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人类所知最稀有的金属

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:那些铺天盖地的有关“钙”的宣传,占据了电视广告的大部分时间,这是因为人体中含量最高的元素是钙。钙除了是骨骼发育的基本原料,直接影响身高外,还在体内具有其他重要的生理功能。钙也存在于血浆和骨骼中,并参与凝血和肌肉的收缩过程,对保证正常生长发育的顺利进行具有重要作用。

人类所知最稀有的金属

1.硬度最高的铬

铬是硬度最高的金属单质,其硬度约为60HBC。它还有另一特性,耐腐蚀。1994年,中国兵马俑二号坑开挖,坑中取出来一批秦朝青铜宝剑,锋利无比,它的剑锋在太阳光下银光闪闪,让人类对古人的聪明才智赞叹不已。这批宝剑上覆盖了一层金属铬,现在听起来可能并不算神奇,但说明几千年前我国人民就发现并使用铬了。虽然讲“宝剑锋从磨砺出”,但是如果没有铬的保护作用,过不了多久宝剑就会生锈变钝的。

远古冷兵器时代,到今天的宇宙飞船时代,许多产品都是通过镀铬来保护金属表面不被腐蚀的,在这方面铬可以说是“功勋累累”。

2.硬度最低的铯

铯质地很软,它比石蜡还软,可以随意地切成各种形状。但铯单个原子的体积相对于其他材料却很大,铯的原子半径为2.65×10-14m。

金属铯具有活泼的个性,它本来披着一件漂亮的银白色“外衣”,可一与空气接触马上就变成了灰蓝色。如果把铯放到手心里,它很快会化成液体,在手心里滚来滚去,这是由于它的熔点非常低(28.5℃)的缘故。

3.熔点最高的钨

金属钨的熔点最高,达3410℃。世界上开采出的钨矿,80%用于优质钢的冶炼,15%用于生产硬质钢,5%用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属,是一种用途较广的金属,被称为“工业牙齿”和“工业食盐”。在1900年巴黎世界博览会上,首次展出了高速钢,这种钢的出现标志着金属切割加工领域的重大技术进步。因为其中含有重要的元素钨,从此钨的提取技术得到了迅猛发展。1928年以碳化钨为主成分研制出了硬质合金,硬质合金刃具的切削速度远远地超过了最好的工具钢刃具的切削速度,这是钨的工业发展史中一个重要阶段。

钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和X射线技术中。钨是白炽灯丝和螺旋丝的最好材料,其耐高温和不易蒸发的特性可以有效地保证发光效率及灯丝寿命。

4.熔点最低的汞

汞的熔点为-39℃,常温下是流动的液体。汞是唯一的液态金属,像流动的金属银,所以也叫水银。1911年,荷兰物理学家尼斯把汞冷却到-269℃时,首次发现了超导现象。由于其密度非常大,物理学家托里拆利利用汞第一个测出了大气压的准确数值。

在我们的日常生活中,有不少用品与汞有关。例如:各类荧光灯中都含有汞;一些暖水瓶为了减少热辐射外壁涂有汞;早期的镜子背面涂有汞;电脑显示器等电子产品中也含有一定量的汞。

5.密度最大的锇

锇是密度最大的金属单质,其密度为22.59g/cm3,相当于铁的3倍。铱是密度第二大的金属单质,密度为22.46g/cm3,几乎与密度冠军锇相同。

铱的化学性质非常稳定,是目前已知最难腐蚀的金属,如果是致密状态的铱,即使是沸腾的王水,也不能腐蚀它。用质量分数10%的铱和质量分数90%的铂制成的铂铱合金可用来制作国际米尺标本,作为长度单位米的标准。

另外,将锇中加入一点铱就可制成锇铱合金。锇铱合金坚硬耐磨,可用来制作既硬又锋利的手术刀。铱金笔笔尖上那颗银白色的小圆点,就是锇铱合金。铱金笔尖之所以比普通的钢笔尖耐用,关键就在这个“小圆点”上。

6.密度最小的锂

锂的密度非常小,仅为0.534g/cm3。把它扔在水里,就会像软木塞一样漂浮在水面上。另外它质地特别软,用小刀便可轻轻切开。锂暴露在空气中会慢慢失去光泽,表面变黑,若长时间暴露,最后会变为白色。锂单质的外表漂亮,呈银白色。锂非常活泼,常温下它是唯一能与氮气反应的碱金属元素。块状金属锂可以与水发生反应,粉末状金属锂与水接触即发生爆炸。

