新知|有料又有趣 既是元素发现史 又是科学家八卦集
北京青年报客户端 2022-08-08 16:00

敲黑板:

1.门捷列夫居然在打扑克时想出了元素周期表

2. 水银在很长时间里是作为泻药使用

3.放射性元素镭最初是被用来制作保健饮料的,还畅销一时

衣冠楚楚的工程师正在翻新华盛顿纪念碑顶上的铝帽。1884年,美国政府用铝为纪念碑加冕,因为铝是当时世界上最昂贵的金属,比黄金贵得多

氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖、钠镁铝硅磷、硫氯氩钾钙、钪钛钒铬锰……又一次听到这段如紧箍咒般的“魔音”时,你会发现,那些年被元素周期表支配的日子已经距离我们很远了,可现在,我们居然能在一本化学科普书上发现元素世界的乐趣和神奇,这本书就是《元素的盛宴》。

由未读出品的《元素的盛宴》近日上市,这本畅销中外12年的经典科普畅销书,此次重装升级。这本书由美国著名科普作家、美国科学促进会院士山姆·基恩写成,一经出版,就火爆全球,几十个国家和地区的学生和科学爱好者都在读它。至今仍高居亚马逊畅销榜化学各类第1名。

《元素的盛宴》中,山姆·基恩搜集了大量科学史和人类史上鲜为人知的史料,从不同角度讲述了化学与人类充满“爱恨情仇”的历史传奇。读着读着就会发现,那些冷冰冰的元素,突然变得生动可爱了起来。

为了还赌债,门捷列夫3周内就写出小说《赌徒》

1869年,门捷列夫首次发表元素周期表及其手稿,他将元素按原子量排列,揭示了元素的周期表规律。有趣的是,门捷列夫是在打扑克时想出了元素周期表,他把已知的全部62种元素都编进他的行行列列里,着魔般地修订周期表,甚至曾经把元素名字写在卡片上,在自己办公室里玩某种化学单人纸牌游戏。

为了还赌债,门捷列夫还曾在3周内就写出小说《赌徒》,也曾为了赶上教科书出版商的交稿期,匆匆拼出了第一份周期表。当时,他已经写完了整本教科书的第一卷,那是一本厚达500页的巨著,可是他才讲了8种元素。拖延了6个星期以后,门捷列夫突发奇想,觉得要介绍元素的信息,最简约的方法是画一张表格。他激动地推掉了给当地奶酪工厂做化学顾问的兼职,着手编写这份表格。教科书出版时,门捷列夫不但预测硅和硼的下方会出现性质相似的新元素来填充表里的空白,他还给这些新元素起了临时的名字。他借用一个梵文词(eka)来表示“超越”之意,分别把这些元素叫作类硅(eka-silicon)、类硼(eka-boron)等。

几年后,门捷列夫已经非常出名了,他和妻子离了婚,又想再娶一个。虽然保守的本地教堂告诉他必须得等7年,不过他贿赂了一位牧师,顺利举行了婚礼。从技术上说,他犯了重婚罪,可没人敢逮捕他。当地有个官员向沙皇抱怨此案中的双重标准——为门捷列夫主持婚礼的牧师被剥夺了圣职,沙皇一本正经地回答:“我允许门捷列夫拥有两位妻子,因为我只有一个门捷列夫。”

水银在很长时间里是作为泻药使用

刘易斯与克拉克远征(1804年–1806年)是美国国内首次横越大陆西抵太平洋沿岸的往返考察活动。他们除了携带一架显微镜、罗盘、六分仪、三支水银温度计,以及其他设备外,还带了 600 片含汞泻药,每一片都有阿司匹林药片的 4 倍大。

这种泻药名为“拉什医生的胆汁丸”,名字源于《独立宣言》的签署者之一本杰明·拉什。这位英雄医生曾于 1793年费城黄热病肆虐期间勇敢地坚守孤城。无论是治什么病,他都喜欢让病人口服一种含有氯化亚汞的浆状药物。虽然从1400年到1800年,药学领域取得了不少进展,不过那个年代的医生更像是一位药剂师,而非诊疗师。出于某种不可思议的迷恋,他们觉得美丽诱人的汞能够以让病人身陷险境的方式来治疗他们——以毒攻毒。拉什医生让病人服用含汞溶液,直至涎水四流。经过数周或数月的连续治疗,病人的牙齿和头发常常会脱落。毫无疑问,他的“疗法”毒害甚至是毒杀了许多也许会被黄热病放过的病人。不过尽管如此,在费城进行了10年的医学实践后,他仍给刘易斯与克拉克远征带上了一些包装好的药片。无心插柳之下,拉什医生的药片让现代的考古学家得以追踪当年那些探险家驻留过的营地。他们在野外碰上的食物都很奇怪,饮水也很成问题,所以远征队里总有人肠胃不适。直到今天,他们挖过的临时厕所的沙土里仍能找到星星点点的水银。

