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化学元素中的氦与锂


实验室k / 2018-12-06

       氦的英文名字是helium,太阳神的名字是Helios。氦是按照古希腊的太阳神赫利俄斯的名字命名的,这是因为关于它的存在的第一个线索是太阳光光谱中的暗线,这些暗线用当时已知存在的元素都无法解释。

氦的基本数据

       一个似是而非的观点认为,这种普通到用来给聚会用的气球充气的气体是在太空中发现的第一种元素。氦是一种贵族气体,称它们为贵族气体是由于它们不会与元素中的一般乌合之众互相反应,对几乎所有的化学键的形成都保持惰性和冷漠。因为它难以发生相互作用,用传统的湿法化学并不容易探测到氦。

       作为飞艇中氢气的取代物,完全不可燃烧的氦具有极多的可荐之处,其缺点是氦要比氢昂贵得多,并且能提供的升力也较小。但现在还有谁愿意乘坐最低廉的氢气飞艇去旅行呢?

       当今我们所用的氦是在把天然气从地下开采出来的时候从中提取的。但与其他所有的稳定元素不同的是,它不是在地球形成时就沉积在那里的,而是随着时间的流逝通过铀(92)和钍(90)的放射性衰变产生的。这些元素通过释放出阿尔法粒子发生衰变,而所谓“阿尔法粒子”只不过是氦原子原子核的物理学名称。所以,当你给一只聚会用气球充气时,你用来充气的原子在数亿年前只不过是巨大的放射性原子的原子核中的任意的质子和中子。坦白地说,那是很不可思议的,但还不至于像锂干预人的精神的方式那般怪异。

       氦通常是一种无色的惰性气体,但当有电流从中通过时它会闪耀出带有奶油状苍白的桃红色。一次性氦储罐能在聚会用品供应商店买到,但其中通常会加入氧气以防儿童一旦吸入而发生窒息。在氦氖激光器敞开的一侧可以看见氦闪耀着特有的桃红色光。从前面射出的激光是氖特有的红色。充氦的聚会用乳胶气球并不能持续很长时间,因为这种微小的原子很快就会逃逸。金属化的聚酯薄膜气球能持续数日而非数小时。


       锂是一种非常软、非常轻的金属,轻得能够能浮在水面上,具有如此技艺的仅有的另外两种金属是钠(11)和钾(19)。当它浮在水上时,锂会与水反应并以稳定、适中的速度释放出氢气(这一部分真正令人兴奋的事是从钠开始的)。

锂的基本数据

       尽管有这样的反应特性,锂还是广泛用于消费品中。锂离子电池中的金属锂向无数电子装置提供能量,从起搏器到汽车,包括笔记本电脑。锂离子电池能在不算很大的重量中包含巨大的能量,部分是由于锂的低密度。硬脂酸锂也作为广受欢迎的锂基润滑脂被用于汽车、卡车和机械中。

       关心这些事情的人会注意到一个有趣的事实:世界上只有一个地方拥有真正大量的可方便地开采的锂。如果锂离子电池电动汽车被广泛使用,那我们也许就要密切注意玻利维亚了。

       锂离子还有另一个非常奇妙的作用:它能使某些人的情感之舟保持沉静而安详。由于某些只能模糊地了解的原因,碳酸锂(它在体内能离解为锂离子)产生的镇定作用能够抚平躁郁症那时高时低的情绪波动。一个简单的元素能够对意识具有如此微妙的作用,证实了那些就像人类的情感那样复杂的现象如何最终为基本的化学过程所控制。

       锂是柔软的、具有反应活性的,并且能帮助事物保持平衡。那么,铍呢?好吧,我们只能这么说,是不同的。


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