鐿
美國加利福尼亞的伯克萊市,俄羅斯的杜布納市和德國的達姆施塔特市都曾經(jīng)非常努力地工作,以期得到以自己名字命名的元素。實際上,它們中的每一個都必須在巨大的粒子加速器中從無到有地制備自己的元素。
所有這3種元素——锫(97),钅杜(105)和鐽(110)(元素berkelium(锫)、dubnium(钅杜)、darmstadtium(鐽)是分別以發(fā)現(xiàn)它們的城市的名字Berskeley(伯克利)、Dubna(杜布納)、Darmstadt(達姆施塔特)命名的人造元素)都是壽命短得可憐的實驗室稀珍,那么的確能讓人氣得咬牙切齒的是,竟有多達4種漂亮的,穩(wěn)定的元素是以瑞典的伊特比村(Ytterby)命名的,這些元素就發(fā)現(xiàn)在它的周圍。釔(39)、鋱(65)、鉺(68)和鐿(元素Yttrium(釔)、terbium(鋱)、erbium(鉺)、ytterbium(鐿)的英文名字分別來自它們發(fā)現(xiàn)的地名Ytterby(伊特比)的部分字母)竟然在伊特比村外的同一個礦內被發(fā)現(xiàn)!
鐿的主要用途是作為激光器的摻雜劑,它創(chuàng)造的色心起著儲存能量的作用,其方式與鉺在光纖放大器中的作用差不多,這已在鉺元素的部分中描述。
在激光器的空腔諧振器中,數(shù)量巨大的原子將它們的行動協(xié)調到只有在量子水平才能達到的完美程度:每個光子都具有憲全相同的波長,并與其他光子的相位完全相同,以單一連貫的光束一起傳播。這不僅僅是真正的高聚焦光,而且是一種完全不同的光,一種只能用量子力學的絕對令人困惑的定律來解釋的光。
镥
關于镥最為精彩的事情,同時也是關于鑭系稀土元素最不美妙的事情,就是镥是鑭系元素家族的最后一個成員。在之后我們就能回到第六周期過渡金屬的那個動態(tài)的、多樣的世界中了,那是關于密度(第76、77號元素鋨和銥)、溫度(第74號元素鎢)以及傳奇(第79號元素金)的極致家園。但現(xiàn)在我們依然陷于稀土元素之中,而镥在其中又不是最為突出的。
你也許會問,為什么所有的稀土元素都如此相似,幾乎完全可以互換,以至于許多年來它們的一些混合物會被認為是單個元素的純凈標本?
在某個特定元素的原子中,電子排列在同心的“電子層”內。量子力學的不可思議意味著我們不能認為電子具有確定的實際位置——它們更像是可能性的“云”,在學術上被稱為概率分布。但為了便于從化學上理解,我們可以想像某些電子在靠近原子核的地方度過它們的時間,而另一些則生活在更接近外部的電子層中。
化學主要是關于最外層電子的故事。最外層具有相同數(shù)目電子的元素趨向于具有類似的化學性質。實際上,這是勾勒元素周期表的基本原理——同處于某一列的元素具有相同數(shù)目的價電子。
在周期表的絕大部分,當我們從一個元素轉到與之相鄰的下一個元素的時候,每次都增加一個新的價電子,從而給予每個新元素獨一無二的特性,但在稀士元素范圍內,取而代之的是電子被填充到內部電子層中:從57號到71號的每一個稀土元素最外層的6s軌道多都是充滿的,而深處的4f軌道則具有不同數(shù)目的電子,這只能最低程度地影響元素的化學特性。(與化學有關的東西不會那樣簡單。例如,釓將一個電子放在5d軌道內而不是放在4f軌道內,這使它與鄰居們相比具有略微反常的化學特性和磁特性。)
由于每一個稀土元素最外部的電子層都具有相同的結構,所以它們的化學特性都很相似。但磁特性遵循的是一套完全不同的規(guī)律,包括所有的電子而不僅僅是外層電子。所以,雖然稀土元素缺乏化學上的多樣性,但這一點可以由它們充滿想像力的磁特性加以彌補。
某些時候你會發(fā)現(xiàn)被描述為最貴重的元素或最貴重的稀土元素,但這一信息已經(jīng)過時了。雖然镥依然不是特別便宜,但現(xiàn)代分離方法已經(jīng)使我們能夠得到合理數(shù)量的镥。雖然如此,但并非任何人都能輕易打開門就買到這種東西。
關于镥沒有更多可說的了,所以就轉到鉿吧。