金属的历史

更新时间:2023-07-29 22:06:56 阅读: 评论:0

金属の历史
3.锂Li(Lithium)
1817年,瑞典化学家阿尔费德森(J.A.Arfvedson)在分析从攸桃岛(uto)采集到的一种叶石pelalite(现已证明是被称作透锂长石的硅酸锂铝LiAlSi2O5)过程中,发现该叶石中含有氧化硅、氧化铝及一种新碱金属。他把这种碱金属制成硫酸盐,进行试验,并进行详细分析计算研究后,发现该碱金属与酸类饱和的量比其它各种固定碱类要大得多,它的溶液不被过量的酒石酸沉淀,又不受氯化铂的影响。证明这种碱金属硫酸盐既不是钾盐、钠盐,也不是镁盐。于是他肯定这种碱金属是一种新元素,并命名为“锂”(lithium)。阿尔费德森曾试图制取金属Li,但未成功。1818年布兰德斯(Brandes)、戴维等人分别用强电流电解锂矿石制得了少量的这种金属。直到1855年,本生和马提生(A.Matthiesn)采用电解熔融氯化锂的方法,才制得较多量的锂可供研究之用。
4.铍Be(Beryllium)
1798年法国矿物学家霍伊(R.J.Haüy)观察到祖母绿和一般矿物绿柱石的光学性质相同,从而发现了铍。根据霍伊的要求,法国化学家沃奎林(L.N.Vauquelin)对绿柱石和祖母绿进行化学分析,当他把苛性钾溶液加入绿柱石的酸溶液之后,得到一种不溶于过量碱的氢氧化物沉淀。他证明这两种物质具有同一组成,并含有一种新元素。1828年韦勒用金属钾还原铍土得到纯的金属铍粉末。
11.钠Na(Sodium)
钠很早就用为玻璃的原料,1702年德国化学家施塔尔(G.E.Stahl)把“碱”分成天然的和人造的两种,即碱(碳酸钠)和钾灰(碳酸钾)。1807年英国化学家戴维(H.Davy)用电解苏打的方法(通较大电流将苏打熔化),在阴极得到金属钠。并为它命名。
1806年戴维在一篇论文中曾预言:“如果化学结合有如我曾大胆设想的那种特性,不管物体的天然电力多强,但总不能没有限度,可是我们人造的仪器的力量似乎能够无限地增大”,所以我们可以“希望新的分解方法使我们能够发现物体的真正元素”。这个预言第二年就实现了。
12.镁Mg(Magnesium)
1695年英国医生用英国东部的含有盐类的湖水作有效的泻剂,同时小亚细亚有人把白色粉末苦土作为泻剂。1755年英国的卜拉克指出苦土(氧化镁)与石灰为截然不同的两种物质。
1808年,英国人戴维使钾蒸气通过热的白镁氧(即氧化镁),并用汞提取被还原的镁。他还用汞作阴极电解了硫酸镁、苦土(MgO),从而首先发现了镁。但他得到的是一种汞齐形式的镁。
法国科学家布西(A.Bussy)于1828年用金属钾熔融无水氯化镁,第一次得到了真正纯的镁。
13.铝Al(Aluminium)
纪元前5世纪已有应用明矾作收敛剂、媒染剂的记载。1824年,丹麦的物理化学家厄斯泰德(H.C.Oeisted)将氯气通入粘土与木炭的炽热混合物,然后将所得的无水氯化铝与钾汞齐一起加热,第一个制备出不纯的金属铝。
1827年,沃勒(F.Wohler)把钾和无水氯化铝共热第一个离析了较纯的铝,并描述了它的很多性质。
1854年,德维尔(H.C.Deville)用钠作还原剂并成功生产了较大量的比较纯的铝。同年第一次用电解法制备了铝。19.钾K(Potassium)
纪元前16世纪,埃及人用钾与苏打制造玻璃,又把植物灰的浸出液(为不纯的碳酸钾)用作有效的洗涤剂。
