化学元素发现史

化学元素发现史元素周期表H氢的存在，早在16世纪就有人注意到了。曾经接触过氢气的也不只一人，但因当时人们把接触到的各种气体都笼统地称作“空气”，因此，氢气并没有引起人们的注意。直到1766年，英国的物理学家和化学家卡文迪什（CavendishH,1731—1810）用六种相似的反应制出了氢气。这些反应包括锌、铁、锡分别与盐酸或稀硫酸反应。同年，他在一篇名为“人造空气的实验”的研究报告中谈到此种气体与其它气体性质不同，但由于他是燃素学说的虔诚信徒，他不认为这是一种新的气体，他认为这是金属中含有的燃素在金属溶于酸后放出，形成了这种“可燃空气”。事实上是杰出的化学家拉瓦锡（LavoisierAL,1743—1794）1785年首次明确地指出：水是氢和氧的化合物，氢是一种元素。并将“可燃空气”命名为“Hydrogen”。这里的“Hydro”是希腊文中的“水”，“gene”是“源”，“Hydrogen”就是“水之源”的意思。它的化学符号为H。我们的“氢”字是采用“轻”的偏旁，把它放进“气”里面，表示“轻气”。He氦（旧译作氜）是一种化学元素，它的化学符号是He，它的原子序数是2，是一种无色的惰性气体，放电时发深黄色的光。在常温下，它是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。氦气是所有气体中最难液化的，是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦的化学性质非常不活泼，一般状态下很难和其它物质发生反应。液态氦在温度下降至2.18K时，性质会发生突变，粘度极小，成为一种超流体，能沿容器壁向上流动，热传导性为铜的800倍，成为导热性能极佳的热导体，其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。这种异常的液体叫做液氦II，正常的液态氦气叫做液氦I。在1868年的一次日食观测时，法国天文学家皮埃尔·詹逊首次在太阳的光谱中位于钠的谱线附近发现了这种发出黄色谱线的物质。1895年，美国地质学家希尔布兰德观察到钇铀矿放在硫酸中加热会产生一种不能自燃、也不能助燃的气体。他认为这种气体可能是氮气或氩气，但没有继续研究。拉姆赛（W.Ramsay）得知后，重复了实验，从钇铀矿中分离出了氦，又请英国光谱专家克鲁克斯帮助检验，首次证明了在地球上也存在这种元素。1895年3月，拉姆赛在《化学新闻》上首先发表了在地球上发现氦的简报，同年在英国化学年会上正式宣布这一发现。在詹逊从太阳光谱中发现氦时，英人J.N.Lockyer和E.F.Frankland认为这种物质在地球上还没有发现，因此定名为“氦”（法文为hélium，英文为helium），源自希腊语hëios，意为“太阳”。氦存在于整个宇宙中，按质量计占23%。但在自然界中主要存在于天然气体或放射性矿石中。在地球上的放射性矿物中所含有的氦是α衰变的产物。氦在某些天然气中含有在经济上值得提取的量，最高可以含有7%，在美国的天然气中氦大约有1%，在地表的空气中每立方米含有4.6立方厘米的氦，大约占整个体积的0.0005%，密度只有空气的7.2分之一，是除了氢以外密度最小的气体。Li1817年在瑞典的斯德哥尔摩,由J.A.Arfvedson发现。来源：锂辉石、锂云母和盐湖等，可由电解氯化锂溶液而制得。状态：软的银白色金属,是最轻的金属。熔点(℃):180.7沸点(℃):1342密度(g/CC,300K):0.534比热/J/gK:3.6蒸发热/KJ/mol:145.92熔化热/KJ/mol:3导电率／106/cm:0.108导热系数／W/cmK:0.847锂，原子序数3，原子量6.941，是最轻的碱金属元素。元素名来源于希腊文，原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素：锂6和锂7。