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2024-09-16 02:23:58
走入化学元素的世界,探秘元素周期墙中的元素小知识
你了解元素周期表吗,记得初中学化学时我们背诵的很流利,但似乎对其中的很多元素不太了解。
有人对元素特别感兴趣,而且还特意收集元素周期表中的元素,做成元素周期墙。世界富豪比尔·盖茨就是痴迷元素中的一员,他的办公室里就放置着一个元素周期墙。
比尔·盖茨表示,除放射性元素外,他收集了所有元素的实体样品,并且按照元素周期表的顺序排列了起来。
元素周期墙
什么是元素周期墙?收集元素的实物样品,把这些样品放到对应的元素展示盒中,这些盒子排列到一起就组成了元素周期墙。
想做成元素周期墙并不容易,很多元素难以获取,要么昂贵、要么获取方法困难、要么具有放射性。所以像比尔·盖茨这样的富豪也没能完整的收集到每个元素,所以他的元素周期墙也并不完整。那这些元素周期表中的元素哪些容易获得,哪些难以得到,哪些有害,它们又分别具备哪些特征呢?接下来,我将为大家科普元素的特征,希望大家对元素的性质有一个更加清晰准确的了解。
元素周期表中有118中不同的元素,在这些元素中,大约有30种(如铁、铝、碳)元素能在市场上买到纯的样品。另外有几十种元素可以通过物质分解或相关化学反应得到,比如你可以从烟雾探测器中得到微量的镅元素,镅是一种人造的放射性元素。
元素周期表
总体来说,收集到80种左右元素的样品还是可行的。其余的就很难收集了,剩下的元素要么具有放射性、对人体有伤害、要么就是半衰期太短,很难收集得到。
元素周期表共有118种元素,我们看一下每一行元素收集起来难度如何,以及相应的一些元素的特点。
元素周期表共有7行。
前两行元素的样品放到元素周期墙里一般没什么问题。第三行元素要小心,它们大都具有可燃性。第四行元素会产生有毒烟雾,这种烟雾足以致命的。第五行元素会具有前四行元素的所有问题,包括可燃、产生有毒物质,此外还会使人受到辐射。第六行元素更危险,会剧烈爆炸,足以毁掉整幢房子。第七行元素一般不太可能得到,具有强烈放射性,对人体伤害巨大。
接下来,我们一行一行的详细讨论每种元素的性质和特点。即使我们不想收集相关元素,但对我们增进元素的了解和相关物质的构成,都有好处。说不定通过元素的学习,我们对科学有了更加感性和具体的认知,进一步对科学产生兴趣了呢。
氢元素是一种会慢慢上升并扩散的元素,因为它的相对分子质量小于空气。我们大家喜欢的氢气球能飞上天空,利用的其实就是这个原理。氦和氢差不多,具有相似的性质。
第2行元素稍微有些复杂。锂元素一般都保存在煤油当中,因为锂和空气极易发生反应,会失去光泽。铍元素则具有很强的毒性,所以当我们和这种元素接触的时候,千万不要让这个元素的样品飘散到空气中的其它地方。
氧气我们大家比较熟悉,我们的呼吸就离不开氧气,它一般会在空气中飘来飘去,慢慢地扩散开来。氮气是空气的重要组成部分,它也会在空气中慢慢扩散。
淡黄色氟气会沿着地面铺展开来,氟是元素周期表中反应活性最高、腐蚀性最强的气体元素。几乎任何元素接触到纯净的氟时都会自发地燃烧起来。所以对于这种元素以及由它所组成的化合物,一定要小心,即使你带上防毒面具,都不一定能保证安全。
下面我们来看第3行元素。这一行元素里最不让人省心的就是磷。纯净的磷元素有好几种存在形式。白磷一遇空气就会自发燃烧,并且会产生蓝色火焰,同时有很强的毒性,红磷则相对比较安全,可以储存。
可能一听到硫酸、硫磺,你都会感到有些害怕。但其实硫在普通的情况下不会产生什么问题,最多就是味道闻起来有些刺鼻。
对于氩气,它是一种惰性气体,它的密度比空气大,所以它不会漂浮在空中,只会随着地面铺展开。其他的像钠镁铝硅都是可以正常收集的元素样品。其中钠元素的性质比较活泼,即使放在水中,钠和水也能发生剧烈的反应。如果你有兴趣可以做一个实验,把极少量的钠放入水中,你会看到钠在水中游泳的现象。
砷,要小心这种元素,它的毒性很强。但我们也没必要恐慌,因为在我们的食物和水中一般都有很微量的砷存在,但我们的身体依然能够很好地处理这些微量的砷,保持我们的健康。这一行元素相结合,还会散发出可怕的气味,比如硒和溴会发生剧烈反应。镓元素有一个特异功能,称为“镓渗透”。意思就是融化的镓能够渗透到铝块当中,破坏其中物质的内部结构,把它们变得像浸了水的纸一样又软又烂。
镓渗透
溴在室温下是液体,除了它之外,室温下是液体的单质,就只剩下汞了。意思就是在元素周期表中,室温下是液体的单质,只有溴和汞,其余要么是气体,要么是固体。溴也是一个麻烦的元素,它和许多物质结合都能形成有毒的化合物。
第五行有一个元素很有意思,锝元素,它是目前为止第一个我们遇到的放射性元素,接下来还会有放射性元素出现。除了这个元素,第五行和第四行元素性质差不多。
锝元素
现在看第六行元素,这行元素异常危险,因为里面有许多放射性元素,包括钋、砹、钷和氡。我们都不知道砹是什么样子的,为什么会这样呢?因为砹是一种放射性很强的元素,很难收集到成品,小点点的砹都会迅速衰变释放出大量热量而消失掉,所以没有人知道它是什么模样。有关它的数据也很少,我们对它了解的也很少。
如果灰尘中夹杂有砹、钋这样的放射性元素,它们随着灰尘落到地面上的话,那整片被污染的区域人类就无法再居住。
终于来到了元素周期表中的最后一行,这行元素是大家学习元素周期表时感到最为陌生的元素。老师告诉我们了解一下就好,考试也根本不可能考到这一行的元素。这一行的元素距离我们的生活太遥远了,它们被称为超铀元素。
这些元素有什么特点呢?绝大多数的超铀元素都极其不稳定,这些元素只能在粒子加速器中获得,而且存在时间不超过几分钟的时间,因为它们的半衰期太短了。
但是要注意的是,它们并不是一走了之。和著名诗人徐志摩诗中所描绘的情节“轻轻的我走了,正如我轻轻的来”恰好相反,超铀元素是“轻轻的我走了,我会带着极大能量而来。”这些元素虽然很短暂的时间内消逝,但它们会释放出超高的能量,能引发核爆炸。这种核爆炸后的结果就是会对周围的人类的土地完成毁灭性的灾难。
上世纪著名的“切尔诺贝利核电站事故”就是发电机组爆炸,最终导致大量的放射性物质外泄。这些放射性物质中包含着大量的超铀元素,比如钚、铀。那场事故造成了当场大量人员伤亡,后续因为受辐射影响的人群更是难以统计。
所以大家应该知道了,最后一行元素很危险,就连比尔·盖茨的元素周期墙里都没有收集。
总体来看,有些元素有毒、有些元素可以飘散在空气中、有些能沉到地面上、有些则具有放射性,元素不同,性质有时天差地别。
初中接触化学时,我们就会开始动手做实验,做实验前,了解各个物质的性质及反应有没有危险性,显得至关重要。
同样道理,如果你对元素周期墙感兴趣,想收集元素样品,一定要提前清楚的了解各个元素的性质,避免一些元素伤害到自己。
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