1807年英国化学家戴维爵士(H.Davy)用电解熔融的钾碱K2CO3的方法制得金属钾。他电解熔融钾碱(碳酸钾),发现在阴极有强光发生,在其表面出现高度金属光泽的似水银滴的粒状物,有的颗粒一经形成即燃烧,把这些小颗粒放到水中发出刺刺声音,并产生紫色火光,这种新金属从水中放出氢气。
钾碱从草木灰的浸出液中可以得到,古代人类将草木灰放入水中搅拌,将溶有钾碱的水溶液注入一口大锅中蒸发至干,剩下的残渣形成粉末状物质,该物质在英语中称为Potash,其意思是由pot(意为“
锅”)和ash(意为“灰”)合起来形成的,可译作为“锅灰”,汉语一般译作“钾碱”。在中世纪,阿拉伯人将该物质称作“阿尔基利”(alquili)意思是“植物灰”。
20.钙Ca(Calcium)
钙的化合物如碳酸盐、石灰石、石膏等都为古代所用的建筑材料。
1808年英国化学家戴维在取得钾、钠之后,继续用电解方法分解石灰,得到钙。在此之前,18世纪,大多数化学家都认为石灰(CaO)和重土(BaO)是元素,但拉瓦锡却相信这两种物质是氧化物。戴维同意这种见解,他先后采用了强力电解法、用钾还原法、用石灰与碳酸钾混合熔化再电解的方法、用石灰与氧化物混合再电解的方法等,但都未制得钙。后来,瑞典化学家贝采里乌斯写信告诉他,瑞典医生蓬丁(M.M.Pontin)曾将石灰和水银的混合物加以电解成功
地分解了石灰。戴维受到极大启发,他将潮湿的石灰与氧化汞按3:1混合,放在白金片上,并且在混合物中央挖个洞,放入水银,再用石脑油将混合物盖上,以白金为阳极,以汞为阴极进行电解,成功地制得了钙汞齐。再蒸出其中的汞,就得到银白色的金属钙。
29.铜Cu(Copper)
铜是人类发现最早的金属之一,它的发现可以追溯到公元前4000年~5000年,在新石器时代晚期,人
类最先使用的金属就是“红铜”(即“纯铜”)。红铜起初多来源于天然铜。在石器作为主要工具的时代,人们在拣取石器材料时,偶而遇到天然铜。当人们有了长期用火,特别是制陶的丰富经验后,为铜的冶铸准备了必要的条件。
牛铺在发掘出的公元前5000年的中东遗迹中,就有铜打制成的最早的铜器。公元前4000年左右,铜的铸造技术已普及。公元前3000年左右,传到印度,后来传到中国。到公元前1600年左右的殷朝,青铜(Cu、Sn合金)器制造业已很发达。
30.锌Zn(Zinc)
黄铜即铜锌合金,在公元前4000年大概就已经出现了。在特兰西瓦尼亚(Transylvania)史前废墟中发现的一种合金含锌量高达87%。据考证,我国在汉初(公元前1世纪)就已经知道炼制黄铜(章鸿钊,“中国用锌的起源”,《科学》,第八卷,1923年。及“再论中国用锌之起源”,《科学》,第九卷,1925年)。我国古代称黄铜为“鍮石”,在唐朝一些文献中,则记载着用“炉甘石”(碳酸锌,也有人认为是氧化锌)炼制黄铜。明朝宋应星著《天工开物》一书,详细记载了炼制方法:“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜。”这里所说的“红铜”即“铜”,“倭铅”即锌。
金属锌究竟始自何时、由何人首先制备,尚不清楚。但在13世纪甚至可能更早以前,印度炼金术士就用羊毛一类的有机物还原异极矿(亦称菱锌矿或杂硅锌矿)的方法生产锌。在我国,据考证,最迟在
明朝就已经开始炼制锌了。1637年,明《天工开物》详细记载了如何用“炉甘石”升炼“倭铅”(即锌),即用碳酸锌炼制金属锌。书中写道:“凡倭铅,古本无之,乃近世所立名色。其质用炉甘石熬炼而成。繁产山西太行山一带,而荆、衡为次之”。“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封果(裹)泥固,以渐砑干,勿使见火拆裂。然后,逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。冷定,毁罐取出。每十耗去其二,即倭铅也。此物无铜收伏,入火即成烟飞去。以其似铅而性猛,故名之曰‘倭’云。”