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54°C，沸点1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。锂与其它碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中，只有氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用此来鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。Be铍[1]，化学符号：Be。原子序数4，原子量9.012182，莫氏硬度：5.5，为一种钢灰色的稀有金属，是最轻的碱土金属元素，也是最轻的结构金属之一。电离能9.322电子伏特。呈灰白色，质坚硬。熔点1278±5℃。沸点2970℃，密度1.85克/立方厘米，铍离子半径0.31埃，比其他金属小得多。和锂一样，也形成保护性氧化层，故在空气中即使红热时也很稳定。不溶于冷水，微溶于热水，可溶于稀盐酸，稀硫酸和氢氧化钾溶液而放出氢。金属铍对于无氧的金属钠即使在较高的温度下，也有明显的抗腐蚀性。铍价态为正2价，可以形成聚合物以及具有显著热稳定性的一类共价化合物。颜色和外表银白色或钢灰色用途地壳含量5×10-4%原子属性原子量9.01218原子量单位原子半径112pm共价半径90pm范德华半径无数据价电子排布[氦]2s2电子在每能级的排布2，2氧化价（氧化物）2（两性的）晶体结构六角形物理属性物质状态固态熔点1551K（1278°C）沸点3243K（2970°C）摩尔体积4.85×10-6m/mol汽化热292.40kJ/mol熔化热12.20kJ/mol蒸气压4180帕其他性质电负性1.57（鲍林标度）比热1825J/(kg•K)电导率31.3×106/(米欧姆)热导率201W/(m•K)第一电离能899.5kJ/mol第二电离能1757.1kJ/mol第三电离能14848.7kJ/mol元素在太阳中的含量：0.0001(ppm)声音在其中的传播速率：12870（m/S）化学键能：(kJ/mol)Be-H226，Be-O523，Be-F615，Be-Cl293晶胞参数：a=228.58pm，b=228.58pm，c=358.43pm，α=90°，β=90°，γ=120°在没有特别注明的情况下使用的*际标准基准单位单位和标准气温和气压铍的化学性质活泼，已发现的铍的同位素共有8种，包括铍6，铍7，铍8，铍9，铍10，铍11，铍12，铍14，其中只有铍9是稳定的，其他同位素都带有放射性。在自然界中存在于绿柱石、硅铍石和金绿宝石矿中，铍分布于绿柱石及猫睛石中。含铍的矿石有许多透明的、色彩美丽的变种，自古以来是最名贵的宝石。在我国古代文献中记载着这些宝石，如猫精，或称猫精石、猫儿眼、猫眼石，也就是我们现在称的金绿玉。这些含铍的矿石基本上都是绿柱石的变种。可由电解熔融的氯化铍或氢氧化铍而制得。它能形成致密的表面氧化保护层，即使在红热时，铍在空气中也很稳定。铍即能和稀酸反应，也能溶于强碱，表现出两性。铍的氧化物、卤化物都具有明显的共价性，铍的化合物在水中易分解，铍还能形成聚合物以及具有明显热稳定性的共价化合物。金属铍对液体金属的抗腐蚀性，与通用的综合剂乙二胺四乙酸（EDTA）的反应并不强，这在分析上是很重要的。铍可以形成聚合物以及具有显著热稳定性的一类共价化合物。铍用来制造飞机上用的合金、伦琴射线管、铍铝合金、青铜。也用作原子反应堆中的减速剂和反射剂。高纯度的铍又是快速中子的重要来源。这对设计核反应堆的热交换器是重要的，主要用作核反应堆的中子减速剂。铍铜合金被用于制造不发生火花的工具，如航空发动机的关键运动部件、精密仪器等。铍由于重量轻、弹性模数高和热稳定性好，已成为引人注目的飞机和导弹结构材料。铍具有毒性。每一立方米的空气中只要有一毫克铍的粉尘，就会使人染上急性肺炎——铍肺病。我国冶金行业已经使一立方米空气中的铍的含量降低到十万分之一克以下，**地解决了铍中毒的防护问题。