美國人口袋中的緣故。