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《元素家族》
最轻的金属
鲁超   
得票 560 阅读 3143 评论 2

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我们终于要谈到第一种金属元素:锂,它的主要特点就是“轻”,密度只有0.534克每立方厘米,比煤油还轻,更不用提水了,它是最轻的金属。

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【锂轻到在煤油里也能浮起来,如果不是它的化学性质过于强烈,简直是飞行器理想的材料。】


虽然如此,第三号锂却是宇宙大爆炸产生的最重的元素了。但它在宇宙中的丰度却比氢和氦少的太多,不成比例,这被称为“宇宙学锂差异”。更让天文学家感到奇怪的是,老恒星里的锂很少,反而是一些年轻的恒星里的锂更多。

天体物理学家仔细研究后发现,恒星这座元素的大熔炉无时不刻都在发生核聚变反应,将较轻的元素聚变为较重的元素。氢和氦确实能聚变成锂,但锂会继续和质子(氢原子)结合生成两个氦原子,这种核反应只需要240万度就可以发生,而这是很多恒星都可以轻易达到的温度。因此,锂实际上是氢聚变成氦的催化剂。

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【由于锂的这种核反应性能,太阳上锂的丰度甚至比地壳里还要少。】


地壳里的锂比太阳要多一点,但跟其他元素相比还是太少了,只有0.2ppm左右。所以,人类发现它也很晚。

1800年左右,瑞典发现了一种矿石,人们叫它“Petalite”,现在翻译为透锂长石。1817年,贝采尼乌斯的徒弟埃维森仔细研究了这种矿石,发现其中含有一种与戴维发现的钠、钾类似的新元素,只是这种新元素形成的碱和碳酸盐的溶解性较差。贝采尼乌斯认可了徒弟的发现,由于这种新元素是从矿石中提取出来的,类似于钠、钾分别用苏打和草木灰中而命名,老贝用希腊文中的石头“lithos”给新元素命名“lithium”,译成中文就是锂。

【锂的发现者,瑞典人埃维森。】


19世纪的科学技术筚路蓝缕,锂元素默默无闻。进入20世纪后半叶,锂竟然变成一种很有用的元素,有些奇妙的应用简直让你难以想象。


一、让我们的生活更加轻便:锂电池

自伏特发明最早的电池——伏特柱开始,电池就逐渐成为科学实验、生活起居不可缺少的一部分。到了20世纪70-80年代,最受重用的是铅蓄电池和碳锌电池。铅蓄电池当时主要在机车里面用,而碳锌电池主要在我们日常生活的家庭电器中使用。在20世纪初的时候,就开始有人提出锂电池的概念了,在相同条件下,锂作为负极的电极电势更小为—3.04伏特。这意味着正极材料相同,一单位的锂电池能产生的电压更高。此外,锂的密度小,转运相同电子,金属锂的质量比其他的金属小,根据能斯特方程可以推算,锂电池的能量密度非常高。


【轻便动力强的锂电池。】


上世纪80年代以后,锂的开采成本大幅度降低,锂电池开始商业化。1992年,索尼公司研发出了可以充电的锂离子电池,这使得电子产品轻便化成为现实,在接下来的十几年里简直是改变了世界。

【当我们在咖啡厅惬意的一边喝下午茶,一边用薄若蝉翼的笔记本电脑回邮件的时候,必须要感谢锂。】


【苹果的Iphone 6s,一部手机集成如此多的功能,在20年前几乎不可想象。锂离子电池让这一切成为可能。】


【借此给家乡产业做做广告吧,锂离子电池在汽车电动化的进程中也将扮演重要的作用。】


过氧化锂:潜水兵的生命线

由于锂特别轻,所以过氧化锂可以在潜水艇里用于氧气的发生器。同样的原理,过氧化锂也可以用于太空飞船里。

【潜水艇里都会携带轻便的过氧化锂。】


两弹元勋使用的热核材料:氘化锂

【你能想象到吗?中国的第一颗氢弹采用的是氘化锂。】


未来的减肥元素:锂

科学家发现狼吃了含锂的化合物以后,会食欲不振,而且这种现象还有遗传性。这让减肥产业得到了一个方向,当然,目前还只处于研究阶段,不可能把大美女当成小母狼来做实验的。

【有可能,未来众多美女们不再需要用这些名言警句来鞭策自己了,一粒含锂减肥药就能帮助您和您的后代们永不变胖。】


小测试:

1,下面哪个不是锂的应用:

A) 电动汽车

B) 笔记本电脑

C) 手机

D) 治疗厌食症


2,中国第一颗氢弹采取的原料是:

A) 氢

B) 铀

C) 氘化锂

D) 氦

-完-
我要评论
小分子团水 2018-01-24 11:34
作为一个化学系本科生,所学的知识都是非常专业性的,科普性不足。元素家族以幽默风趣的讲述方式,以化学元素为基本来讲述化学对人类、对社会方方面面的影响,十分不错!
钱一二 回复 小分子团水 不错
2018-02-26 15:41 回复
笑笑 2017-12-28 20:32
个人一点心得愚见,算几点体会:文章节奏特别稳当,彰显了作者深厚的文字功底和隐藏的相关知识的广博,文中俏皮地使用了一些幽默的句子,还选定了化学元素这一主题,非常契合学生业余生活的需要,引导大家深入记忆这些元素。另外跟本人正相反,使用了大量图片,这些图片本人仔细研究了一下,不是从网上复制的,而且图片整体效果规整,高人耶~
科普作品
元素家族
| 目录  (共17章)
评委点评 评语汇总

虽然,化学元素的科普,是一个很老的题材。但作者显然将最新的科研进展,融合到化学元素的科普中,时效性、时代性都很强。 写作风格幽默风趣,配图恰当,适合手机、网络等新媒体传播。

2018-01-08 20:01 郑永春 ——

全作以较为通俗的语言讲述了,十种元素从发现,到部分生活中的实际应用等方面的内容,从文字角度应该是不错的作品,老少皆宜。但在选取图片上,感觉部分图片选取的质量不高,需要改进。

2018-01-10 13:37 匿名 ——

一篇内容非常丰富的科普文章,相信如果不限制字数的他作者完全可以把现在所有已知元素全部写一遍。而且文中的科普内容不光是这些元素的化学性质,还有他们奇妙的特性以及科学家们发现他们的故事。可以勾起读者继续把他读完的欲望。而且据我所知作者鲁超自己也在运营一个科普相关的公众账号,这种不计回报的科普精神值得学习。

2018-01-24 15:39 匿名 ——

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