金属都是固态的吗

■田勤

你用的钢笔也许是用金属制成的，你的早餐可能是用金属锅煮的，你的闹钟是由金属制造的……没有金属，我们的世界以及日常生活将会变成另一个样子。

金属的世界千姿百态，它们或性格相似，或个性迥异，但都各司其职，坚守着服务人类的使命。我们印象中的常温下的金属都是固态的，其实并不是。下面让我们了解一下常温下的液态金属吧。

在实验室中，常温下的液态金属确实只有一种，那就是汞。但是，如果将“常温”的标准稍稍提高一些，提高到30℃就好，那么你会看见三种液态金属，因为在这个温度下镓和铯也会熔化。虽然都是湿湿滑滑黏黏的液态金属，但是无论从物理性质还是化学性质来看，它们都有专属于自己的特性。

汞（Hg）

汞，又称水银。在各种金属中，汞的熔点是最低的，只有-38～87℃，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属，外表似银珠。它的化学符号来源于拉丁文，原意是“液态银”。

汞的用途广泛，除了我们熟知的用来制造温度计，还可用于制造气压计、药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。由于其密度非常大，物理学家埃万杰利斯塔·托里拆利利用汞第一个测出了大气压的准确数值。

汞被广泛利用的同时，人们也对它的毒性敬而远之。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒。

在古代，女性通常会选用汞的化合物来美白。虽然这在今天看来简直是自杀的行为，但当时确实风靡一时。直到后来，人们才意识到汞的危害。1952年日本水俣灾难，就是由于受害者食用的鱼里面含有超标的汞盐导致中枢神经性疾病。患者初期口齿不清、面部痴呆、手脚发抖、步履不稳。此病经久难愈，发展到后期，会出现耳聋眼瞎、神经异常、全身弯曲、骨骼变脆的症状，只要轻微活动，甚至从床上坐起，都会发生骨折。科学试验证实，人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当达到5～10微克/10毫升时，就会出现明显的中毒症状。

所以，无论在实验中还是在生活中，一定要注意安全使用水银。含有水银的用品一旦被打破，水银会形成球体滚落。这时，要先关掉室内所有加热装置，打开窗户通风；然后戴上手套，用小铲子把水银收集起来深埋，或在上面撒些硫黄粉末，硫和汞反应能生成不易溶于水的硫化汞，危害会大大降低。由于水银在常温下即可蒸发成气态，很容易被吸入呼吸道，引起中毒，所以，处理散落在地上的水银时最好戴上口罩。

镓（Ga）

镓，如果你把它放在手心里，它马上就会熔化成液体，犹如荷叶上滚动的银色水珠一样。这是因为镓的熔点很低，只有29～8℃。镓的熔点虽然很低，可是沸点却非常高，竟高达2070℃!人们利用镓的这个特性来制造测量高温的温度计。把这种温度计伸进炉火熊熊的炼钢炉中，玻璃外壳都快熔化了，里边的镓还没有沸腾。如果用耐高温的石英玻璃来制造镓温度计的外壳，它能够一直测到1500℃的高温。所以，人们常用这种温度计来测量反应炉、原子反应堆的温度。

镓具有较好的铸造特性，由于它“热缩冷胀”，被用来制造铅字合金，使字体清晰。在原子能工业中，用镓作为热传导介质，能把反应堆中的热量传导出来。

镓与许多金属反应能生成熔点低于60℃的易熔合金。其中，如镓铟合金（熔点为16℃）、镓锡合金（熔点为20℃），可以用在电路熔断器和各种保险装置上，温度一高，它们就会自动熔化断开，起到安全保险的作用。

镓有增强玻璃折射率的效能，可以用来制造特种光学玻璃。由于镓对光的反射能力特别强，同时又能很好地附着在玻璃上，承受较高的温度，因此用它做反光镜最适宜。镓竟能把70%以上的入射光反射出去。

镓的一些化合物，如今与尖端科学技术结下了不解之缘。砷化镓是近年来新发现的一种半导体材料，性能优良，用它做电子元件，可以使电子设备的体积大为缩小，实现微型化。磷化镓是一种半导体发光元件，能够发出红光或绿光，人们把它做成了各种阿拉伯数字形状，在电子计算机中，利用它来显示计算结果。

铯（Cs）

铯是金黄色的，而且是最软的金属，熔点也低，在28～44℃时即会熔化成液体。铯具有活泼的个性，它本来披着一件漂亮的金黄色“外衣”，可是一与空气接触，马上就换成了灰暗色的，甚至不到一分钟就自动燃烧起来，发出紫红色或蓝色的光。把它投到水里，它会立即发生剧烈的化学反应，发生爆炸。即使把它放在冰上，它也会燃烧起来。正因为它这么“不老实”，平时人们就把它保存在充满稀有气体的玻璃管里，以免它与空气、水接触。

铯原子的最外层电子绕着原子核旋转一周的时间，总是极其精确地在几十亿分之一秒内，其稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点，人们制成了一种新型的钟——铯原子钟，规定一秒就是铯原子“振动”9192601770次（即相当于铯原子的最外层电子旋转这么多圈）所需要的时间。这就是“秒”的新定义。利用铯原子钟，人们可以十分精确地测量出十亿分之一秒的时间，其精确度和稳定性远远超过世界上以前有过的任何一种表，也超过了许多年来一直以地球自转做基准的天文时间。