炼金术与化学元素

最昂贵的元素

2017年4月3日，周大福集团在拍卖会上拍下了“粉红之星”钻石，成交价是7100万美元。这是当时世界上最贵的宝石。

钻石完全由碳原子构成，因此我们可以说碳是元素表上最昂贵的元素。不过，木炭也完全由碳原子构成，超市里1千克木炭的零售价是几英镑。或许碳也是最廉价的。

我们认为黄金比白银更值钱，但在19世纪90年代的奥运会上，冠军获得者得到的是一枚银牌，而不是金牌。唱片公司用铂金专辑奖励艺术家，这是至高的荣耀;但是在市场上，每金衡制盎司铂金比黄金便宜15美元。

铑和钯被用来制造汽车转换器，它们的价格与铂接近。它们的价格之所以这么高，是因为在2008年有过短暂的飙升，价值提高了10倍。有一个月的时间里，它们的价格比黄金还高。

钚是地球上最昂贵的材料之一，每1克的价值达到1.1万美元（美国能源部数据）。可事实上有一种元素比它更贵，不过很少有人知道。那就是98号元素锎，它被用作核反应堆的启动剂，每克售价为2700万美元。“粉红之星”钻石重12克左右，以克论，锎的价格是它的4倍还多。

不过，锎在自然界中并不存在。这是一种人造元素，所以它才这么贵。

都是魔法师

在18世纪发现磷以及燃烧实验以前，化学研究像是一团糨糊。由于犹太-基督教象征、古老的童话故事以及波斯作家贾比尔·伊本·哈扬的炼金术研究，没人重视化学。事实混杂在迷信之中，扑朔迷离。

化学领域过去被称为“炼金术”，是从阿拉伯语中衍生出来的术语。这个词源自希腊语，意思是黑魔法。在那段时期里，没有人尝试寻找组成物质的元素，相反，他们寻找那些人造的物质。

“万能溶剂”就是一例，人们认为这是一种终极的酸，可以用来溶解所有东西;“长生不老药”也是一例，人们认为这可以用来避免死亡;还有“万能药”，人们认为可以用来治疗一切疾病。

当然，炼金术士的首要目标是制作一种叫作“魔法石”的材料，它能把普通金属变成黄金，13世纪开始就流传着相关的谣言。

炼金术的确教会我们很多关于化学反应的知识，但炼金术涉及不到结构，只是猜测，而无实证。

元素的种类要由原子核中的质子数决定。把一种元素转化成另一种元素，这不是试管中进行简单的混合就可以做到的。

化学反应就是操纵电子，原子核太小了，并且是隐藏起来的，我们不能影响到它。简单地说，电子会随着你想要的曲调跳舞，但只要原子核保持不变，元素就不会改变。

当然，太阳仍在不断把氢元素转化成氦元素，科学无法禁止这一点。在地球上模拟这种技术需要超人的能力。说到超人的能力……

超级英雄的起源

在超级英雄的故事里，彼得·帕克被一只具有放射性的蜘蛛咬伤，他的DNA不可逆转地改变了，这使他获得了蜘蛛侠的力量;布鲁斯·班纳碰上了原子弹爆炸，暴露在放射性伽马射线下，变成了绿巨人;神奇四侠遭遇了放射性的宇宙射线风暴，超胆侠被喷溅到放射性废物上， 《X战警》中的琴·葛雷驾驶着航天飞机穿过放射性太阳风暴，释放了她的感应潜能。

放射性物质给我们带来许多恩惠，但在20世纪50年代也创造了哥斯拉和无数巨型昆虫（虽然它们是虚构的巨型怪兽），我们必须谨慎对待。然而正是由于放射性，人类才能够将一种元素转化成另外一种，所以我们需要了解它。

1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔偶然发现了放射性现象。贝克勒尔一直计划用感光底片做实验，但测试那天，天空乌云密布，所以他把底片放在了抽屉里。两天后，他把底片取出来，发现上面已经浸染了铜十字架的图案。显然，抽屉里有某种东西拍了照片。唯一的物体是放在十字架另一边的一罐硫酸钾溶液，所以贝克勒尔认为它一定是罪魁祸首。

虽然感光底片最容易被阳光激活，但任何高能光束都会使它发生变化。钾和硫酸盐颗粒都不发射光束，因此从逻辑上来说，光束来自液体中的其他元素——铀。

虽然肉眼看不到，但铀显然发射了某种东西，改变了感光底片的表面。十字架在两者之间，就这样，最早的无线电报出现在这个罐子里。

玛丽·居里（即居里夫人）是唯一一个在两门科学中获得诺贝尔奖的人。在贝克勒尔的发现之后不久，她把这种现象命名为“radioactivity”（放射性），这个词来自希腊语中的radius（车轮辐条）和拉丁语中的aktinos（光线）。

玛丽·居里在她的丈夫皮埃尔的帮助下，又发现了两种放射性元素镭和钋，后者的命名是为了纪念她的祖国波兰。不幸的是，他们两人都因为长期暴露在放射性环境下而生病去世。我们由此知道，放射性对细胞有害。

（摘自浙江教育出版社《元素周期表何以解释一切》）