神奇的化学元素?绿宝石的璀璨光泽,其实源自于其中的稀有铍元素。1798年,法国化学家沃克兰的发现,让铍与美丽的绿柱石和祖母绿紧密相连。自然界中,铍主要存在于绿柱石、硅铍石和金绿宝石矿中,这些宝石因其色彩斑斓和透明度而备受珍视。铍的神秘色彩不仅限于宝石领域,它还以铍青铜合金的形式,那么,神奇的化学元素?一起来了解一下吧。
钪的特性
钪(scandium)元素符号是Sc,原子序数是21,位于第4周期、第Ⅲ副族,原子质量:44.96,是一种过渡金属。
在元素化学里,钪与钇、镧系元素同属稀土家族(共17种元素),是稀土家族中最轻的成员,密度低,延展性好、催化性能优异。
化学特性
钪化学性质非常活泼,可以和热水反应生成氢气。置于空气中很容易与氧气、二氧化碳、水相化合,因此要填充氩气密封保存。钪被空气氧化时略带浅黄色或粉红色,容易风化。能在大多数稀酸中缓慢溶解,但是在强酸中表面易形成一个不渗透的钝化层。
物理特性
钪是一种柔软质轻、银白色的过渡金属,密度2.99 g/cm3,熔点1541℃(比铁、镍、稀土镧、铈、镨及钕等还要高),沸点2831℃。
钪的发现
钪在地壳中的含量很少,约为0.0005%,在每一吨地壳物质里面仅有5克钪,含量比其他轻元素要低不少。1869年,门捷列夫给出了第一版元素周期表中留有一个原子量45的空位,将其暂时命名为类硼(Eka-Boron)。1879年,尼尔森正式公布了自己的研究成果,他用故乡斯堪的纳维亚半岛给钪命名为Scandium。钪的发现再次证明了元素周期律的正确性和门捷列夫的远见卓识。
钪的用途
钪因其自身特殊物理、化学性质,已用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品,在特种钢铁、特种玻璃、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域有着广阔的应用。
在元素周期表的第四周期,静静地隐藏着一种神奇的元素——铍(Be)。它的沸点高达惊人的2470℃,熔点为1287℃,固态的它呈现出板岩灰色的外观,如同一位冷峻的天才,隐藏着无尽的秘密。铍,一种碱土金属,却拥有着异于寻常的硬度,它比钙、锶、钡更难切割,仿佛拥有一种自我保护的魔力。这种独特的特性让铍在空气中形成了一层保护层,即使加热至红热,也能保持稳定,不溶于冷水,微溶于热水,却能在稀酸和氢氧化钾溶液中释放氢气,显示出其独特的化学活性。绿宝石的璀璨光泽,其实源自于其中的稀有铍元素。
1798年,法国化学家沃克兰的发现,让铍与美丽的绿柱石和祖母绿紧密相连。自然界中,铍主要存在于绿柱石、硅铍石和金绿宝石矿中,这些宝石因其色彩斑斓和透明度而备受珍视。铍的神秘色彩不仅限于宝石领域,它还以铍青铜合金的形式,在我们的日常生活中发挥着重要作用。
在航天工业中,铍的轻质和高热稳定性使其成为制造太空船、导弹和飞机的理想材料,同时,它也强化了青铜的性能,使其在海底电缆等高强度应用中表现出色。然而,铍的天才之处与危险并存。它的粉末状形态具有致命毒性,处理不慎可能导致急性中毒,甚至引发长期的健康问题。这种矛盾特性要求我们科学地认识和利用铍,既要欣赏其在科技进步中的贡献,也要警惕其潜在的危害。
西奥多·格雷,一位生活在美国伊利诺伊州尚佩恩-厄巴纳市的化学家,以其对化学元素周期表的狂热热爱而闻名。他不仅是美国著名科普杂志《大众科学》的专栏作者和探索频道节目嘉宾,更是苹果公司前CEO史蒂夫·乔布斯的好友。
格雷还是科学计算软件公司沃尔夫勒姆研究公司的创始人之一,负责开发了世界领先的软件系统Mathematica和wolfram Alpha TM。他对于化学元素周期表的狂热不仅体现在他的职业生涯中,更体现在他对周期表的创新性创作上。他创办了元素周期表网站,并创作了独特的图标式元素周期表,这些作品如今已广泛出现在美国的学校和博物馆中。
最令人瞩目的是,格雷发明的元素周期表桌子,以其新颖独特的设计,不仅赢得了2002年度搞笑诺贝尔奖,更使其名声大噪。此外,他的另一本关于化学的科普杰作《疯狂科学》已被人民邮电出版社翻译出版,深受读者喜爱。
西奥多·格雷通过他的作品和对化学元素周期表的创新性探索,不仅为科学教育做出了重要贡献,也激发了公众对化学这一学科的兴趣。他的故事不仅是关于科学的探索,更是关于如何用创意和热情激发对世界的好奇心。
扩展资料
《视觉之旅:神奇的化学元素》是一本以已发现的118种化学元素为题材的科普读物。
碳元素,一种神奇的化学元素,拥有最多的化合物种类。
目前已知的物质中,有机物超过3000万种,这都是基于碳元素构成的。碳元素不仅构成有机物,还参与形成含碳的无机物如碳酸盐和碳酸氢盐。
碳元素可以形成最多化合物种类的原因在于,它拥有独特的化学性质。碳原子最外层有四个电子,可形成四个共用电子对,这使得碳原子可以与其他元素形成多种化学键。碳链可以增长,形成线性或环状结构,并且还存在同分异构现象,这为形成多种化合物提供了可能。
碳元素的独特之处在于其拥有四个共价键,这赋予了碳原子与多种元素结合的能力。与其它元素相比,碳原子能够形成更长的碳链分子,且在分子链上可添加各种其他元素或原子基团。这种独特性使得碳元素能形成种类繁多的化合物。
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