锂元素在地壳中的含量不算稀有,已知含锂的矿物有150多种,其中主要有锂辉石、锂云母和透锂长石等。海水、矿泉水植物机体里,都含有丰富的锂元素。我国的锂矿资源丰富,江西宜春市的锂云母矿可供开采上百年,是举世闻名的“锂都”。(www.xing528.com)

7.延展性最好的金

金是金属中最富有延展性的一种,1g金可以拉成长达4000m的金丝。金也可以捶打成比纸还薄的金箔,厚度可达0.000002mm,看上去几乎透明,带点绿色或蓝色,而不是金黄色。金很柔软,容易加工,用指甲都可以在它的表面划出痕迹。

我国古代用黄金、白银、赤铜、青铅、黑铁这样的名字,鲜明地区别了各种金属在外观上的不同。

8.导电导热性最好的银

纯银是一种美丽的白色金属。银在自然界中很少以单质状态存在,大部分是化合物状态。在所有金属中,银的导电性、导热性最高,延展性和可塑性也好,易于抛光和造型,还能与许多金属组成合金或假合金。

纯银又称纹银,目前现有的科学能够提炼的最高纯度为99.999%(质量分数)以上,纯银一般是作为国家金库的储备物,所以纯银的银含量一般应不低于99.6%(质量分数)。银含量大于等于99%(质量分数)的白银,称作足银。

9.人体中含量最高的钙

可以毫不夸张地讲,我国每一位电视观众,最耳熟能详的一句广告语是“要补钙”。那些铺天盖地的有关“钙”的宣传,占据了电视广告的大部分时间,这是因为人体中含量最高的元素是钙。

钙除了是骨骼发育的基本原料,直接影响身高外,还在体内具有其他重要的生理功能。钙也存在于血浆和骨骼中,并参与凝血肌肉的收缩过程,对保证正常生长发育的顺利进行具有重要作用。“一杯牛奶强壮一个民族”,牛奶是优质的钙质来源,最简单的补钙方式就是多喝牛奶。

10.地壳里含量最高的铝

铝在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属。铝少年得志,是因为19世纪初期,它刚被发现时,身价不菲,连黄金都比不过。1855年巴黎国际博览会上展出了一小块铝,它被放在最珍贵的珠宝旁边。俄国沙皇为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献,不惜重金制作了一只铝杯赠送给门捷列夫,以表彰其发现化学元素周期律的贡献。而法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠———铝王冠。在举行盛大宴会时,只允许他一人使用铝质餐具,而其他人只能用金制或银制餐具。现在看起来是多么滑稽可笑。

1886年,化学家霍尔研究出了电解氧化铝的方法来制取单质铝,使铝的身价一落千丈,成为日常使用产量仅仅低于铁的第二大金属,这也说明铝的化学性质很活泼,不易提炼,所以迟迟才显露其庐山真面目。电解法生产铝可谓工业史上一个伟大的发明,如果科技不够发达,人们对铝的危害无法发现,且其他材料发展不快,说不定人类会继“青铜器时代”、“铁器时代”之后,进入一个“铝器时代”呢。

11.地壳里含量最低的铼

地壳里含量最低的金属是铼,其元素丰度为5×10-10。铼是一种真正的稀有元素。铼不形成固定的矿物,通常与其他金属伴生。

铼合金具有极高的强度,一根和头发差不多粗细的铼合金丝,可以承受7kg的质量。纯钨和纯钼在温度较低的情况下变得硬而脆,但加入铼后能够同时提高钨、钼的强度和塑性,人们把这种现象称为“铼效应”。现在的载人航天飞机上有许多零部件就是用钨铼合金和钼铼合金制造的。

12.比强度(强度与密度的比值)最大的钛

金属钛的比强度(强度与密度之比)位于金属之首。钛最主要用于航空和宇航部门。与合金钢相比,钛合金可使飞机质量减轻40%。在其他方面,如制造人造卫星外壳、飞船蒙皮、火箭发动机壳体和导弹等,钛合金都可大显身手。

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