铝曾经比黄金还贵

碲是唯一能以化学方式与金结合的元素,它们形成的矿石看起来很像金子,不过也有一些差别:它太黄了,更像是“愚人金”。所以,在史上最疯狂的淘金热潮中(19世纪末期),澳大利亚西部的矿工无意中发现了碲金矿石,他们觉得它毫无价值,就把它扔掉了。有的人甚至把矿石打碎,用碎石来调和水泥,修建房子,或是填进街道的地基里。可是后来,人们发现这些用来和水泥的碎石里竟然真的有金子,疯狂的人们把街道挖了个底朝天,连自家的房子和灶台都拆掉了。

以单位体积算,在人们能够真正买到的元素中,最贵重的就是铑。

由于铑元素的珍贵和耐腐蚀性,1979年,当前披头士乐队成员保罗·麦卡特尼的唱片销量突破百万张时,吉尼斯世界纪录送给他一张铑制成的唱片,以祝贺他成为有史以来唱片销量最高的音乐家。

但要论通过元素周期表上某种元素挣钱的速度和数量,这种元素就是铝。铝曾经甚至比黄金还要贵得多,是当时世界上最名贵的金属。

在19世纪,法国王室常将铝与其他名贵珠宝一同展出。法兰西第二帝国的皇帝拿破仑三世甚至定制了一套铝制餐具,专为宴会上的特别来宾准备(不那么重要的客人用的则是金质的刀叉)。

在美国,那些为政府工作的工程师,为了展示自己国家的工业技术实力,在1884年给华盛顿纪念碑加上了一个6磅(约2.7千克)重的铝质锥形顶。一份历史报告指出,当时从这个锥形顶上削下的1盎司(约28克)薄片,换成钱,就能支付安置它的所有工人的日薪。

不过好景不长,铝盘踞世界最贵重物质宝座的日子只持续了60年,它的这份荣耀很快被美国化学家、铝业大亨查理·霍尔终结。查理·霍尔首创工业电解铝方法,使铝的制造成本变得极为低廉,价格一落千丈。

镭曾经被做成水喝,认为具有保健作用

居里夫人因发现元素钋和镭而第二次获得诺贝尔化学奖,成为世界上两获诺贝尔奖的第一人。

镭很快出现在世界各地的消费商品中,有人甚至用一种含镭黏土做成的罐子接水喝,认为这具有保健作用,这种罐子被称为“放射领航者”。在这场商业竞争中,一家叫做“镭补”的公司甚至出售已经泡好了镭和钍的瓶装水。

此外,钋被认为同抽烟导致的肺癌有千丝万缕的联系,因为烟草植株在生长过程中会吸收大量的钋,积淀在叶片中,一旦烟叶被点燃,烟雾被吸入肺中,其中所含的放射性物质将会极大地损害肺部组织。所以当那个食用了掺钋寿司的前克格勃间谍亚历山大·利特维年科出现在电视上时,看上去就像个十几岁的白血病患者一样,头发全掉光了,甚至眉毛也一根不剩。

居里夫人的女儿伊雷娜1935年与丈夫共获诺贝尔化学奖,但她却因长期在实验室中受到致命的辐射,1956年因白血病而逝世。

此外,是否吃碘盐曾是甘地带领人民争取独立的重要议题之一;格拉泽看到啤酒气泡悟到了探测粒子的新方法; 西博格发布自己发现和命名的新元素的地方不是科学期刊,而是儿童广播节目《宝贝问答》。他向听广播的孩子们提出建议,让他们告诉老师把旧的元素周期表扔掉(不过当时没有几个人理他这茬儿)……

这些都是《元素的盛宴》中提及的故事,在作者山姆·基恩看来,元素周期表的历史就是构建它的众多人物的历史,你会发现,除了那些成功的、辉煌的成就,在发现这些元素的过程中,还伴随着很多失败和牺牲。“有人以它下注,因此倾家荡产;哲学家利用它探求科学的意义;它能毒杀人类,也能酿成战争。从左上角的氢到最底下那些不可能自然存在的人造元素,字里行间,你能发现泡泡、炸弹、金钱、炼金术、政治手腕、历史、毒药、罪行和爱情。”

供图/未读

文/北京青年报记者 张嘉
编辑/韩世容

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