瑞士人帕拉赛尔苏斯(P.A.Paracelsus)是把锌作为单独的金属元素来认识的第一个欧洲人,他于1538年在其著作中将菱锌矿称为“Zinek”或“Zinken”,而把锌称为“Zinckum”。1668年,德国化学家施塔尔把氧化锌与脂肪在砂盆上加热6~7天,将混合物进行蒸馏,得到少量灰色物质,再将这灰色物质混入水银中进行蒸馏,则得到金属锌。欧洲到18世纪才开始炼锌。英国的钱皮恩(W.Champion)在1743年用焦炭还原碳酸锌的方法生产锌。西方也承认,“中国生产金属锌早于欧洲近四百年”。
必须指出,西方国家文献(德国文献)中记载的“首先发现锌元素”的德国人马格拉夫迟至1746年才发现锌元素。因此锌元素首先发现者应为中国的化学家(或炼丹家),时间为15世纪。
47.银Ag(Silver)
银的发现和金、铜等金属一样,差不多可以追溯到公元前4000年。远古时代,银就被认为是一种金属。
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银常以纯银的单质形态存在于大自然中。古埃及人就从大自然里采集到银,制成饰物。约在公元前3600年,在埃及王梅内斯(Menes)的书中曾提到银。他将银的价值定为金的五分之二。巴比仑在公元前3000年,从矿石提炼了铁、铜、银、铅。据称人们曾找到过一块重达13.5吨的纯银。到了公元前2000年,人类对金银加工技术有了很大提高,除了镀、包、镶以外,还能拉成细丝来刺锈。我国《禹贡》一书曾记载着“唯金三品”(即银、金、铜),可见我国至少在距今2000多年前就已认识了银。
55.铯Cs(Caesium)
1860年,德国化学家本生(R.Bunn)和基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)在对矿泉水进行研究时,先分出Ca、Sr、Mg、Li 等元素后,将母液滴在火焰上,用分光镜进行光谱分析时,发现其焰光有两条不知来源的蓝线,他们证明是一种新元素。
二十年后的1881年塞特堡(C.Setterberg)首次用电解法分离出金属铯。
37.铷Rb(Rubidium)
1861年,德国化学家本生(R.Bunn)和德国的基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)处理锂云母,制成溶液,该溶液中除碱金属外,不含其它元素。然后加入少许氯化铂即得到大量沉淀,在分光镜上检查沉淀物时,发现在钾元素(K)两条线之间出现两条深紫色的线。该沉淀不断用热水洗涤,终于在灼烧
沉淀的火焰中,发现钾线消失,而出现了红、黄和绿色等新明线数条,这些明线都不属于当时已知的元素。特别是一条深红的明线,位置正在太阳光谱最红一端,于是他们断定分离出了一种新元素,同时命名新元素为“铷”。同年,本生又用电解法首次制备出游离的金属铷。
56.钡Ba(Barium)
1779年,瑞典的舍勒首次证明从重晶石所得的氧化物是与石灰不同的物质,他将重晶石、木炭粉和蜂蜜三者调成糊状,然后加热使硫酸盐还原成硫化物,将所得硫化物溶于盐酸中,加入过量碳酸钾,即产生沉淀。该沉淀物不同于碳酸钙,比重大,因此确定重晶石含有一新元素。从而发现了钡。
