趣味化学——金属之最重与最轻.doc

趣味化学——金属之最重与最轻.doc 最 重 的 金 属 从密度来看，蓝灰色的金属锇是金属中的冠军，锇的密度为 22.48 克/立方厘米，相当于铅的2倍，铁的3倍，锂的42倍。1立方米的锇就有22.48吨重。 金属锇极脆，放在铁臼里捣，就会很容易地变成粉末，锇粉呈蓝黑色。 金属锇在空气中十分稳定，熔点是2700摄氏度，它不溶于普通的酸，甚至在王水里也不会被腐蚀。可是，粉末状的锇，在常温下就会逐渐被氧化，并且生成四氧化锇。四氧化锇在48摄氏度时会熔化，到 130摄氏度时就会沸腾。锇的蒸气有剧毒，会强烈地刺激人眼的粘膜，严重时会造成失明。 锇在工业中可以用做催化剂。合成氨时，如果用锇做催化剂，就可以在不太高的温度下获得较高的转化率。如果在铂里掺进一点锇，就可做成又硬又锋利的手术刀。 利用锇同一定量的铱可制成锇铱合金。铱金笔笔尖上那颗银白色的小圆点，就是锇铱合金。锇铱合金坚硬耐磨，铱金笔尖比普通的钢笔尖耐用，关键就在这个“小圆点”上。用锇铱合金还可以做钟表和重要仪器的轴承，十分耐磨，能使用多年而不会损坏。 最 轻 的 金 属 说起金属中最轻的金属，那当然是锂啦。锂的比重只有 0.534，约为水的一半，就连铝都要比它重4倍，用普通的小刀就能轻易地把它切成几块。 锂不像普通金属那样用来制造各种物体，在它被发现的许多年中很少派上用场。直到第一次世界大战时，德国在工业生产中急需锡，却缺少锡的矿物原料。人们不得不去寻找代用品，锂这时才崭露头角，但同时也开始大显身手。 现代技术需要的光学材料，不仅要能通过可见光，还要能透过紫外线、X 射线，同时，还要具有良好的热稳定性，高的电阻率和低的介质损耗。锂质玻璃就具有这种宝贵的光学性能，因此电视机的荧光屏用的是锂玻璃。 普通的望远镜很难捕捉遥远星体的辐射光，因此在天文观测中很少使用。而用氟化锂晶体制成的透镜，装在天文望远镜上，由于氟化锂对紫外线有最高的透明度，天文学家用它可以洞察到隐蔽在银河系最深外的奥秘。 锂还是制造高能电池的重要原料。1977年国际上出现了一种硬币形的锂电池，直径23毫米，厚2.5毫米，还不到5分硬币那么大，很适合微型、薄型化的电子仪器使用。这种锂电池用于耗电量低的液晶显示的桌式电子计算机，可以连续使用5~10年而不必更换。用锂电池来开动汽车，费用低，不会污染大气。 碱性蓄电池组的电解溶液是氢氧化钠，如果在里面加入几克氢氧化锂后，蓄电池的使用寿命可以增加两倍，蓄电池适用温度的范围也扩大了。当温度降低到零下20摄氏度时，电解液不会凝固;当温度升高到40度时，也不会放电。日本曾用锂制造的一个电极，装在电解槽里，比原来用锌电极的电解槽提高能力5~6倍。 锂的一些有机化合物，如硬脂酸锂、软脂酸锂等，在环境温度变化时，性能可保持不变，是理想的润滑剂。这类润滑剂在汽车的易磨零件上加一次，就可永久使用。即使在南极大陆零下60摄氏度的冰原上，锂润滑剂照样能让汽车纵横驰骋，不会结冻。 锂是理想的火箭燃料。火箭需要很大的功率来克服地球引力，才能飞向外层空间。煤油曾经被认为是最有效的、使用液氧做氧化剂的燃料，它的发热量为 2300千卡/千克。现在，铍和锂被科学家认为是用做火箭燃料的最佳金属。锂金属燃料燃烧后释放出来的热量达10270千卡/千克。 在原子能工业中，锂也大显身手。科学家们发现，同位素锂—6 的原子核很容易用中子来分裂。锂—6 每吸收一个中子，锂的原子核就变得不稳定，时而蜕变成两种新的原子:氦和氚。在很高的温度下，氚原子和氘化时释放出巨大的热核能。当中子轰击由同位素锂—6 和氘合成的化合物氘化锂时，产生强烈的热核反应。因此，氚化锂已经成为核反应堆中的理想的核燃料，它比铀要便宜。锂反应堆不会形成放射性裂变产物，核反应过程也较容易控制。