元素周期表中金属性最强元素(元素家族连载12)
四号元素"铍"是一种宝石元素无论是象征爱情幸福的海蓝宝石,还是代表平安幸运的祖母绿,其主要成分都是铍铝硅酸盐,下面我们就来说一说关于元素周期表中金属性最强元素?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!
元素周期表中金属性最强元素
四号元素"铍"是一种宝石元素!
无论是象征爱情幸福的海蓝宝石,还是代表平安幸运的祖母绿,其主要成分都是铍铝硅酸盐。
美丽的海蓝宝石被称为"爱情之石",也因为它与水的关系,人们相信它可以捕捉海洋的灵魂。在电影《加勒比海盗》中,如果你仔细观察,就会发现佩戴着许多花哨玩意的水手们,脖子上大多戴着一块蓝色的宝石,那就是海蓝宝石,他们相信那会在海洋上庇护他们。
尊贵典雅的祖母绿,远至古埃及法老,近到明清国家领导人,无不对这绿宝石之王心驰神往。
物以稀为贵,海蓝宝石和祖母绿都只是绿柱石中的两种,之所以如此稀少是有原因的,那就是铍元素在整个宇宙中的稀缺,原子序数第四的铍甚至比锂还要稀少一点。铍的三种同位素铍8,铍9,铍10中,只有铍9稳定,铍8可以由两个氦原子核聚变而成,但是太不稳定,而铍9原子核也很容易与中子或者阿尔法粒子反应,释放中子。
铍8的半衰期只有7*10-17秒,存在时间极短,似乎这种反应很难发生,但是恒星的巨大和时间的漫长,以及神秘的量子隧穿效应,使得这种反应成为可能。铍元素只能作为碳元素形成的催化剂,铍原子核的这种核反应性能决定了它在宇宙中的稀少,也使我们的绿宝石更加珍贵。
绿宝石在地球上主要分布在巴西、美国、俄罗斯、南非等地,具有开采用作工业用途的就更少。将铍从矿石中冶炼出来,需要1500度以上的高温,世界上有工业规模提炼出铍的能力的国家只有中国、美国和哈萨克斯坦三个国家。然而需要注意,千万不要被它宝石的美丽所迷惑了,铍其实是有剧毒的,人呼入极微量的铍粉末就可以致死。所以如果在未来铍成为一项产业的话,一定要谨防那些无良资本家们不顾工人死活。
提炼出的铍金属,置于空气中表面会生成一层致密的氧化膜
既然如此困难,200多年前的科学家能够从绿柱石中发现铍元素,自然是不容易的事情。德国化学家克拉普罗特、瑞典化学家伯格曼等人都研究过绿柱石,认为它是一种硅酸铝。1798年,法国化学家沃克兰应邀对绿柱石进行了研究,他用过量的碱处理绿柱石,去除掉其中氢氧化铝,最后得到一种新的"土"。他认为这是一种未知元素,由于这种未知元素形成的盐有甜味,他用代表甜味的"glucine"命名。后来克拉普罗特发现另一种元素钇的盐也有甜味,提议还是用绿柱石(beryl)来命名它"beryllium",译成中文是铍。
铍的发现者:沃克兰
你可能会想,绿宝石不是很珍贵吗?为什么要把其中的铍提炼出来呢?原来,铍在很多工业上起着很重要的作用。
核反应堆的功臣
前面提到,铍容易与中子反应,一个铍9原子核会接受一个中子,然后变成2个氦原子核,并释放出两个中子,这是不是和原子弹的链式反应很相似?其实这就是一种链式反应,只不过不是放热反应,所以不会像原子弹那样猛烈。铍的这种特性可以让它在核反应堆中成为中子的提供源。此外,铍对快中子有很好的减速作用,因此可以用它来做核反射镜,更加有效的利用中子,也防止中子外泄,对周围的人体、动植物产生辐射伤害。
这是一个微型核反应堆,其中铍包裹在核反应中心周围,作为反射器。这种微型核反应堆可以用于未来的深空探测器。
金属玻璃
铍是第四位元素,因此原子核很小,它的X射线透过率在所有的金属中最强,因此铍经常作为X射线窗口的材料,被称为金属玻璃。
方形的铍箔被安装在X射线显微镜的窗口
铍青铜
在青铜中加入一点点铍,可以有效提高青铜的强度,硬度和弹性,并且可以让青铜更加耐腐蚀。这种材料被叫做铍青铜,被用于高端耐磨、耐腐蚀的地方,比如海底电缆等。将铍加入铁或者镍做成合金,也有非常意想不到的效果。
铍目前的成本还是很高,但是可以想象一下,锂以前的成本也很高,但是锂电池的需求促进了锂生产的发展,也因此而降低了成本。成本和需求,有时候是先有鸡还是先有蛋的问题。未来,如果铍的应用发展很快,铍的成本也会降低,也会相应促进铍的应用的发展。铍青铜等合金肯定会走上更多的舞台。
铍青铜用于海底电缆,我们能在家里就能看到异域的新闻,可以和远在大洋对面的战友并肩作战LOL,得感谢铍!
未来的航天元素
如果说锂是轻而软,那么铍就是轻而硬。
目前的航天材料主要采用铝,钛正在登上舞台。铍几乎比钛轻一倍,要知道,在航天工业中,一公斤的重量意味着要增加多少的燃料,而燃料本身又要占用重量。铍还有最吸引航天工作者的一点在于它的吸热性能特别强,因此铍已经进入了航天工业的视野,迟早有一天,它将在人类的太空飞船上大放异彩。
我要说,星际争霸里面的大和舰是用铍做的,你信吗?
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