1808年,英国的戴维(H.Davy)用电解法首先制得金属钡。他用汞作阴极,电解由重晶石制得的氧化钡,然后将电解所得的钡汞齐中的汞蒸去,制得钡。如何提高智商
78.铂Pt(Platinum)
铂的俗名叫“白金”,18世纪初,西班牙人武德(C.Wood)曾采集到一些铂粒,1741年曾由布朗尼格(Brownrigg)加以研究。大王涛
1735年,西班牙人德·乌罗阿(D.A.DeUlloa)作为科学考察团成员赴秘鲁,在那里的平托河(Pinto)地方的金矿中发现了铂。1744年乌罗阿将这种白金携带到欧洲,经英国科学家华生(W.Walson)研
究,至1748年才被确定是一种新金属元素。
79.金Au(Gold)
由于金(Au)化学性质的稳定性,使它在自然界中能以游离态存在,它是人类最早发现的金属之一。其发现年代可追溯到公元前3000—4000年前。在古埃及和我国商代,人们就已会采集提取金并制成饰物了。在公元前2000年,埃及人已会镀金、包金、镶金,将金拉成细丝来刺绣。在我国商代遗址中,出土有金箔、金叶片。在殷墟中出土有厚度为0.01毫米的金箔。西汉刘胜墓中出土的著名金缕玉衣,其金丝直径为0.14毫米。这些都说明当时加工金的工艺水平已经很高了。1964年,我国考古工作者在陕西省临潼县秦代栋阳宫遗址里发现八块战国时代的金饼,含金在99%以上,距今也已有2100多年的历史了。
金能奇妙地反射光线而闪闪发亮,因此具有“lustre”(光泽),该词源自拉丁词“lucere”,意为“闪耀”。在古代,欧洲的炼金家们用太阳来表示金,因为它像太阳一样,闪耀着金色的光辉。
金能被锤打成各种形状或极薄的箔,因此它是“malleable”(展性的),该词源自拉丁词“malleus”,意为“锤打”。
金可以拉成极细的丝,因此金是“ductile”(延性的),它源自拉丁词“ducere”,意为“带领”。
金箔或金丝可以弯曲成任意形状而不折断,因此金是“flexible”(挠性的),它源自拉丁词“flectere”,意为“弯曲”。
80.汞Hg(Mercury)
在纪元前,古人就知道汞,因为它有天然存在。
公元前350年,希腊著名哲学家亚里士多德就曾在自己的著作中描述过汞。
人类很早就知道辰砂(即硫化汞),并掌握了用辰砂提取汞的技术。公元前1500年前的埃及人就知道用辰砂作红色颜料。公元前1000年左右的我国殷墟遗迹中就出土过涂有红色辰砂的武器。公元前700年,古希腊人曾开采硫化汞矿以炼取汞。在我国古代早有炼丹记载。公元前2世纪(西汉)李少君“以祠灶(炼丹灶)、谷道(不食谷物)、却老方见上(汉武帝)。……祠灶则致物,而丹砂可化为黄金,黄金成以为饮器则益寿”。公元2世纪,东汉时,魏伯阳著的《周易参同契》也描术了汞具有挥发性,并能与硫化合。这些都说明我国古代学者对汞早有认识和研究。
82.铅Pb(Lead)
早在公元前3000年左右,人类就发现了铅,在纪元前成书的旧约圣经中几次讲到了铅。在古埃及它被用来给陶瓷上釉和制作饰品。古罗马人广泛用铅作水管和贮酒容器,至今还有一些完整的古罗马的铅
管。在古埃及、希腊和罗马,曾用铅来铸钱币,以铅为焊剂。在古罗马,人们还用铅皮代替瓦铺在房顶上。在我国新石器时代晚期就有一些铜制工具和装饰品中含有铅。这说明在我国4000年前,我们的祖先就认识和使用了铅。商代晚期的铅器,铸造很精细。西周的铅戈含铅达97.5%。战国时期,《管子·地数篇》就有这样的记载:“上有陵石者,下有铅、锡、赤铜……”。
83.铋Bi(Bismuth)
