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原文作者:John Emsley 從地球到恒星,再回到日常生活,John Emsley從多個(gè)方面介紹了一個(gè)在人類活動(dòng)中越來(lái)越重要的元素,包括其用途、分布和未解之謎。 門捷列夫在1869年首次提出元素周期表時(shí),特別提到有幾個(gè)元素的原子量差異超出預(yù)期,并在它們之間留出了空位。其中一個(gè)空位位于鈣和鈦之間,他據(jù)此推測(cè)應(yīng)該存在一個(gè)原子量約為44的金屬,并取名“ekaboron”。僅僅十年后,當(dāng)烏普薩拉大學(xué)(瑞典)的Lars Fredrik Nilson著手分析黑稀金礦(一種具有黃褐色柔軟光澤的礦物,其實(shí)含有不少于八種金屬)時(shí),他發(fā)現(xiàn)從中提取的一種金屬的原子光譜中出現(xiàn)了之前沒(méi)有報(bào)道過(guò)的譜線。經(jīng)計(jì)算,該金屬的原子量為44,正是門捷列夫預(yù)測(cè)的那個(gè)缺失元素?,F(xiàn)代元素周期表中并不存在ekaboron,因?yàn)镹ilson用拉丁語(yǔ)中表示“Scandinavia(斯堪的納維亞)”的詞語(yǔ)將這個(gè)新元素命名為scandium(鈧)。 地球上鈧的豐度并不是特別高,已知它的總量大概和鉛相當(dāng)。但與鉛不同的是,由于沒(méi)有被任何地質(zhì)過(guò)程所聚集,它廣泛地散布在整個(gè)地殼中,這也是它以微量形式出現(xiàn)在數(shù)百種礦物中的原因。正因?yàn)槿绱?,純鈧化合物礦物對(duì)于收集者來(lái)說(shuō)十分珍貴。20世紀(jì)50年代,來(lái)自挪威伊韋蘭(Iveland)的墨綠色鈧釔石(含Sc2Si2O7)樣品價(jià)值超過(guò)了同等重量的金。長(zhǎng)度不過(guò)10厘米的同種礦樣在目前市場(chǎng)上要價(jià)1,500美元。有一些達(dá)到結(jié)晶態(tài)純度的鈧釔石則被切割制成寶石,這也解釋了為何該種礦樣價(jià)格如此之高。 原子光譜中那些讓Nilson首次識(shí)別出鈧的明亮譜線,也能用來(lái)探測(cè)它在恒星和星際物質(zhì)里的相對(duì)豐度。1908年,William Crookes爵士基于這些光譜的研究報(bào)告指出:鈧在其他恒星中的豐度出乎意料地比在太陽(yáng)中高。恒星中的這種反?,F(xiàn)象目前仍在研究之中,同樣在研究之列的還有距我們8000光年的海山二(Eta Carinae)恒星系統(tǒng)外層圍繞的一團(tuán)富含鈧的星云。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái),人們已注意到它神秘的明暗變化,而鈧在這一現(xiàn)象里的角色仍有待查明。 鈧在星際空間的作用和命運(yùn)尚待澄清,已知鈧在地球生物圈中并不扮演任何角色,也并未發(fā)現(xiàn)有什么生命體需要它。微量的鈧會(huì)進(jìn)入食物鏈中,普通人的每日攝入量大概不到十分之一微克。 比較奇怪的是,茶葉中含有比其他植物更多的鈧——但平均也不過(guò)只含140 ppb(ppb:十億分之一),所以喜歡喝茶的人并不需要擔(dān)心。對(duì)這種異常聚集的一種解釋是鋁和鈧的化學(xué)性質(zhì)很相近,茶樹(shù)吸收時(shí)無(wú)法區(qū)分,而它們又需要鋁元素。 來(lái)源: ? OLEG ZABIELIN/ALAMY |
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來(lái)自: 板橋胡同37號(hào) > 《元素》