趣味化學(xué) 長(zhǎng)“眼睛”的金屬銣

1、.興趣化學(xué) 長(zhǎng)“眼睛的金屬銣興趣化學(xué) 長(zhǎng)“眼睛的金屬銣?zhǔn)攀兰o(jì)五十年代的開(kāi)頭，住在漢堡城里的德國(guó)化學(xué)家本生，創(chuàng)造了一種燃燒煤氣的燈，這種本生燈如今在我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里還隨處可見(jiàn)。他試著把各種物質(zhì)放到這種燈的高溫火焰里，看看它們?cè)诨鹧胬锝K究有什么變化。變化果真是有的！火焰本來(lái)幾乎是無(wú)色的，可是當(dāng)含鈉的物質(zhì)放進(jìn)去時(shí)，火焰卻變成了黃色；含鉀的物質(zhì)放進(jìn)去時(shí)，火焰又變成了紫色連續(xù)屢次的實(shí)驗(yàn)使本生相信，他已經(jīng)找到了一種新的化學(xué)分析的方法。這種方法不需要復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備，不需要試管、量杯和試劑，而只要根據(jù)物質(zhì)在高溫?zé)o色火焰中發(fā)出的彩色信號(hào)，就能知道這種物質(zhì)里含有什么樣的化學(xué)成分。但是，進(jìn)一步的試驗(yàn)卻使本生感到

2、煩惱了，因?yàn)橛行┪镔|(zhì)的火焰幾乎亮著同樣顏色的光輝，單憑肉眼根本沒(méi)法把它們分辨清楚。這時(shí)，住在同一城市里的研究物理學(xué)的基爾霍夫決心幫本生的忙。他想既然太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡可以分解成為由七種顏色組成的光譜，那為什么不可以用這個(gè)簡(jiǎn)單的玻璃塊來(lái)分辨一下高溫火焰里那些物質(zhì)所發(fā)出的彩色信號(hào)呢？基爾霍夫把自己的想法告訴了本生，并把自已研制的一種儀器分光鏡交給了他。他們把各種物質(zhì)放到火焰上去，叫物質(zhì)變成熾熱的蒸氣，由這蒸氣發(fā)出來(lái)的光，通過(guò)分光鏡之后，果然分解成為由一些分散的彩色線條組成的光譜線光譜。蒸氣成份里有什么元素，線光譜中就會(huì)出現(xiàn)這種元素所特有的跟別的元素不同的色線：鉀蒸氣的光譜里有兩條紅線，一條紫線；鈉蒸

3、氣有兩條挨得很近的黃線；鋰的光譜是由一條亮的紅線和一條較暗的橙線組成的；銅蒸氣有好幾條光譜線，其中最亮的是兩條黃線和一條橙線，等等。這樣就給人們找到了一種可靠的探究和分析物質(zhì)成份的方法光譜分析法。光譜分析法的靈敏度很高，可以“覺(jué)察出幾百萬(wàn)分之一克甚至幾十億分之一克的不管哪一種元素。分光鏡擴(kuò)大了人們的視野。你把分光鏡放在光線的過(guò)道上，譜線將毫無(wú)過(guò)失地告訴你發(fā)出這種光線的物質(zhì)的化學(xué)元素的成分是什么。本生拿著分光鏡研究過(guò)很多物質(zhì)。在年，他在一種礦泉水里和鋰云母礦石中，發(fā)現(xiàn)了一種產(chǎn)生紅色光譜線的未知元素。這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的元素就用它的光譜線的顏色銣來(lái)命名在拉丁語(yǔ)里，銣的含意是深紅色。銣的發(fā)現(xiàn)，是用光譜分析法

4、研究分析物質(zhì)元素成分獲得的第一個(gè)成功。大家知道，我們平常所用的電大多是用火力或水力消費(fèi)出來(lái)的。燒煤的熱能或水流的動(dòng)能，先推動(dòng)汽輪機(jī)或水輪機(jī)變成機(jī)械能，然后再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電來(lái)。從熱能或水能到機(jī)械能再到電能，中間幾經(jīng)周折，能量損耗不少，效率當(dāng)然很低。那么，有沒(méi)有一種操作簡(jiǎn)便而效率卻很高的發(fā)電方式呢？當(dāng)然有。人們發(fā)現(xiàn)，銣原子的最外層電子很不穩(wěn)定，很容易被激發(fā)放射出來(lái)。利用銣原子的這個(gè)特點(diǎn)，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出了磁流體發(fā)電和熱電發(fā)電兩種全新的發(fā)電方式。磁流體發(fā)電是使加熱到二三千度高溫的具有導(dǎo)電才能的氣體，以每秒六百到一千五百米的速度通過(guò)磁極，憑借電磁感應(yīng)而發(fā)出電來(lái)。熱電發(fā)電是從加熱一頭的電極發(fā)出電子，而由另一頭的電極承受，在兩個(gè)電極之間接上導(dǎo)線，就會(huì)有電流不斷產(chǎn)生和通過(guò)。這樣的發(fā)電方式多么簡(jiǎn)單，多么直截了當(dāng)！熱能直接變成電能，省掉了水力和火力發(fā)電時(shí)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分，從而大大進(jìn)步了能量的利用率。當(dāng)然，為獲得磁流體發(fā)電所需要的高溫高速的導(dǎo)電性氣體也好，為進(jìn)一步進(jìn)步熱電發(fā)電的電子流速度也好，