铋在自然界以游离金属或与铅、锡、锑等形成矿物的形式存在。早在15世纪时就已被发现。人们用木炭还原辉铋矿制得它。1450年,德国修士B·瓦伦丁曾描述过铋。正式的化学记述是在18世纪以后的事。1737年,赫罗特(Hellot)用火法分析钴矿时曾获得一小块样品,但不知是什么。事过20年,1757年,法国人日夫鲁瓦(C.J.Geoffroy)经分析研究,才确定这是新元素。
84.钋Po(Polonium)
1870年,已预言钋的存在。1898年,居里夫妇(P.Curie,M.S.Curie)用硫化物沉淀法自沥青铀矿中分离出一种放射性比铀大400倍的新元素——钋。他们用验电器研究,首先发现了该元素。后又用铋片浸在沥青矿溶液中,新元素就析在铋片上,从而分离出钋。它与铋的化学性质相似。
92.铀U(Uranium)
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1789年,德国化学家克拉普罗特(M.Klaproth)发现了一种新元素——92号元素铀。他用一种沥青铀矿做实验,先加硝酸使其溶解,再加碳酸钾中和,得到一种黄色沉淀物,他断定其中必有一种新元素存在。接着他加木炭高温还原,日本大学生
得到金属光泽的黑色粉末,他便认为是金属铀(实为铀的氧化物)。
五十一年后,1841年法国的彼利高特(E.M.Peligot)证实克拉普罗特提取的是铀的氧化物(UO2)。于是他将钾与无水氧化铀置于白金坩埚中,密闭加热还原,制取了黑色金属粉末铀。
1896年,贝克勒尔(A.H.Becquerel)发现了铀的放射性衰变。
1939年,哈恩(O.Hahn)和斯特拉斯曼(F.Strassmann)发现了铀的核裂变现象。
想看看它们长什么样吗!
107号元素以后
到目前为止,得到世界各国科学家公认的化学元素,总共是107种。
然而,世界上到底有多少种化学元素?人们会不会无休止地把化学元素逐个制造出来?
这个问题引起了激烈的争论。
有人认为,从100号元素镄以后,人们虽然合成了许多新元素,但是这些新元素的寿命越来越短。象107号元素,只能活1毫秒。照此推理下去,108号、109号、110号……这些元素的寿命更短,因此人工合成新元素的希望将会越来越渺茫。他们预言,即使今后人们还可能再制成几种新元素,但是已经为数不多了。可是,很多科学家认真研究了元素周期表,推算出在108号元素以后,可能会出现几种“长命”的新元素!这些科学家经过推算,认为当元素的原子核中质子数为2、8、20、28、50、82,或者中子数为2、8、20、28、50、82、126时,原子核就比较稳定,寿命比较长。根据这一理论,他们预言114号元素,将是一种很稳定的元素,寿命可达1亿年!也就是说,人们如果发现了114号元素,这元素将象金、银、铜、铁一样“长寿”,可以在工农业生产中得到广泛应用。
雅虎新闻科学家们甚至根据元素周期表,预言了114号元素的一些特征:它的性质类似于金属铅,目前可称它为“类铅”。它是一种金属,密度为每立方厘米16克。沸点为摄氏147度。熔点为摄氏67度。
它可以用来制造核武器。这种核武器体积很小,一颗用114号制成的小型核弹,甚至可放在手提包中随身携带!
另外,科学家们还推算出,110号和164号元素也将是一种长命的元素,可以活一千万年以上。德国科学家“跳”过108号元素,在1982年10月,制得了第109号元素。第109号元素是“短命”的元素,它只存
在五千分之一秒,分了。人们追索不已,正在朝着制造更多、更新的化学元素而努力。
化学在前进,化学在发展。在不久的将来,化学的历史将要揭开新的篇章。

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