跟铍相比，铍的化合物的毒性更大，铍的化合物会在动物的组织和血浆中形成可溶性的胶状物质，进而与血红蛋白发生化学反应，生成一种新的物质，从而使组织器官发生各种病变，在肺和骨骼中的铍，还可能引发癌症。铍透X射线的能力最强，有“金属玻璃”之称。其合金是航空，航天，军工，电子，核能等领域不可替代的战略金属材料。铍青铜是铜合金中性能最优良的弹性合金，具有良好的导热，导电，耐热，耐磨，耐腐蚀，无磁性，弹性滞后小，冲击时不产生火花等优点，被广泛应用于国防，仪表，仪器，计算机，汽车，家电等工业中。铍铜锡合金被用于制造在高温下工作的弹簧，此种弹簧在红热状态下仍保持良好的弹性和韧性；氧化铍可用于高温热电偶的耐热填充物。例如：适用于吹气模(风咀，剪口，模腔)及注塑模(模芯，模腔，顶针，塑孔栓，热流道系统配件及作镶件使用)。应用例：塑胶模、冲压模、橡胶模、拉拔模、压铸模等。铍的发现简史：绿宝石亦称祖母绿，翠绿晶莹，光彩夺目，是宝石中的珍品。它含有一种重要的稀有金属铍。铍的希腊文原意就是“绿宝石”的意思。绿宝石是绿柱石矿的变种。1798年，法国化学家沃克兰（VauquelinNiclasLouis,1763-1829）对绿柱石和祖母绿进行化学分析时发现了铍。但是，单质铍在三十年后的1828年由德国化学家维勒（FriedrichWoler,1800-1882）用金属钾还原熔融的氯化铍而得到的。克拉普罗特曾经分析过秘鲁出产的绿玉石，但他却没能发现铍。柏格曼也曾分析过绿玉石，结论是一种铝和钙的硅酸盐。18世纪末，化学家沃克兰应法国矿物学家阿羽伊的请求对金绿石和绿柱石进行了化学分析。沃克兰发现两者的化学成分完全相同，并发现其中含有一种新元素，称它为Glucinium，这一名词来自希腊文glykys，是甜的意思，因为铍的盐类有甜味。沃克兰在1798年2月15日在法国科学院宣读了他发现新元素的论文。由于钇的盐类也有甜味，后来维勒把它命名为Beryllium，它来源于铍的主要矿石──绿柱石的英文名称beryl。B硼（B），原子序数5，原子量10.811。发现史：尽管人们很久以前就和硼打交道，如古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂，古代炼丹家也使用过硼砂，但是硼酸的化学成分19世纪初还是个谜。1808年，英国化学家戴维（SirHumphryDavy,1778—1829）在用电解的方法发现钾后不久，又用电解熔融的三氧化二硼的方法制得棕色的硼。同年法国化学家盖-吕萨克（Joseph-LouisGray-Lussac,1778—1850）和泰纳（LouisJacquesThenard,1777—1857）用金属钾还原无水硼酸制得单质硼。硼被命名为Boron，它的命名源自阿拉伯文，原意是“焊剂”的意思。说明古代阿拉伯人就已经知道了硼砂具有熔融金属氧化物的能力，在焊接中用做助熔剂。硼的元素符号为B，中译名为硼。C碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。碳化合物一般从化石燃料中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品，如乙烯、塑料等。碳可以说是人类接触到的最早的元素之一，也是人类利用得最早的元素之一。自从人类在地球上出现以后，就和碳有了接触，由于闪电使木材燃烧后残留下来木炭，动物被烧死以后，便会剩下骨碳，人类在学会了怎样引火以后，碳就成为人类永久的“伙伴”了，所以碳*代就已经知道的元素。发现碳的精确日期是不可能查清楚的，但从拉瓦锡(LavoisierAL1743—1794法国)1789年编制的《元素表》中可以看出，碳是作为元素出现的。碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。常温下单质碳的化学性质不活泼，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧反应，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，